Методические указания

Комбинированная схема теплоснабжения.

Рис.3 простейшая принципиальная схема ТЭЦ.

ПВК тп

ка

сп

сн

ПВК – пиковый водогрейный котёл СП – сетевой подогреватель ТП – тепловой потребитель СН – сетевой насос

1.1.13.КПД по выработке тепловой энергии

Т Т

q

ТР

Т

q

ТТ

Т

ТР

ТТ

Т

- КПД по выработке тепловой энергии на пиковом водогрейном

ТР

котле (ПВК);

Т

ПВК

тс

0,80 0,92 0,736

ТР

Т

- КПД по выработке тепловой энергии сетевыми

ТТ

подогревателями

Т

ка

тп

сп

тс

0,84 0,94 0,99 0,92 0,719

ТТ

сп

принимаем равным 0,99

Q

год

qТР

- доля отпуска тепла от ПВК

пвк

год

Qт

Qпвкгод - тепловая выработка от ПВК

Qтгод - тепловая выработка от всей сети

qТТ 1 qТР - доля отпуска тепла от сетевых подогревателей

11

1.1.14.КПД по выработке электроэнергии в комбинированной схеме

ТЭ ТРЭ ЭТР ТТЭ ЭТТ ..... 0,4 0,697 0,6

		Q
		отб
ТЭЦ		Q
		ТЭЦ

ЭТР ,ЭТТ - доля выработки электроэнергии конденсационным и теплофикационным потоками

ЭТТ =0,6 из задания

ЭТР 1 ЭТТ 0,4

ТТЭ ка тп сн эм 0,84 0,94 0,92 0,96 0,697 - КПД по выработке электроэнергии теплофикационным потоком

ТРЭ ка i сн эм

1.1.15.Определение абсолютного внутреннего КПД

i (lрас lсж )/q1

lсж - работа сжатия

lрас - работа расширения пара в турбине q1 - подводимая теплота

1.1.16.Расчёт работы сжатия

lсж lКН lПН

lКН - работа конденсатного насоса lПН работа питательного насоса

1.1.17.Расчёт работы конденсатного насоса

lКH	КН РК			РН
		ср	КН	КН
			КН

РКНН Р2 0,003МПа – давление питательной воды на входе в конденсатный насос РКНК 1,3 РКНН 3,0МПа – давление питательной воды на выходе из

конденсационного насоса (принимаем)

срКН =0,001 м3/кг – средний удельный объём питательной воды в конденсатном насосе

КН , ПН - КПД конденсатного и питательного насоса

КН ПН 0,8

lKH 0,001 (3,0 0,003) 103 3,75кДж/кг 0,8

12

Нагрев воды в конденсатном насосе

Dt=lКН/СПВ

СПВ – теплоёмкость питательной воды

СПВ=4,19 кДж/кг К

t 3,75 0,895 10C 4,19

1.1.18.Расчёт работы питательного насоса

lПH	ПН РК			РН
		ср	ПН	ПН
			ПН

РПНК 1,3 Р0 1,3 12 15,6 МПа – давление питательной воды на выходе из питательного насоса РПНН РКНК 3,0МПа – давление питательной воды на входе в питательный насос

срКН = 0,001 м3/кг – средний удельный объём питательной воды в питательном насосе

lПH 0,001 15,6 3,0 15,75кДж/кг 0,8

Нагрев воды в питательном насосе

Dt=lПН/СПВ

СПВ – теплоёмкость питательной воды

СПВ=4,19 кДж/кг К

t 15,75 3,76 40C 4,19

lсж 3,75 15,75 19,5кДж/кг

1.1.19.Расчёт температуры насыщения в регенеративном подогревателе ts РП = t’ПВ +dt

где ts РП – температура насыщения в регенеративном подогревателе, t’ПВ – температура питательной воды после подогревателя, dt – недогрев питательной воды в подогревателе (принимаем dt = 40С)

t’ПВ=tПВ-Dt

где Dt – нагрев воды в питательном насосе

t’ПВ=260-4=256 0С ts РП = 256+4=260 0С

13

h,	Ро Р'о
кДж/кг
	tо
	0
	0'

Ротб

Р2

2

2'

s,

кДж/(кг∙К)

Рис. 4 Процесс расширения пара для ТЭЦ

1.1.20.Определяем давление в отборе на регенеративный подогреватель Ротб=f(ts РП)=f(260)

1.1.21.Расчет расширения пара в турбине

Построение процесса расширения пара в турбине

т.0 Р0 = 12 МПа t0 = 565 0C

h0 = 3520 кДж/кг

т.0’	P’0 = Р0 (1-DP)=12 (1-0.03)=11,64 МПа
	где DP – потери давления в перепускных клапанах и паропроводах
	t’0 = 563,6 0C
	h’0 = 3520 кДж/кг

14

т.отб Ротб=4,7 МПа tотб=430 0С hотб=3274 кДж/кг

т.2 Р2 = 0,003 МПа t2=24 0C

h2= 2227,5 кДж/кг

1.1.22.Доля пара, отбираемая на регенеративный отбор

	h'	h'		1114,6 107,6
	пв	к			0,4756
	hотб hдр п
				3274 1135,3 0,99

hпв' f (tпв' ;Pпв' ) f (256;15,6) 1114,6 кДж/кг - энтальпия питательной воды после подогревателя (определяем по /1/)

где Pпв' РПНК 15,6МПа

hк' f (tк;PКНК ) 107,6 кДж/кг - энтальпия питательной воды за конденсационным

насосом (определяем по /1/) tк t2 tКН 24 1 250С

hдр f Pотб 1135,3 кДж/кг

1.1.23.Работа расширения пара в турбине

lрас h0 hотб (1 )(hотб h2) 3520 3274 0,5244 (3274 2227,5) 794,8 кДж/кг

1.1.24.Подведённая теплота в цикле

q1 (h0 hпв ) 3520 1133,8 2386,2кДж/кг

hпв f (tпв;PПНК ) 1133,8 кДж/кг - энтальпия питательной на входе в котлоагрегат, (определяем по /1/)

i (lрас lсж )/q1 (794,8 19,5)/2386,2 0,3249

ТРЭ ка i сн эм 0,84 0,3249 0,92 0,96 0,241

15

3. Построение графика тепловых нагрузок.

Определим структуру тепловых нагрузок:

QТР Q 700 МВт – суммарная тепловая нагрузка (задана) QГВСР qГВС QТР 0,20 700 140 МВт – нагрузка ГВС

qГВС - (дано в задании)

QГВСл 0,8 QГВСР 0,8 140 112 МВт – нагрузка ГВС в летний период QВР qв QТР 0,06 700 42 МВт – расход на вентиляцию

qв - (дано в задании)

QОТР QТР QГВСР QВР 700 140 42 518 МВт – отпуск тепла на отопление

Табл.1 Продолжительность стояния температуры воздуха для г. Пензы

			tн ,0С						-30						-25				-20			-15					-10								-5									0							+8
			,ч						11						55				232			670					1420								2390									3670							4950
		Табл.2 климатические данные для проектирования систем отопления
		Город				Отопительный период																																					Лето
						продолжительность												Температура воздуха, 0C																									Температура воздуха,
																																											0C
																		Расчётная для					Средняя									Средняя											Средняя								Средняя
																		проектирования					отопит.									самого											самого								В 13 ч.
																							Периода									холодного											жаркого								самого
																		tнР.о		tнР.в
																																месяца											месяца								жаркого
																																																			месяца
Пенза						206												-27		-17			-5,1									-12,1											+19,8								+24,1
					tвр 18(0С) – температура внутри помещения
	от				tвр tн							18 25					0,955							от						tвр tн												18 0							0,4
					tвр tнр.о																									tвр tнр.о
									18 27																														18 27
	от				tвр tн							18 20					0,844							от					tвр tн													18 8							0,22
					tвр tнр.о
									18 27																					tвр tнр.о									18 27
	от				tвр tн								18 17				0,77							в				tвр				tн						18 15									0,94
					tвр tнр.о				18 27																			tвр tнр.в										18 17
	от				tвр tн							18 15					0,733							в				tвр				tн							18 10								0,8
					tвр tнр.о				18 27																			tвр tнр.в										18 17
	от				tвр tн						18 10						0,622							в				tвр				tн							18 5								0,66
					tвр tнр.о																							tвр tнр.в										18 17
									18 27
	от			tвр tн						18 5							0,51							в				tвр				tн							18 0								0,51
					tвр tнр.о																							tвр tнр.в										18 17
									18 27

16

в

tвр

tн

18 8

0,286

tвр tнр.в

18 17

Qf (tн)

в

Qf (tн)

Qр

в

Qр

в

в

в

в

Qf (tн)

Qf (tн)

Qр

от

Qр

от

от

от

от

от

Qвf ( 15) 0,94 40=37,6

Qвf ( 10) 0,8 40=32

Qвf ( 5) 0,66 40=26,4

Qвf (0) 0,51 40=20,4

Qвf (8) 0,286 40=11,5

Qотf ( 25) от Qотр 0,955 370=353,3

Qотf ( 20) 0,844 370=312,3

Qотf ( 17) 0,77 370=284,9

Qотf ( 15) 0,73 370=270,1

Qотf ( 10) 0,622 370=230,1

Qотf ( 5) 0,51 370=188,7

Qотf (0) 0,4 370=148

Qотf (8) 0,22 370=81,4

Табл.3 Тепловые нагрузки в зависимости от температуры наружного воздуха

tн ,0С	-30	-27	-25	-20	-17	-15	-10	-5	0	+8	+10
,ч/год	11	37	55	232	495	670	1420	2390	3670	4950	3810
ОТ	1	1	0,955	0,844	0,77	0,733	0,622	0,51	0,4	0,22	0
Qf (tH )	370	370	353	312,3	284,9	270,1	230	188,7	148	81,4	0
ОТ
В	1	1	1	1	1	0,94	0,8	0,66	0,51	0,286	0
QВf (tH )	40	40	40	40	40	37,6	32	26,4	20,4	11,5	0
QГВСf (tH )	90	90	90	90	90	90	90	90	90	90	72
Qf (tH )	500	500	483,3	442,3	414,9	397,7	352	305,1	258,4	182,9	72
Т

17

																							600
																							500
																								Q,МВт
															Qf(t)т								400
															Qср.з								300
														Qf(t)от
																							200
															Qf(t)гвс								100
																		Qf(t)в
																							0
20 18	16	14	12	10	8	6	4	2	0	-2	-4	-6	-8	-10	-12 -14	-16	-18	-20 -22	-24	-26	-28	-30
																						11	232	495	670	1420	2390	3670	4950	8760
tн,0С																														t,ч/год
																														18

Из графика определяем годовую выработку от ТЭЦ

QТгод Qср.i 500 11+500 (37-11) + (500+483,3)/2 (55-37)+(483,3+

442,3)/2 (232-55) + (442,3+414,9)/2 (495 - 232) + (414,9+397,7)/2 (670-495) + (397,7+352)/2 (1420-670) + (352+305,1)/2 (2390-1420) + (305,1+258,4)/2 (3670-2390) + (258,4+182,9)/2 (4950-3670) + 72 3980=5500 + 13000 + 8849,7 + 81915,6 + 112721,8 + 71102,5 + 281137,5 + 318693,5 + 360640 + 282432 + 286560 = 1822552 (МВт ч/год)

Qотб=QT aТ=500 0,6=300 (МВт)

ПВК 2531(ч/год) – по графику

QПВКгод Qср.i Qотб (500-300) 11 + (500-300) (37-11) + [(500+483.3)/2-300] (55-37) + [(483.3+442.3)/2-300] (232-55) + [(442.3+414.9)/2-300] (495-232) + [(414.9+397.7)/2-300] (670-495) + [(397.7+352)/2-300] (1420-670) + [(352+305.1)/2-300] (2390-1420) + [(305.1+300)/2-300] (2531-2390) = 2200 + 5200 + 3449.7 + 28815.6 + 33821.8 + 18602.5 + 56137.5 + 27693.5 + 359.55 = 176280 (МВт ч/год)

ТТ ТРТ qТР ТТТ qТТ 0,82 0,096 0,735 0,904 0,079 0,664 0,743

	Qпвкгод	год 176280		0,096
q			1822552
ТР		Qт

qТТ 1 qТР 1 0,096 0,904

19