10 Расходы топлива на тэц.

Общий расход топлива на ТЭЦ В, кг/с, распределяется между электрической и тепло­вой энергией: В=В_э+ В_т

где В_э — расход топлива на производство электрической энергии, кг/с; В_т — расход топ­лива на тепло, отпускаемое внешнему потре­бителю, кг/с. Каждая из этих величин связана с соответствующим к. п. д. следующими уравнениями энергетического баланса:

В —общий расход топлива,

η_с^эт - полный к. п. д. ТЭЦ

В_э — расход топлива на производство электро­энергии

η_с^э - к. п. д. ТЭЦ по производству электроэнергии:

В_т—расход топлива на внешнее тепловое по­требление

η_с^т - к. п. д. по производству теп­ла, отпускаемого внешнему потребителю,:

Из этих трех уравнений можно определить каждую из величин расхода топлива

Расход топлива на теплового потребителя определяется по формуле

после чего, если известен общий расход топ­лива В, можно определить и расход топлива на производство электроэнергии:

Найдем относительную долю теплоты, отпускаемой на теплового потребителя: β=Qт/Qту.

Получаем

;

_{Рассмотрим удельный расход топлива с теплотой сгорания 29.31 кДж/г на единицу производимой электрической энергии:}

(кг/кДж, кгу.т./кВт*ч)

Наименьшее значение к. п. д. ТЭЦ по про­изводству электроэнергии соответствует ее конденсационному режиму, для которого, на­пример, 0,34, и тогдаb_э0,360 кгу.т./(кВт-ч).

Наиболее высокое значение к. п. д. имеет ТЭЦ при работе турбин с противодавлением, без потерь тепла в конденсаторе. При этомгде

Следовательно,

Вэ = Вэ ^т+ Вэ ^к= bэ ^т *Wэ ^т +bэ ^к* Wэ ^к

bэ ^т, bэ ^к – уд. расход топлива на выработку эл.эн соответственно теплофикационным и конденсационныи путём

Wэ ^т, Wэ ^к – теплофикационная и конденсационная эл.мощность

Удельный расход топлива на ТЭЦ на производство и отпуск тепловой энергии

bт=Вт/ Qто, кг/кДж

Вт= Qто/Q^н_р*η^т_с → bт=1/Q^н_р*η^т_с

bт=10⁶/29310* η^т_с =34,1/ η^т_с, кг. у.т./ГДж

11. Сравнение тепловой экономичности тэц и раздельной установки.

Произведем сравнение ТЭЦ и РУ при одинаковом отпуске эл/энергии и тепловой энергии. Основное сравнение производится по расходу топлива, но в одном приближении можно сравнить по расходу пара и тепла.

Приближенное сравнение является корректным, если на ТЭЦ и КЭС применяется турбины с одинаковыми параметрами пара с одинаковым процессом расширения пара ТЭЦ и КЭС.

Параметры пара выше: КЭС: р₀=24 МПа; t₀=550 ⁰С

ТЭЦ: р₀=9,13 МПа; t₀=550 ⁰С

Расход пара на ТЭЦ: D₀=D_ко+у_тD_т

D_ко=W_э/Н_к*η_эм- на чисто конденсационную турбину

у_т- коэффициент недовыработки пароотбора 0< у_т <1

D_т-расход пара на потребителя

РУ: D_ру=D_ко+D_т ; ∆D=D_ву-D_ко≤(1- у_т) D_т=∆D_к- на сколько пара попадает меньше в конденсаторы теплофикационной турбину

Турбина образует меньший расход пара на ТЭЦ по сравнению с РУ обусловлено снижением расхода в конденсаторы теплофикационных турбин

Сравним по расходу тепла :

Q_ту= D₀(h₀-h_пв)=( D_ко+ у_тD_т)* (h₀-h_пв)= D_ко(h₀-h_пв)+ у_т*(h₀-h_пв)

D_ко(h₀-h_пв)= Q_ко- расход пара и тепла на конденсационную установку такой же мощности с таким же процессом пара в турбине

ξ_т= у_т*(h₀-h_пв)/ (h_т-h_ок)-коэффициент ценности тепла пара отбора

(h₀-h_пв)≈ (h_т-h_ок)

ξ_т≈ у_т т.е у свежего пара ξ_т=1; а у отработавшего ξ_т=0

0< ξ_т<1 ;

Q_ту= Q_ко+ ξ_тQ_т

ξ_т= Q_ту- Q_ко/Q_т

На раздельные установки:

Q_ру= Q_ко+ Q_т; ∆Q= Q_ру- Q_ту=(1- ξ_т)Q_т≈(1- у_т)q_кD_т=∆Q_к

Экономия теплоты на ТЭЦ по сравнению с РУ практически равна уменьшению потерь теплоты в конденсационных установках теплофикационных турбин.

Рассмотрим расходы топлива ТЭЦ и РУ

ТЭЦ: В_тэц=В_э+В_т=В^к_э+В^т_э+В_т=b^к_эW_к+ b^т_эW_т+ b_тQ_т

РУ: В_ру=В_кэс+В_кот= b_кэсW_э+ b_котQ_т

W_э=W_к+W_т следовательно В_ру=b_кэс(W_к+W_т)+ b_котQ_т

∆В= В_ру- В_тэц=(b_кэс-b^т_э) W_т-(b^к_э-b_кэс) W_к+(b_кот-b_т) Q_т

b_кот= Q_т/Q^р_н*η_{кот ;} η_кот≈η_пг ; b_кот≈b_т≈39 (кг.у.т/ГДж)

На современной ТЭЦ: b_кэс≈0,31 (кг.у.т/КВт*ч)

b^т_э≈0,15(кг.у.т/КВт*ч)

b^к_э≈0,36-0,4(кг.у.т/КВт*ч)