Тема 5. Показники економічності та енергетичні характеристики електростанцій.

План семінарського заняття.

1. Показники енергетичної економічності основних агрегатів електростанцій.

2. Енергетичні характеристики парогенераторних, реакторних та газотурбінних установок.

3. Енергетичні характеристики електростанцій.

Практичні завдання

Задача-приклад 5.1. Вибір оптимального перерізу проводів лінії електропередачі.

Передбачається спорудження лінії електропередачі з номінальним навантаженням U_ном = 330 кВ, довжиною = 300 км на залізобетонних опорах. Максимальна потужність передачі Р_тях = 280 МВт при h_шах = = 5000 год. Коефіцієнт потужності φ = 0,9. Для ліній такого класу навантаження застосовують два стандартних переріза проводів: 2 × АСО-300 та 2 × АСО-400.

Потрібно вибрати оптимальний переріз проводів та визначити електричне навантаження, при якому однаково економічно використання двох проводів указаного перерізу.

Вихідні данні: = 29 900 грн/км, = 33 200 грн/км; для провода 2×АСО-300 r₀ = 0,049 м/км, для 2 ×АСО-400 r₀ = 0,037 Ом/км; р_ям = 0,028, р_об = 0,01; втрати, пов’язані з коронуванням проводів: для 2×АСО- 300 - кВт/км, для 2 × АСО-400 - Р_кор2 = = 2 кВт/км; час роботи лінії за рік Т _р = 8000 год.

Рішення

Приведені затрати для порівняних варіантів

Для = 5000 час τ = 2800 год та з_э=1,7 коп/кВт·год. Вартість 1 кВт·год втрат на корону з'_э = 1,2 коп.

Якщо підставити вихідні данні варіантів у формулу приведених затрат, отримаємо:

3₁ = (0,12 + 0,028 + 0,01)29 900 ∙ 300 +

× 0,049 ∙300 ∙2800 ∙1,7 + 4 ∙300 ∙ 8000 ∙1,2 = 7 693 214 грн.;

3₂ = (0,12 + 0,028 + 0,01) 33 200 ∙300 +

×0,037 ∙ 300 ∙2800 ∙1,7+2 ∙ 300 ∙ 8000 ∙ 1,2 = 5 813 908 грн.

Як видно із результатів розрахунків, більш переважним є вибір проводів із перерізом 2 × АСО-400.

Однаково економічне навантаження буде по умовам однакових приведених затрат, які можна записати для двох суміжних перерізів проводів: 3₁ == 3₂. Тоді:

Р =

Якщо підставити вихідні значення, отримаємо: Р = 368 МВт.

Задачі для самостійного розв’язання.

Задача 5.2. Вибір оптимального перерізу проводів лінії електропередачі.

Передбачається спорудження лінії електропередачі з номінальним навантаженням U_ном = 340 кВ, довжиною = 500 км на залізобетонних опорах. Максимальна потужність передачі Р_тях = 280 МВт при h_шах = = 5000 год. Коефіцієнт потужності φ = 0,9. Для ліній такого класу навантаження застосовують два стандартних переріза проводів: 2 × АСО-300 та 2 × АСО-400.

Потрібно вибрати оптимальний переріз проводів та визначити електричне навантаження, при якому однаково економічно використання двох проводів указаного перерізу.

Вихідні данні: = 29 900 грн/км, = 33 200 грн/км; для провода 2×АСО-300 r₀ = 0,049 м/км, для 2 ×АСО-400 r₀ = 0,037 Ом/км; р_ям = 0,028, р_об = 0,01; втрати, пов’язані з коронуванням проводів: для 2×АСО- 300 - кВт/км, для 2 × АСО-400 - Р_кор2 = = 2 кВт/км; час роботи лінії за рік Т _р = 8000 год.

Тема 6. Енергетичне нормування.

План семінарського заняття.

1. Енергетичне нормування на електростанціях і в мережах.

2. Енергетичне нормування на промислових підприємствах.

3. Організація нормування і контроль за використанням палива, теплової і електричної енергії.

Практичні завдання

Задача-приклад 6.1. Порівняння розходу палива на гаряче водопостачання при різних енергоносіях і схемах енергопостачання.

Визначити розхід палива на гаряче водопостачання житлових приміщень за такими схемами:

1. за допомогою газового нагрівача на природному газі;

2. за рахунок централізованого теплопостачання від районної котельні;

3. за рахунок централізованого теплопостачання від ТЕЦ;

4. за допомогою електронагрівача, який споживає електроенергію від КЕС.

Необхідно порівняти за розходом умовного палива указані схеми при різних енергоносіях. К.к.д. газопровідної мережі від джерела газу до споживача ; к.к.д. газового нагрівача .

При роботі ТЕЦ на мазуті к.к.д. транспорту рідкого палива ; к.к.д. нетто котлоагрегатів ТЕЦ ; к.к.д. теплового потоку ТЕЦ ; к.к.д. мережених паро підігрівачів ТЕЦ ; к.к.д. теплових мереж ; к.к.д. місцевого підігрівача гарячої води для житлових будинків ; частка тепла, яке відпускають у тепломережі із відборів ТЕЦ за рік ; питоме вироблення електроенергії за теплофікаційним циклом на 1 відпущений ГДж ; питомі розходи палива на 1 кВт·год за теплофікаційним циклом , на 1 кВт·год за конденсаційним циклом на ТЕЦ , на 1 кВт·год від КЕС ; частка електроенергії, виробленої на ТЕЦ за теплофікаційним циклом .

Для схеми з районною котельнею к.к.д. нетто водогрійних котлів ; ; ; .

К.к.д. електромережі для схеми 4 ; к.к.д. електронагрівача ; величина при роботі КЕС на рідкому паливі така ж як для ТЕЦ районних котелень.

Рішення

Для схеми 1:

Для схеми 2:

Для схеми 3:

де - економія умовного палива за рахунок вироблення електроенергії за теплофікаційним циклом ТЕЦ на 1 ГДж;

- пере розхід палива на вироблення електроенергії за конденсаційним циклом на ТЕЦ у порівнянні з КЕС.

Для схеми 4 визначимо питомий розхід електроенергії на 1 ГДж тепла:

де 278 – еквівалент 1 ГДж в кіловатт·годинах.

Якщо прийняти за одиницю, то отримаємо таке співвідношення питомих розходів палива при різних схемах:

Найбільший розхід палива спостерігається у схемі 4, в якій тепло палива спочатку перетворюється в електроенергію на КЕС із відносно низьким к.к.д., а потім електроенергія знову перетворюється в тепло.

Загальні коефіцієнти використання первинних енергоресурсів можуть бути визначені із формули:

Для чотирьох схем їх значення наступні:

Величина є чисто умовною, введена для порівняння. У третьому варіанті отримали значення більше одиниці, оскільки вся економія палива за рахунок комбінованого вироблення електроенергії та тепла на ТЕЦ віднесена тільки до тепла.

Задачі для самостійного розв’язання

Задача6.2. Порівняння розходу палива на гаряче водопостачання при різних енергоносіях і схемах енергопостачання.

Визначити розхід палива на гаряче водопостачання житлових приміщень за такими схемами:

5. за допомогою газового нагрівача на природному газі;

6. за рахунок централізованого теплопостачання від районної котельні;

7. за рахунок централізованого теплопостачання від ТЕЦ;

8. за допомогою електронагрівача, який споживає електроенергію від КЕС.

Необхідно порівняти за розходом умовного палива указані схеми при різних енергоносіях. К.к.д. газопровідної мережі від джерела газу до споживача ; к.к.д. газового нагрівача .

При роботі ТЕЦ на мазуті к.к.д. транспорту рідкого палива ; к.к.д. нетто котлоагрегатів ТЕЦ ; к.к.д. теплового потоку ТЕЦ ; к.к.д. мережених паро підігрівачів ТЕЦ ; к.к.д. теплових мереж ; к.к.д. місцевого підігрівача гарячої води для житлових будинків ; частка тепла, яке відпускають у тепломережі із відборів ТЕЦ за рік ; питоме вироблення електроенергії за теплофікаційним циклом на 1 відпущений ГДж ; питомі розходи палива на 1 кВт·год за теплофікаційним циклом , на 1 кВт·год за конденсаційним циклом на ТЕЦ , на 1 кВт·год від КЕС ; частка електроенергії, виробленої на ТЕЦ за теплофікаційним циклом .

Для схеми з районною котельнею к.к.д. нетто водогрійних котлів ; ; ; .

К.к.д. електромережі для схеми 4 ; к.к.д. електронагрівача ; величина при роботі КЕС на рідкому паливі така ж як для ТЕЦ районних котелень.