Магистратура 2 сем ТЭС / тр / Zadanie_TR_2017

Расчетное задание (Типовой расчет)

Режимы работы и эксплуатации ТЭС. 2018/2019 уч. год,

2 семестр. Магистры

Для заданного варианта рассчитать и определить оптимальный состав включенного оборудования ТЭЦ, с турбинами типа Т-110/120-130 при работе в условиях рынка.

1.Рассчитать изменение электрической мощности турбины Т-110/120-130 при работе по тепловому графику и при работе с максимальной электрической мощностью (принимаем, Nмах=110МВт).

2.Изменение удельных расходов топлива на выработку электроэнергии, при работе по тепловому графику, и при работе по электрическому и изменение удельного расхода на отпуск тепла отбираемого из отборов турбины.

3. Исходя из стоимости топливной составляющей производства электроэнергии, определить оптимальное число включенных агрегатов и целесообразность работы блока по электрическому графику (с Nмах=110МВт).

Для расчетов удельных расходов использовать энергетические характеристики турбины.

где Q_TURB-расход тепла в голову турбины (МДж/с);

Q_T-теплофикационная нагрузка отборов турбины (МДж/с);

N_T, N-электрическая мощность развиваемая турбиной при работе по тепловому графику, и по электрическому, соответственно (МВт);

P_T-давление в верхнем отопительном отборе (МПа).

Для всех режимов работы принять недогрев в сетевых подогревателях =5^ОС, а потери давления в подводящих трубопроводах Р=0,05Р_SПС2. Максимально-допустимое давление в верхнем отопительном отборе принять P_T=0,25МПа.

В качестве критерия оптимального уровня загрузки использовать максимум маржинального дохода в течение суток. В качестве минимального уровня нагрузки станции рассматривать работу всех включенных агрегатов по тепловому графику. Рассмотреть также вариант, когда включено минимальное число блоков, обеспечивающих покрытие теплового графика (Nбл=N).

Изменение цен на э/э в течение суток взять из табл. с исходными данными. График нагрузки определить по результатам полученных расчетов и нарисовать его. При этом считать, что в период провала графика нагрузки (0-7часов включительно) станция работает по тепловому графику. А в период работы с (7 до 24 часов) в зависимости от полученного результата может работать с дозагрузкой по электрическому графику или оставаться на уровне работы по тепловому графику в течение суток. При выборе числа работающих блоков необходимо учитывать минимально - допустимую нагрузку отдельного блока, определяемую, как правило минимально-допустимой нагрузкой котельного агрегата (условно примем, что минимальная тепловая нагрузка блока составит Qтмин=110 МВт, а максимальная Qтмах=203,5МВт).

Указания к выполнению задания.

Отпуск тепла от ТЭЦ осуществляется в соответствии с температурными графиками теплосети. При работе по такому температурному графику, первоначально максимально загружают теплофикационные отборы турбины и только при повышении давления в отборах выше допустимого или при увеличении тепловой нагрузки выше максимально возможной, включают ПВК, которые увеличивают отпуск тепла от станции в целом до заданного уровня. По заданному значению tнв. находим по графику рис.1 температуру прямой и обратной сетевой воды .

Суммарная тепловая нагрузка станции определяется по выражению:

Qст=C_P*Gсв.ст*(t_ПР-t_ОС). (1)

Если Qст меньше, чем Nбл*203,5 МВт (то есть суммарной нагрузки отборов всех турбин), то ПВК не включаются, если при этом соблюдается второе условие, Ротб₂ < Ротб₂мах =0,25МПа). Если Qст больше N*203,5МВт, то за нагрузку отборов принимается максимальная нагрузка отборов, равная Qт=Nбл*203,5МВт, оставшаяся нагрузка при этом передается на ПВК. При этом следует учесть также возможное ограничение по максимальному давлению в отборах, которое может возникнуть при недостаточном расходе сетевой воды на ТЭЦ.

Для оценки этой возможности температура воды за СП2 определяется из выражения:

tсп2=tос+203,5/(Ср*Gсв.бл) (2)

Gсв.бл- расход сетевой воды для конкретного блока (т/ч).

Gсв.бл=Gcв.cт/Nбл (3)

Gcв.cт- расход сетевой воды на станцию в целом (т/ч).

Nбл-число работающих блоков (для варианта, с минимальным числом N. Для варианта с увеличенным числом N+1).

Далее расчет производим в следующей последовательности. Давление в верхнем отборе определяем следующим образом:

сначала находим температуру насыщения в верхнем сетевом подогревателе:

t_sпсг2=t_пр+, (4)

где  - недогрев воды в сетевом подогревателе, принимаем 5^оС.

С учетом потери давления в подводящих трубопроводах находим давление в отборе:

-по t_sпсг2 находим по таблицам свойств воды и водяного пара P_sпс2, тогда

P_отб2=P_sпс2+ P (5)

Далее по характеристикам находим N_T, Q_TURB. При работе турбоагрегата по тепловому графику считаем N_T=N.

Далее определим расход топлива на выработку эл. энергии и тепла.

Qэ=Q_TURB-Q_T/_ПСГ. (6)

Вэ=Qэ/Q_р^н*_тр*_ка (7)

bэ^бр =Bэ/Nт*_эм (8)

b_T=Q_T/Q_р^н*_ПСГ*_ка*_тр (9)

Далее, определяем величину маржинального дохода станции в течение суток, используем выражение:

М=Dээ+Dтэ-Зтээ-Зттэ, (10)

Где

Dээ - доход от продажи электрической энергии в течение суток (руб).

Dээ=Nт*Nбл*τпров*Цээ^цп + Nрсв*Nбл*τрсв*Цээ^рсв , (11)

Внимание! Для каждого варианта по составу оборудования, рассмотреть для каждого случая, когда Nрсв=Nт и Nрсв>Nт т.е. блок работает по электрическому графику в период работы рынка РСВ (в период ценопринимания считать во всех случаях N=Nт.

Dтэ-доход от продажи тепловой энергии (руб).

Dтэ=Qст*Ттэ*24, (12)

Зтээ – Затраты на топлива для выработки электрической энергии (руб).

Зтээ=bэ^пров * Nт*Nбл*τпров *Цт + bэ^рсв * Nрсв*Nбл*τрсв *Цт, (13)

Зттэ- затраты на топливо на выработку тепловой нагрузки (руб).

Зттэ = Qтбл*bт*Nбл*Цт*24+Qпвк*bпвк*Цт*24, (14)

После подстановки в ф-лу (10) получаем результат. Результаты рассчитать для числа блоков в работе Nбл= n и Nбл=n+1.

Затратами э/э и тепла на собственные нужды в данном расчете учитывать не будем, то есть считаем, что вся выработанная энергия продается.

Принятые обозначения:

bэ^пров , bэ^рсв , bт, bпвк - соответственно, удельный расход топлива на выработку э/э в часы провала и при работе на РСВ (кгу.т./кВтч), и удельный расход условного топлива на выработку тепловой энергии (кг у.т./Гкалч) для блока и для ПВК (для ПВК во всех случаях принять bпвк=170 кг у.т./ Гкалч);

Цээ^цп , Цээ^рсв, Ттэ –соответственно, цена э/э в часы провала нагрузки, в часы РСВ и тариф на тепло;

Nт, Nрсв- соответственно, мощность блока при работе в провале графика нагрузки и при работе на рынке РСВ.

Объяснить полученные результаты.

Рис.1. Температурный график теплосети.

Таблица 1.

Исходные варианты.

№ вар.	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14
	15	16	17	18	19	20	21	22	23	24	25	26	27	28
tнв, ОС	0, -10,	-3, -10,	-5, -15,	-3, -8,	-5, -12,	0, -10,	-3, -10,	-2, -9,	-4, -11,	-5, -13,	-6, -14,	-1, -8,	-2, -7,	-7, -15,
Число агрегатов на станции ncт.	3, 5	4, 3	5, 6	4, 5	3, 4	4, 3	5, 4	4, 6	3, 5	5, 4	4, 4	5, 3	4, 5	6, 5
Gсв ст,кг/с	2700	4000	5000	4200	2700	4000	5000	4400	2700	5000	4000	4500	3800	5400
	4500	2600	6000	5250	3800	2700	4000	6000	4500	4000	4000	2700	5000	4500

Примечание: максимально допустимый расход сетевой воды через СП одного блока Gсв.бл.<1350кг/с

Таблица 2.

№ вар.	1	2	3	4	5		6	7	8	9	10		11	12	13	14
	15	16	17	18	19		20	21	22	23	24		25	26	27	28
Цт, руб/т у.т.	4500 3800	38503900	4200 4100	4400 3950	4100 4000		4200 3800	38533900	4600 4100	4000 3750	3900 4000		4300 4150	4100 3800	4000 3750	3900 3600
Цена э/э на рынке, в зоне ценопринимания, руб/МВтч	900					950						980
Цена э/э на РСВ, руб/МВтч	1250					1350						1400
Тариф на тепло, руб/Гкал	850					750						800