Выбор основного оборудования и определение показателей тепловой экономичности ТЭЦ
Энергоснабжение
Курсовая работа
Выбор
основного оборудования и определение показателей тепловой экономичности ТЭЦ
Содержание
Введение
. Задание на
курсовой проект
. Годовой
отпуск теплоты от ТЭЦ
.1
Производственно-технологическое теплопотребление
.2
Коммунально-бытовое теплопотребление
.3 Отпуск
теплоты по сетевой воде
. Выбор
основного оборудования
. Расчет
показателей тепловой экономичности ТЭЦ
Заключение
Список
используемой литературы
теплопотребление коммунальный теплоэлектроцентраль сетевой
Введение
Годовой отпуск теплоты от ТЭЦ определяем отдельно для
производственно-технологических и коммунально-бытовых потребителей. Нужды
производственно-технологических потребителей покрываются технологическим паром,
а коммунально-бытовых потребителей - сетевой (горячей) водой.
Для правильного выбора оборудования ТЭЦ необходимо знать сантехническую
нагрузку производственно-технологических потребителей, которая покрывается
сетевой водой и добавляется к коммунально-бытовой нагрузке.
1. Задание на курсовой проект
Исходные данные:
Таблица 1.
|
Величина
|
Dрп
|
γст
|
Климатические условия
города
|
|
кг/с
|
|
|
|
Исходные данные
|
400
|
0,08
|
Волгоград
|
Таблица 2.
|
Величина
|
m
|
Система теплоснабжения
|
Топливо
|
Qрн
|
|
тыс. чел
|
|
|
МДж/кг
|
|
Исходные данные
|
80
|
Открытая
|
Газ(мазут)
|
49,52
|
Таблица 3
|
Величина
|
рп
|
tп
|
Яок
|
tок
|
hпТЭЦ
|
|
МПа
|
°С
|
|
°С
|
ч/год
|
|
Исходные данные
|
0,6
|
190
|
0,55
|
95
|
4500
|
Обозначения:
Дрп - расчетный отпуск технологического (производственного) пара;
РП и tП - давление и температура технологического пара;
ЯОК и tОК - доля возврата и температура конденсата технологического
пара;пТЭЦ - годовое число часов использования максимума
производственно-технологической нагрузки по пару;
γст - доля сантехнической нагрузки в
горячей воде от расчетного отпуска технологического (производственного) пара;-
численность населения жилого района или города, присоединенного к ТЭЦ;
открытая (СТО) или закрытая (СТЗ) - тип системы теплоснабжения по сетевой
(горячей) воде;
твердое (Т) или газомазутное (ГМ) - вид топлива сжигаемого на ТЭЦ;рн -
низшая теплота сгорания топлива.
2. Годовой отпуск теплоты от ТЭЦ
.1 Производственно-технологическое теплопотребление
. Расчетную производственно-технологическую нагрузку определяем по
формуле:
где: hП = энтальпия технологического (производственного) пара, кДж/кг;ОК
- энтальпия обратного конденсата, кДж/кг;ХЗ - энтальпия холодной воды зимой,
кДж/кг;П - доля тепловых потерь в паропроводах (принимаем 0,08).
Энтальпию обратного конденсата определяем по формуле, кДж/кг
где: 
- удельная массовая теплоемкость воды.
Энтальпия холодной воды
(tхз - температура холодной воды зимой - принимаем равной 5°С).
2. Годовой отпуск пара на производственно-технологические нужды, т/год
где ДРП = 1440 (т/ч)
. Годовой отпуск теплоты на производственно-технологические нужды, ГДж
Строим годовой график производственно-технологического теплоснабжения.
Для этой цели выбираем осредненный график теплопотребления, соответствующий
величине hПТЭЦ = 4500 ч/год и строим подобный график в абсолютных значениях
тепловых нагрузок. Каждую ординату графика вычисляем по формуле:
|
Месяц
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
|
Данные
|
2098646
|
1930754
|
1699903
|
1364119
|
1238201
|
1196228
|
|
Месяц
|
7
|
8
|
9
|
10
|
11
|
12
|
|
Данные
|
1154255
|
1175242
|
1322147
|
1573984
|
1846808
|
1993714
|
.2 Коммунально-бытовое теплопотребление
Нагрузки коммунально-бытовых потребителей - расчетные, средние и годовые
- определяем по известной методике.
Расчетные тепловые нагрузки.
. Расчетная нагрузка отопления, Вт
где: q0 - укрупненный показатель максимального теплового потока на
отопление жилых зданий на 1 м2 общей площади;
А=m*f - общая площадь жилых зданий, м2;- норма общей площади в
жилых зданиях на 1 человека (принимаем равной 18 м2/чел.);= 0,25 -
коэффициент учитывающий долю теплового потока на отопление общественных зданий.
. Расчетная нагрузка вентиляции, Вт
где: k2 - коэффициент, учитывающий долю теплового потока на вентиляцию
общественных зданий (принимаем коэффициент равным 0,6 для зданий постройки
после 1985 г.).
3. Расчетная нагрузка горячего водоснабжения, Вт
где: qr - укрупненный показатель среднего теплового потока на горячее
водоснабжения на 1 человека Вт/чел.
4. Расчетная нагрузка коммунально-бытовых потребителей, Вт (МВт)
Средние тепловые нагрузки.
. Средняя нагрузка отопления
где: tВ - средняя температура внутреннего воздуха отапливаемых зданий
(tв=18°С - для жилых и общественных зданий)ро и tо - расчетная для отопления и
средняя за отопительный период температуры наружного воздуха.
. Средняя нагрузка вентиляции
3. Средняя за отопительный период нагрузка горячего водоснабжения
. Средняя за неотопительный период нагрузка горячего водоснабжения
где: tх = 5°С и tхл = 15°С - соответственно температура холодной
(водопроводной) воды в отопительный и неотопительный период;
Я - коэффициент, учитывающий изменение среднего расхода воды на горячее
водоснабжение в неотопительный период по отношению к отопительному (Я = 1,5 -
для курортных и южных городов).
5. Средняя за отопительный период нагрузка коммунально-бытовых
потребителей
Годовые расходы теплоты.
. Годовой расход теплоты на отопление, ГДж
где: h0 - длительность отопительного периода
. Годовой расход теплоты на вентиляцию, ГДж
где: Z=16 ч - время работы за сутки систем вентиляции общественных
зданий.
. Годовой расход теплоты на горячее водоснабжение, ГДж
. Годовой расход теплоты на коммунально-бытовые нужды, ГДж
.3 Отпуск теплоты по сетевой воде
Сантехническая нагрузка промышленных предприятий покрывается сетевой
водой и суммируется с коммунально-бытовой нагрузкой.
Расчетная сантехническая нагрузка
Можно допустить, что закономерности изменения сантехнической и
коммунально-бытовой нагрузки в зависимости от температуры наружного воздуха
совпадают. Тогда годовой отпуск теплоты на сантехнические нужды, ГДж
С учетом тепловых потерь в сетях расчетная нагрузка потребителей сетевой
воды составит
а годовой отпуск теплоты по сетевой воде
где: q - доля тепловых потерь в тепловых сетях (принимаем 0,06).
Результаты расчетов нагрузок потребителей сетевой воды обобщаем в виде
графика тепловых нагрузок по продолжительности.
В заключение результаты расчета тепловых нагрузок сводим в таблицу 6.1.
Таблица 6.1.
|
№ п/п
|
Потребители
|
Нагрузка
|
|
|
Расчетная
|
Годовая, ГДж
|
|
|
МВт
|
ГДж/ч
|
|
|
1
|
Технологические (пар)
|
1148
|
4132
|
18594000
|
|
2
|
Коммунально-бытовые Отопление
Вентиляция Горячее водоснабжение
|
176,85
|
636,66
|
5234823,7
|
|
|
145,8
|
524,88
|
1390544,06
|
|
|
0,97
|
3,5
|
5241,6
|
|
|
30,08
|
108,3
|
276944,64
|
|
3
|
Сантехнические потребители
|
91,82
|
330,56
|
868497,7
|
|
4
|
Потребители теплоты по
сетевой воде
|
149,4
|
537,85
|
2693595,7
|
3. Выбор основного оборудования
К основному оборудованию промышленно-отопительных ТЭЦ относятся паровые и
водогрейные котлы и паровые турбины.
Критерием правильности выбора состава, типа и мощности основного
оборудования является достижимость оптимальных значений расчетных коэффициентов
теплофикации по пару 
и сетевой воде 
при соответствующих величинах
технологических и коммунально-бытовых (в сумме с сантехнической) нагрузок.
Оптимальные коэффициенты теплофикации определяются на основе
технико-экономических расчетов и зависят от мощностного ряда выпускаемых
теплофикационных паровых турбин. Соответствующие технико-экономические
исследования показывают, что оптимальные значения расчетных коэффициентов
теплофикации по пару и сетевой воде составляют соответственно 
и 
.
Исходя из соответствующих величин технологической и коммунально-бытовой
нагрузок принимаем к установке турбины типа Т-50/60-130 _ две штуки и турбины
типа Р-100-130/15 _ две штуки.
Расчетные коэффициенты теплофикации по пару и сетевой воде
Принимаем к установке 5 котлов типа Е-500-140ГМН_
Суммарная паропроизводительность выбранных котлов составляет 619 кг/с.
Для покрытия пиковых нагрузок по сетевой (горячей) воде принимаем к
установке 2 пиковых водогрейных котла типа КВ - ГМ-100.
4. Расчет показателей тепловой экономичности ТЭЦ
Расход натурального топлива на один энергетический котел в котельной
установке (без промежуточного пароперегревателя)
где: Д0 - номинальный расход свежего пара на одну турбину;- энтальпия
свежего пара за выбранным энергетическим котлом, кДж/кг;ПВ - энтальпия
питательной воды, кДж/кгНР - удельная теплота сгорания топлива, кДж/кг;
ηБРкотла - расчетный КПД котла;
Расчет топлива на пиковый водогрейный котел, кг/с:
Суммарный расход условного топлива 
на ТЭЦ, кг/с
Расход условного топлива на выработку теплоты, кг/с
суммарный расход теплоты, отпущенной внешним потребителем, МВт
Расход условного топлива на выработку электроэнергии, кг/с
КПД ТЭЦ брутто по выработке электроэнергии
Э - электрическая номинальная мощность выбранной турбины, МВт КПД ТЭЦ
брутто по выработке теплоты
Удельные расходы условного топлива:
на выработку электроэнергии, кг/(кВтч)
на выработку теплоты, кг/ГДж
на отпуск теплоты, кг/ГДж
Заключение
К основному оборудованию промышленно-отопительных ТЭЦ относятся паровые и
водогрейные котлы и паровые турбины.
Критерием правильности выбора состава, типа и мощности основного
оборудования является достижимость оптимальных значений расчетных коэффициентов
теплофикации по пару и сетевой воде при соответствующих величинах
технологических и коммунально-бытовых (в сумме с сантехнической) нагрузок.
Оптимальные коэффициенты теплофикации определяются на основе
технико-экономических расчетов и зависят от мощностного ряда выпускаемых
теплофикационных паровых турбин.
Выбор типа и количества энергетических паровых котлов осуществляем по
суммарному расходу свежего пара на все выбранные турбины и РОУ с коэффициентом
1,02. Двухпроцентная добавка дается на неучтенные потери теплоты в цикле ТЭЦ.
Список используемой литературы
1. Е.А.
Блинов Энергоснабжение, 2010
. С.И.
Джаншиев, Г.З. Зайцев Оборудование ТЭЦ, 2006
. С.В.
Можаева Определение показателей тепловой экономичности ТЭЦ, 2009