| Для правильного выбора оборудования ТЭЦ, необходимо определить: | |
| 1. Производственно-технологическое теплопотребление; | |
| 2. Коммунально-бытовое теплопотребление. | |
| 1. Производственно-технологическое теплопотребление. | |
| 1.1.Расчетная производственно-технологическая нагрузка | |
| определяется по формуле: | |
| * Qрп = Dрп *(hп - bок*(hок - hхз) - hхз)*(1 + qп) | |
| Где: Dпр- расчетный отпуск технологического (производственного) пара; hп - энтальпия технологического производственного пара; hок - энтальпия обратного конденсата; hхз - энтальпия холодной воды зимой; qп - доля тепловых потерь; | |
| βок - доля возврата конденсата технологического пара. | |
| Dпр- согласно исходным данным: Dпр = 150 кг/с | |
| hп - из h-s диаграммы водяного пара, при Рп и tп: hп = 2825 кДж/кг | |
| hок - энтальпия обратного конденсата по формуле: hок =с*tок | |
| Где: с - ср. удельная массовая теплоемкость воды с = 4,19 кДж/(кг*К) | |
| Вычислим: hок = 398,05 кДж/кг | |
| hхз - энтальпия холодной воды зимой по формуле: hхз = с*tхз | |
| Где: tхз температура холодной воды зимой tхз = 5 оС | |
| Вычислим: hхз = 20,95 кДж/кг | |
| qп - доля тепловых потерь из диапазона 0,06 - 0,1 qп = 0,08 | |
| Таким образом, расчетная производственно-технологическая нагрузка: | |
| * Qрп = Dрп *(hп - bок*(hок - hхз) - hхз)*(1 + qп) = 140427,0 кДж/с (КВт) | |
| в МВт Qрп = 140,43 МВт в гДж/ч Qрп = 505,54 гДж/ч | |
| 1.2. Годовой отпуск пара на производственно-технологические нужды: | |
| Dпг = Dпр * hпТЭЦ = 2430000 т/год | |
| Где: Dпр- переведенный в тонна/час: Dпр *3600/1000 = 540 т/час | |
| 1.3. Годовой отпуск теплоты на производственно-технологические нужды: | |
| Qпг = Qпр * hпТЭЦ = 631921500 гДж | |
| Где: Qпр- переведенный в гигаДжоуль/час: Qпр *3600/1000 = 505537 гДж/час | |
| 1.4. Годовой график производственно-технологического теплопотребления. | |
| Для того, чтобы построить годовой график теплопотребления используем приложение 1. | |
| Ординаты графика вычисляются по формуле: | |
| Qпi = | Qпiтаб.* | Qпг | гДж | |
| S Qпiтаб. | |
| Qп1 = 631921500 гДж | | гДж |
| Qп2 | = | | гДж | |
| Qп3 | = | | гДж | |
| Qп4 | = | | гДж | |
| Qп5 | = | | гДж | |
| Qп6 | = | | гДж | |
| Qп7 | = | | гДж | |
| Qп8 | = | | гДж | |
| Qп9 | = | | гДж | |
| Qп10 | = | | гДж | |
| Qп11 | = | | гДж | |
| Qп12 | = | | гДж | |
| | | | | | | | | | | | | | | | | |
| 2. Коммунально-бытовое теплопотребление. |
| 2.1. Расчетная тепловая нагрузка отопления |
| определяется по формуле: |
| ** Qро = qo * m * f *(1 + к1) |
| Где: qo - укрупненный показатель теплового потока на 1 кв.м.жилья; m - численность населения жилого района или города, присоединенного к ТЭЦ f - норма общей площади на одного человека; к1- доля теплового потока на отопление общественных зданий. | |
| qo - согласно приложению П2 принимается в зависимости от tро. | |
| Для нашего варианта: tро = -20 оС | |
| Количество жилой площади, построенной до 1985 года и после, возьмем в соотношении 3:1 |
| Тогда, получим: qo = (3*qo <1985 + 1*qo>1985)/4= 77,5 Вт/м2 | |
| f - норма общей площади на одного человека, равна 18 кв.м./чел | |
| к1- доля теплового потока на отопление общественных зданий равна 0,25 |
| Вычислим из **: Qро = qo * m * f *(1 + к1) = 122,06 МВт |
| 2.2. Расчетная тепловая нагрузка вентиляции |
| определяется по формуле: | |
| *** Qрв = qo * m * f *к1*к2 | |
| Где: к2- доля теплового потока на вентиляцию общественных зданий, для зд.построенных | |
| до 1985 года: к2 = 0,4 после 1985 года: к2 = 0,6 | |
| Тогда, получим: к2 = (3*к2 <1985 + 1*к2>1985)/4= 0,45 | |
| Вычислим из ***: Qрв = qo * m * f *к1*к2 = 10,99 МВт | |
| 2.3. Расчетная тепловая нагрузка на горячее водоснабжение | |
| определяется по формуле: | |
| **** Qрг = qг * m | |
| Где: qг - укрупненный показатель теплового потока на 1 человека; | |
| qг - согласно приложению П3 принимается в зависимости от условий комфорта дома. | |
| Примем для города Жилые дома с душами без ванн 10% от всего жил. фонда Жилые дома с сидячими душами без ванн 10% Жилые дома с душами и ваннами 70% Жилые дома повышенной комфортабельности. 10% | |
| Тогда из П3: qг = qгд*10%+qгдсв*10%+qгдв*70%+qгк*10%= 368,1 Вт/чел | |
| Вычислим из ****: Qрг = qг * m = 25,76 МВт | |
| 2.3. Суммарная расчетная тепловая нагрузка на коммунально-бытовые нужды | |
| Сложим все вычисленные нагрузки: Qрк = Qро + Qрв + Qрг = 158,81 МВт | |
| 2.4. Средняя тепловая нагрузка на коммунально-бытовые нужды | |
| Средняя нагрузка отопления рассчитывается: Qсро = Qро *(tв - tо)/(tв - tро) | |
| Где: tо - Средняя температура наружного воздуха за отопительный период; | |
| tв - Средняя температура внутри помещений; | |
| tро- Расчетная температура для отопления; | |
| Для нашего варианта: tро = -20 оС tо = -0,4 оС | |
| Для жилых зданий: tв = 18 оС, произ-х.зданий: tв = 16 оС | |
| Вычислим : Qсро = Qро *(tв - tо)/(tв - tро) = 79,94 МВт | |
| Средняя нагрузка вентиляции рассчитываетя: Qсрв = Qрв *(tв - tо)/(tв - tрв) | |
| Где: tрв- Расчетная температура для вентиляции; tрв = -11 оС | |
| Вычислим : Qсрв = Qрв *(tв - tо)/(tв - tрв) = 61,16 МВт | |
| Средняя нагрузка горячего водоснабжения рассчитывается: | |
| В отопительный период: Qсрг = Qрг | |
| В неотопительный период: Qсрлг = Qрг*b*(55 - tхл)/(55 - tх) | |
| Где: tхл = 15 оС температура хол.воды в сети в летний период; | |
| tх = 5 оС температура хол.воды в сети в зимний период; | |
| b = 0,8 коэффициент изм-я ср.расхода воды (лето/зима). | |
| Вычислим : Qсрлг = Qрг*b*(55 - tхл)/(55 - tх)= 16,49 МВт | |
| Средняя тепловая нагрузка на коммунально-бытовые нужды: | |
| Qсрк = Qсрг + Qсрв + Qсро = 157,59 МВт | |
| Сведем все коммунальные нагрузки по теплу в таблицу: | |
| № | Вид тепловой нагрузки | Обозн-е | | МВт | гДж/ч | |
| | Расчетная тепловая нагрузка отопления | Qро | Значение | 122,06 | 439,41 | |
| | Расчетная тепловая нагрузка вентиляции | Qрв | 10,99 | 39,56 | |
| | Расч-я тепл.нагрузка на г/водоснабжение | Qрг | 25,76 | 92,74 | |
| | Расч-я тепл.нагрузка на ком/быт.нужды | Qрк | 158,81 | 571,72 | |
| | Средняя нагрузка отопления: | Qсро | 79,94 | 287,78 | |
| | Средняя нагрузка вентиляции: | Qсрв | 61,16 | 220,18 | |
| | Средняя нагрузка на г/водоснабжение | Qсрлг | 16,49 | 59,36 | |
| | Средняя нагрузка на ком/быт.нужды | Qсрк | 157,59 | 567,32 | |
| | | | | | | | | | | | | | | | | |
| 3. Годовые расходы теплоты |
| 3.1. Годовой расход теплоты на отопление |
| определяется по формуле: |
| ** Qго = Qсро*hо |
| Где: hо -длительность отопительного пеиода; |
| hо - согласно приложению П4 принимается в зависимости от региона. |
| Для нашего варианта: город: Рига hо = 4920 час |
| Вычислим: Qго = Qсро*hо = 393304,8 гДж |
| 3.2. Годовой расход теплоты на вентиляцию |
| определяется по формуле: |
| ** Qгв = Qсрв*hо*z / 24 |
| Где: z = 16 длительность работы за сутки вентиляционных систем (час); |
| Вычислим: Qгв = Qсрв*hо*z / 24 = 200604,8 гДж |
| 3.3. Годовой расход теплоты на горячее водоснабжение |
| определяется по формуле: |
| ** Qгг = Qсрг*hо+ Qсрлг *(8400-hо) |
| Вычислим: Qгг = Qсрг*hо+Qсрлг*(8400-hо)= 184124,4 гДж |
| Годовой тепловой расход на коммунально-бытовые нужды: |
| Сложим все вычисленные нагрузки: |
| Qгк = Qгг + Qгв + Qго = 778034 гДж |
| 4. Отпуск тепла по сетевой воде |
| 4.1. Расчетная сантехническая тепловая нагрузка |
| определяется по формуле: |
| ** Qрс = Qрп*g |
| Где: g - доля сантехнической нагрузки в горячей воде |
| Для нашего варианта: g = 0,13 |
| Вычислим: Qрс = Qрп*g = 18,25 МВт Qрс = 65,72 гДж/ч |
| 4.2. Годовой расход теплоты на сантехнику |
| Предполагая закон изменения сантехнической нагрузки таким же как комунальной: |
| Qгс = Qрс*Qгк / Qрк = 89436,1 гДж |
| 4.3. Расчетная нагрузка потребителей сетевой воды |
| С учетом тепловых потерь |
| определяется по формуле: |
| Qрсв = (1 +qтс)*(Qрк +Qрс) |
| Где: qтс- доля потерь в тепловых сетях: qтс = 0,06 |
| Вычислим: Qрсв = (1 +qтс)*(Qрк +Qрс) = 675,69 гДж |
| 4.4. Годовой отпуск теплоты в сетевой воде: |
| определяется по формуле: |
| Qгсв = (1 +qтс)*(Qгк +Qгс) = 824785,7 гДж |
| 4.5. График нагрузок потребителей сетевой воды по продолжительности. |
| В формулах: Qсро = Qро *(tв - tо)/(tв - tро) будем варьировать значения |
| Qсрв = Qрв *(tв - tо)/(tв - tрв) температур: |
| tро- Расчетная температура для отопления; |
| tрв- Расчетная температура для вентиляции; |
| В формуле Qсрлг = Qрг*b*(55 - tхл)/(55 - tх) будем варьировать значение tхл - температуры хол.воды в сети в летний период. Получим зависимости тепловых нагрузок от температуры внешней среды. Результаты расчета сведем в таблицу:17 Таблица 3.1. |
| № | tн | Qсрв | tн | Qсро | tхл | Qсрлг | Кол-во часов с tн | Qсрк |
| | оС | МВт | оС | МВт | оС | МВт | % от hо | МВт |
| | | 2532,5 | | 28139,0 | | 66258,0 | 122,23% | 90303,7 |
| | | 4115,3 | | 45725,8 | | 59632,2 | 106,40% | 116099,2 |
| | | 5698,1 | | 63312,7 | | 53006,4 | 67,19% | 135268,8 |
| | -5 | 7281,0 | -5 | 80899,5 | | 46380,6 | 35,79% | 154438,5 |
| | -10 | 8863,8 | -10 | 98486,4 | | 39754,8 | 16,53% | 173608,2 |
| | -15 | 10446,6 | -15 | 116073,3 | | 33129,0 | 6,37% | 192777,9 |
| | -20 | 12029,4 | -20 | 133660,1 | | 26503,2 | 1,93% | 211947,5 |
| | -25 | 13612,2 | -25 | 151247,0 | | 19877,4 | 0,49% | 231117,2 |
| | -30 | 15195,0 | -30 | 168833,8 | | 13251,6 | 0,00% | 250286,9 |
| | -35 | 16777,9 | -35 | 186420,7 | | 6625,8 | 0,00% | 269456,5 |
| | -40 | 18360,7 | -40 | 204007,5 | | 0,0 | 0,00% | 288626,2 |
| | -45 | 19943,5 | -45 | 221594,4 | | -6625,8 | 0,00% | 307795,9 |
| | -50 | 21526,3 | -50 | 239181,3 | | -13251,6 | 0,00% | 326965,6 |
| Изменение Сгсв от температуры наружного воздуха, ниже фиксированной tр |
| № | tн | Qгс | Qрк | Qрсв | Кол-во часов с tн | |
| | оС | МВт | МВт | МВт | часов | |
| | -20 | 5562,93 | 58874,3 | 68303,5 | | |
| | -25 | 6066,07 | 64199,2 | 74481,2 | | |
| | -30 | 6569,21 | 69524,1 | 80658,9 | | |
| | -35 | 7072,35 | 74849,0 | 86836,7 | | |
| | -40 | 7575,50 | 80174,0 | 93014,4 | | |
| | -45 | 8078,64 | 85498,9 | 99192,1 | | |
| | -50 | 8581,78 | 90823,8 | | | |
| 5. Выбор оборудования | |
| Правильный выбор оборудования приведет к тому, что расчетные коэффициенты | |
| теплофикации по пару и сетевой воде будут оптимальными. | |
| Коэффициент теплофикации по пару: aрп = Dптрп / Dрп | |
| по сетевой воде: aрсв = Qт.птсв / Qрсв | |
| Где: Dптрп Отпуск тепла и пара из производств.отборов турбин типа ТиПТ(МВт) | |
| Qт.птсв Отпуск тепла по сетевой воде из отопительн.отборов турбинТиПТ(МВт) | |
| При выборе оборудования: | |
| 1. Выбирают наиболее крупные агрегаты с учетом перспективы роста потребления. | |
| 2. Выбирают по возможности однотипное оборудование; | |
| 3. Турбины имеют встроенные теплообменники для подогрева подпиточной воды. | |
| 4. Пиковые нагрузки покрываются с помощью редукционно-охладит-х установок и водогрейных котлов. | |
| 5. Выбор типа и количество котлоагрегатов осуществляют по суммарному расходу | |
| свежего пара на все турбины и с учетом Приложений П6,7,8 | |
| Требуемая производительность ТЭЦ: | |
| * Dтэц = 1,02*(S(Dо)т,пт,р + Dороу | |
| Где: Dо - Номинальный расход свежего пара на все выбранные турбины. | |
| 1,02 - Коэффициент компенсации неучтенных потерь. | |
| Dороу Расход свежего пара на РОУ, определяется по фоомуле: | |
| Dороу = (Dрп - Dпт.р.п)*(hп - hв) / (ho*hроу - hпв) | |
| Где: Dпт.р.п- Отпуск пара на произв.нужды из отборов турбин. ho - Энтальпия свежего пар за котлами; hроу - к.п.д. РОУ, принимается равным: hроу = 0,98 hпв - Энтальпия питательной воды; | |
| Dпр- согласно исходным данным: Dпр = 150 кг/с | |
| Для нашего варианта выбираем турбины (желательно однотипные), суммарный | |
| производственный отбор которых, с небольшим запасом перекрывает заданный Dрп |
| У нас небольшой выбор: По нагрузке отбора, наиболее подходящей | |
| является турбина: 0,97 ПТ-80/100-130/13 | |
| нагрузка отбора которого равна: 51,4 кг/с | |
| Такие турбины в количестве 1 полностью потребляют заданный расход: | |
| Dпт.р.п =1*51,4=51,4кг/с | |
| По давлению и температуре выбираем значения энтальпии пара и воды: | |
| Начальные параметры пара за котлами: Т оС = 560 Р МПа = 14 | |
| ho = 3485 кДж/кг hп = 2810 кДж/кг | |
| ТоС питающ.воды котла Тпв = 230 hпв = 990 кДж/кг | |
| Вычислим: Dороу = (Dрп-Dпт.р.п)*(hп-hв) / (ho*hроу-hпв) = 1,05 кг/с | |
| Подставим в * : Dтэц = 1,02*(S(Dо)т,пт,р + Dороу = 380,49 кг/с | |
| Котлы, способные обеспечить параметры пара турбин и расход турбин:,58 | |
| котлов типа: Е500-140 обеспечивают потребный расход с запасом: | |
| Dк = 1 * 88,9 = 88,9 кг/с | |
| Котлы по виду топлива совпадают с заданием. Еще один котел должен быть запасным. | |
| Теплопризводительность котла: к.п.д. котла: hк = 93,8 | |
| Qркот = Dрк * (hо - hпв)* hк = 20808 МВт | |
| По теплопроизводительности достаточный запас на возможный прирост потребления. | |
| Вычислим: Коэффициент теплофикации | |
| по пару: aрп = Dптрп / Dрп = 1,0 по сетевой воде: aрсв = Qт.птсв / Qрсв = 0,085 | |
| Коэффициент теплофикации вполне вписываются в нормативный диапазон. | |
| Оборудование | Тип | Номиналь-ный расход свежего пара кг/с | Коли-чество | Номинальный отбор | | |
| Произв-й кг/с | Отопит-й МВт | |
| Турбины | ПТ-80/100-130/13 | 51,4 | | 51,4 | | |
| Энергетические котлы | Е500-140 | 88,9 | | | | |
| Водогрейные котлы | КВ-ТК-100 | | | | | |
| РОУ | | | | | 1,05 | |
| Расчетный коэфф. теплофикации | aрп = | 1,0 | | | | | |
| aрсв = | 0,1 | | | | | |
| | | | | | | | | | | | | | | | |
Задание на курсовой проект.
