Балансы электрической и тепловой нагрузки ТЭЦ
Порядок расчета. Особенности технологического процесса ТЭЦ определяют последовательность составления балансов:
• баланс тепловой энергии (на производство и горячую воду);
• баланс электрической нагрузки, в которой выделяется расчёт теплофикационной (вынужденной) мощности ( ) и конденсационной мощности ( ).
Основой составления баланса являются нормативные энергетические характеристики основного оборудования ТЭЦ и графики нагрузки в паре и горячей воде. В общем виде нормативная энергетическая характеристика турбоагрегатов ТЭЦ имеет следующий вид:
· турбина «Т»:
= + * + * + ,
=m* - ;
· турбина «ПТ»:
= + * + * + + ,
= * + * - ;
· турбина «Р»:
= + * + ,
= m* - ,
где - часовой расход тепла подведённого к турбине и - расход холостого хода, Гкал/ч; , - относительный прирост тепла для теплофикационного и конденсационного режимов, Гкал/МВт*ч; - потери электрической мощности с потоком холостого хода, МВт; m - удельная выработка электрической энергии, МВт*ч/Гкал; I и II - показатели для отборов пара и горячей воды, соответственно.
В качестве критерия экономичности режима производства тепловой энергии используется максимум удельной выработки max. Более экономичный агрегат загружается в первую очередь, до расчётного отбора; последующие, менее экономичные, догружаются, обеспечивая заданный суммарный отбор. Расчёт проводится независимо для производственного и теплофикационного отборов, как показано в таблице 4.2:
1 . Распределение тепловой нагрузки на производственные нужды между агрегатами типа «ПТ» и «Р», по критерию max в пределах нормативного расчётного отбора по пару.
2. Распределение тепловой нагрузки на теплофикацию между турбоагрегатами типа «Т», «ПТ», «Р». Расчёт выполняется для каждой ступени суточного ГН.
3. Проверка расходной и приходной частей баланса тепловой нагрузки ТЭЦ и турбоагрегатов выполняется для зимнего и летнего периодов года (с учетом заданного коэффициента летнего снижения нагрузки).
4. Для летнего периода с учетом существенного снижения тепловой нагрузки и планирования ремонтной компании, загружаются в первую очередь блоки с наибольшим расчетным отбором. Как правило, такое перераспределение нагрузки позволяет обеспечить заданные плановые нагрузки ТЭЦ в паре и горячей воде и наметить вывод в ремонт блока ТЭЦ.
Таблица 4.2
Баланс тепловой энергии, Гкал/ч
№ п/п | Интервал времени | Тепловая нагрузка ТЭЦ | Нагрузка турбоагрегатов | |||||
ТА-1 | ТА-2 | ТА-3 | ||||||
По часам суток с учетом интервалов времени, Гкал/час | ||||||||
За сутки, Гкал | ||||||||
За месяц, Гкал |
Составление баланса электрической нагрузки ТЭЦ:
1. Определение вынужденной теплофикационной мощности для каждого турбоагрегата (ТА) на основе расчётов предыдущего этапа и их нормативных энергетических характеристик .
2. Суммарная электрическая мощность теплофикационного режима:
3. Конденсационная вынужденная мощность, необходимая для пропуска пара в конденсатор (3-5 % от установленной мощности турбоагрегата) –
и .
4. Дополнительная конденсационная мощность ТА и ТЭЦ, которая может использоваться для обеспечения электрической нагрузки энергосистемы
= - - (ТЭЦ)
= - - (ТА)
5. Степень использования дополнительной конденсационной мощности ТЭЦ определяется рядом факторов:
· сравнительной экономичностью блоков КЭС и конденсационной части нагрузок ТЭЦ (так как в данной работе не строятся нормативные характеристики относительных приростов блоков КЭС и свободных конденсационных нагрузок ТА ТЭЦ, рекомендуется в первую очередь загружать блоки КЭС);
· возможностями энергосистемы в покрытии графиков нагрузки потребителей, резервирования, осуществления ремонтной компании и др., которые отражают избыточность её мощности или дефицитность.
Особенности построения характеристик расхода топлива блоков ТЭЦ для заданного диапазона конденсационных нагрузок. В данном курсовом проекте принята блочная схема ТЭЦ (котел-турбина), что значительно упрощает схему расчета. На основе нормативных энергетических характеристик турбоагрегатов и котлов строятся характеристики расходов топлива в зависимости от диапазона изменения конденсационной мощности каждого из блоков. В таблице 4.3 показана последовательность расчётов.
Представление результатов (табл. 4.3).
Пояснения:
1. Расчёт выполняется для диапазона регулирования нагрузки, который определяется зоной «экономической нагрузки» котла.
2. Расчёт выполняется для каждого блока ТЭЦ для зимних и летних суточных графиков с учетом результатов расчёта балансов тепловой и электрической нагрузки (конденсационной и теплофикационной) по ступеням графика для летних и зимних суток.
Таблица 4.3
Последовательность расчетов расходов топлива для конденсационных нагрузок блоков ТЭЦ
Наименование | Расчётное выражение | Нагрузка турбин конденсационная, МВт или % | |||
Расход тепла турбины ( ), Гкал/ч | Нормативные энергетические характеристики i-х турбин | ||||
Тепловая нагрузка котла ( ), Гкал/ч | =1,03* | ||||
Тепловая нагрузка котла в % от максимальной производительности | |||||
КПД котла ( ),% | Нормативная характеристика котла =f( ) | ||||
Абсолютные потери тепла котельных агрегатов ( ), Гкал/ч | = *(1- ) | ||||
Часовой расход топлива котлом ( ), ту.т/ч | =( + ) / 7 |