Теплофикация и тепловые сети. И тепловые

• Название: И тепловые
• Анкор: Теплофикация и тепловые сети
• Дата: 27.03.2022
• Размер: 2.4 Mb.
• Имя файла: Теплофикация и тепловые сети.docx
• Тип: Учебник; #420164
• страница: 11 из 101

Таб ли на 1.2. Энергетические характеристики теплофикационной ПГУКУ при различных значениях
температур полиола теплоты в паротурбинный цикл Т_о и срелней разности температур между
теплоносителями в иарогенераторной установке &Т_ср

Параметры паротур­бинной установки	Параметры ПГУКУ	Значения параметров при Д7'ср, К
		0	30	60	90	120	150
Рю = 3 МПа	7-4/Г3	0,515	0,567	0,620	0,669	0,720	0,771
/|о = 330 °С	э т	0,279	0,279	0,279	0,279	0,279	0,279
То = 492 К	эг	0,42	0,46	0,40	0,35	0,28	0,24
	ЭПГУ	0,817	0,869	0,792	0,728	0,638	0,587
р10 = 6 МПа	т4/т3	0,555	0,606	0,657	0,708	0,760	0,810
/|0 = 400 °C	эт	0,344	0,344	0,344	0,344	0,344	0,344
То = 515 К	Эр	0,47	0,42	0,36	0,29	0,25	0,19
	ЭПГУ	0,977	0,91	0,829	0,735	0,681	0,60
Р|0= 9 МПа	7-4/7-3	0,597	0,648	0,700	0,751	0,802	0,853
/10 = 430 °C	эт	0,393	0,393	0,393	0,393	0,393	0,393
То = 540 К	Эр	0,43	0,38	0,32	0,26	0,20	0,13
	эпгу	0,994	0,924	0,840	0,756	0,672	0,575
Рю = 13 МПа	тут,	0,626	0,677	0,729	0,780	0,830	0,882
/|о = 430°С	Эт	0,425	0,425	0,425	0,425	0,425	0,425
То = 557 К	Эр	0,40	0,33	0,27	0,23	0,16	0,10
	эпгу	0,997	0,897	0,811	0,754	0,654	0,568

имеют место при практически одном и том же оптимальном значении (Т₄ / Т₃)_опт или в очень узкой области изменения оптималь­ных значений (Г₄/Т₃)_опт. Так, на рис. 1.15 область (7’₄/7’₃)_опт = 0,56—0,61.

При ДГ_ср > 0, что наблюдается в действи­тельности, с увеличением ДГ_ср растет значе­ние (Г₄/Г₃)_ОПТ парогазовой установки. Одна­ко при этом удельная комбинированная вы­работка электрической энергии в газовой турбине снижается как на единицу теплоты, полезно использованной в парогенератор­ной установке э_г [см. формулу (1.81)], так и на единицу теплоты, отведенной на тепло­снабжение от паротурбинной установки э _{г т} [см. формулу (1.87)].

На рис. 1.15 приведено семейство кри­вых ДГ_ср = 30—150 К, соответствующих различным значениям необратимой разно­сти температур ^Т_ср в парогенераторной установке ПГУКУ. Как видно из рисунка, с увеличением &Т_ср энергетическая эффек­тивность парогазовой установки заметно снижается из-за существенного уменьше­

ния удельной комбинированной выработки электрической энергии в газовой турбине в области ее обычного использования, т.е. при Т\П\ > (Т₄/Т₅)_экс при повышении тем­ператур Г₄ на выходе из турбины или при повышении отношения температур Т^/Ту

При больших значениях удельная комбинированная выработка электроэнер­гии в парогазовой установке может сни­зиться до значений удельной комбиниро­ванной выработки в теплофикационной га­зотурбинной установке при (Т^/Т^)_от или даже ниже этих значений. Таким образом, при больших значениях ДТ_Ср в парогенера­торной установке может быть потеряно ее энергетическое преимущество перед газо­вой турбиной.

Коэффициент полезного действия выра­ботки электроэнергии в газотурбинной ус­тановке ПГУКУ определяется на основе следующего исходного уравнения где /_т — удельная (на единицу массового расхода рабочего тела) выработка электри­ческой энергии в газотурбинной установке; /_к — удельная затрата электроэнергии в компрессоре; q_{K с} — удельные затраты те­плоты топлива в камере сгорания; q_{n г} — удельное количество теплоты, использо­ванной в парогенераторной установке.

Уравнение (1.95) приводится к следую­щему виду;

УДЕЛЬНЫЕ РАСХОДЫ ТОПЛИВА ПГУКУ


Удельный расход условного топлива на выработку электроэнергии в ПГУКУ 6_ПГУ кг/(кВт- ч), при теплофикационном режиме и работе по бинарной схеме


Пг = П_к.,


Т, т т

уг(1-т_т)г1_0/г1эм к

¹ Vlo/Пэм


Т-


1 -т„


Fd-тХ,—7 ⁺

‘ т л

^v к’»о/


,(1.96)

(1.93) где э _т и э _{г т} определяются по формулам

(1.86) и (1.87); Ь^э_г — удельный расход ус­ловного топлива на выработку электроэнер­гии в газотурбинной установке, кг/(кВт • ч);

— удельный расход условного топлива

на выработку электроэнергии в паротур­бинной установке, кг/(кВт • ч).

Удельный расход условного топлива на выработку электроэнергии в газотурбинной установке

Ь^э_г = 0,123/п’ • (1.94)

где д’ — КПД выработки электроэнергии в газотурбинной установке.

где т]_{к с} — КПД камеры сгорания.

Зависимость Г|’ =/(7’₄/7’₃) приведена на рис. 1.12.

Удельный расход условного топлива на выработку электроэнергии в паротурбин­ной установке ПГУКУ в теплофикацион­ном режиме, кг/(кВт • ч),

b^J_T = 0,123/т1_кдт1_п._гТ1э_М, (1-97)

где Лк.д — КПД камеры дожигания; Г|_{п г} — КПД парогенераторной установки.

При работе паровой турбины парогазо­вой установки в конденсационном режиме удельная выработка электрической энергии на единицу теплоты, полезно использован­ной в парогенераторной установке,

Эк = M/VC

где т],, т]"₍, Пэм термический, внутрен­ний относительный и электромеханический КПД паротурбинной установки.

Термический КПД конденсационного цикла паротурбинной установки определя­ется по формуле

П,= 1-Г_к/Г₀, (1.99)

где Т_к — температура насыщения пара, от­водимого в конденсатор, К.

Удельный расход условного топлива на конденсационную выработку элек­троэнергии в паротурбинной установке Ь^э_к, кг/(кВт- ч), вычисляется как

= О,123/Т1^Э_К, (1.Ю0)

где — КПД выработки электроэнергии конденсационным методом,

Пк = Пк _СП_П Д<п"м • О¹⁰¹)

При работе паровой турбины парогазо­вой установки ПГУКУ в чисто конденсаци­онном режиме, т.е. без отдачи теплоты из отборов паровой турбины в систему тепло­снабжения, выработка электроэнергии па­ровой турбиной, кВт•ч,

Э_к = 278 э _к(2₄П_п и > (1-102)

где — отработавшая теплота на выходе

из газовой турбины, ГДж; 278 — размерный коэффициент, (кВт • ч)/ГДж; т]_{п и} определя­ется по (1.79).

Удельная выработка электроэнергии

в Пгуку на единицу теплоты, полезно ис-

ПОЛЬЗОВаНной в парогенераторной установ­ке, при работе паровой турбины в чисто Конденсационном режиме

^эпгу = э_г + э_к; (1.103) э_г рассчитывается по (1.81).

Удельный расход условного топлива на выработку электроэнергии в этом режиме

(1.104)

где Ь? определяется по (1.94); Ь^э* — по (1.100).

При работе пароаой турбины ПГУКУ в смешанном режиме, т.е. в конденсацион­ном режиме при одновременном отводе те­плоты из отборов паровой турбины в систе­му теплоснабжения, должна быть задана доля тепловой нагрузки а, или тепловая нагрузка парогенераторной установки а(3₄Г|_п и’ используемая для теплофикацион­ной выработки в паровой турбине, или теп­ловая нагрузка Q_T отбора паровой турбины, подаваемая в систему теплоснабжения. В последнем случае на основе уравнения (1.83) по известному значению Q_T и удель­ной комбинированной выработки электро­энергии э_т определяется тепловая нагруз­ка, используемая для теплофикационной выработки в паровой турбине,

ае₄П_пи = £_ТО + э_т/п_э^п_м). (1.105)

В этом случае для конденсационной выработки электроэнергии в паровой турбине используется тепловая нагрузка

(1 -сдаъ.и-

Удельная выработка электроэнергии в ПГУКУ на единицу теплоты, полезно ис­пользованной в парогенераторной установ­ке, при работе в смешанном теплофикаци-

онно-к9вд?НС9ЦИ0НН0М рСЖЖ ОПрЖЯ-

ется по формуле

ч З_та

^эпгу=э_г+ э_к( 1-а)+ .(1.106)

<^1+эт/Пэм)

Удельный расход топлива на выработку электроэнергии в ПГУКУ при работе паро­вой турбины в смешанном режиме

- э - э ^аэА

э_г6_|.+(1-а)э_к\+-

Удельный расход условного топлива на выработку теплоты, отводимой в систему теплоснабжения, кг/ГДж,

/>_пгу = 34,1/Т1_ПГУ, (1.Ю8) где Лпгу — ^КПД выработки теплоты в ПГУКУ

ПпгУ = П_К._СП_ПГП_Т._О! (1-Ю9) Т]_то— КПД пароводяного теплофикацион­ного теплообменника IX(см. рис. 1.14,а).

5. 
   ЭКОНОМИЯ ТОПЛИВА ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ВТОРИЧНЫХ ЭНЕРГОРЕСУРСОВ И ПРИРОДНОЙ ТЕПЛОТЫ
   

Промышленные предприятия часто рас­полагают вторичными энергетическими ре­сурсами в виде горячих влажных газов и воздуха, отработавшего в технологиче­ских машинах (молотах, прессах и др.), па­ра, горячей воды и других теплоносителей с температурой, значительно превышаю­щей температуру окружающей среды. Та­кие энергоресурсы целесообразно напра­вить в первую очередь для усовершенство­вания тепловых производственных процес­сов самих предприятий, так как в этом слу­чае их можно наиболее полно использовать [43, 96]. Избыточные вторичные энергоре­сурсы, которые нельзя использовать в технологическом процессе предприятия, могут быть использованы для удовлетворе­ния отопительно-вентиляционной нагрузки или нагрузки горячего водоснабжения са­мого предприятия, а также для теплоснаб­жения внешних потребителей.

В ряде районов страны имеются источ­ники природной теплоты, например геотер­мальная вода, с температурой выше темпе­ратуры окружающей среды.

Расчетная экономия топлива от исполь­зования рассматриваемых энергоресурсов зависит от уровня технического совершен­ства источника теплоты, вытесняемого эти­ми ресурсами.

При вытеснении вторичными энергоре­сурсами теплоты от котельной установки удельная экономия условного топлива, кг/ГДж или кг/Гкал,

= 34,1/п_к =^-, (1.110)

■•к

где тд — КПД вытесняемой котельной.

При вытеснении энергоресурсами теп­лоты от ТЭЦ расчетные значения удельной экономии топлива меньше, чем при вытес­нении ими теплоты от котельной, на значе­ние удельной экономии топлива, получае­мой от комбинированной выработки элек­трической энергии на ТЭЦ. В этом случае

Д6 = ^-Д6_Э, (1.111)