Теплофикация и тепловые сети. И тепловые
 Скачать 2.4 Mb.
|
|
РЕЖИМ ОТПУСКА ТЕПЛОТЫ ОТ ТЭЦ При удовлетворении от ТЭЦ сезонной нагрузки (отопление, вентиляция), а также сезонной нагрузки и горячего водоснабжения тепловая нагрузка теплофикационных турбин и параметры пара в отборе должны изменяться в зависимости от температуры наружного воздуха. При понижении температуры наружного воздуха увеличивается тепловая нагрузка района. Одновременно должна повышаться температура воды в тепловой сети, а для этого необходимо повышать давление отработавшего пара, используемого для подогрева воды. При расчетной наружной температуре тепловая нагрузка района достигает максимума. Однако длительность стояния наиболее низких температур отопительного периода обычно невелика, поэтому максимальный отпуск теплоты имеет кратковременный характер. Если тепловая мощность отборов турбин выбирается по максимуму тепловой нагрузки, присоединенной к ТЭЦ, то годовая длительность использования максимума тепловой мощности отборов мала, так как большую часть года они недогружаются. В то же время по условиям покрытия графика электрической нагрузки энергосистемы число часов использования максимума электрической мощности теплофикационных турбин должно составлять обычно около 5—6 тыс. ч/год. Это приводит к существенному увеличению доли конденсационной выработки в годовом производстве электрической энергии на ТЭЦ. Прямым следствием такого решения является перерасход топлива в энергосистеме, поскольку расход топлива на конденсационную выработку электрической энергии на ТЭЦ больше, чем на конденсационных тепловых электростанциях с теми же начальными параметрами. Завышение электрической мощности ТЭЦ вызывает также неоправданный перерасход капиталовложений из- за более высокой удельной стоимости ТЭЦ по сравнению с современными мощными конденсационными электростанциями. Для уменьшения конденсационной выработки электрической энергии на ТЭЦ целесообразно максимум сезонной тепловой нагрузки покрывать отработавшим паром
Число часов работы п I Рис. 4.33. Характер покрытия тепловой нагрузки ТЭЦ теплофикационных турбин не полностью, а частично. Часть теплоты целесообразно отпускать непосредственно из котлов. Максимальный отпуск теплоты в системе теплоснабжения можно представить как сумму двух слагаемых = + (4.1 ю) где Q'T — расчетная тепловая нагрузка системы; ^отб — расчетная тепловая нагрузка отборов теплофикационных турбин; Q'n — пиковая тепловая нагрузка, покрываемая непосредственно от котлов. Доля расчетной тепловой нагрузки системы, удовлетворяемая из отборов турбин, называется коэффициентом теплофикации27; ат=е'отМ- (4.IH) На рис. 4.33 показано распределение тепловой нагрузки ТЭЦ между отбором и пиковыми котлами при ат< 1. Часть тепловой нагрузки (площадка abc) покрывается непосредственно из котлов. При максимальной тепловой нагрузке от котлов покрывается значительная доля, обычно около 50 % расчетной тепловой нагрузки. Однако от годового отпуска теплоты доля теплоты из котлов весьма невелика (отношение илошади abc к площади QbcdktO обычно составляет 15—18 %). Для выяснения режима работы теплофикационного оборудования, определения давления пара в регулируемых отборах теп-  Рис. 4.34. Годовые графики продолжительности тепловой нагрузки и параметров теплоносителя лофикационных турбин, подсчета годового расхода топлива на ТЭЦ при различных методах регулирования отпуска теплоты и разных коэффициентах теплофикации удобно пользоваться годовыми графиками продолжительности тепловой нагрузки и параметров теплоносителя. На рис. 4.34 приведены для иллюстрации такие графики для ТЭЦ с расчетной тепловой нагрузкой Q'T. Располагаемая тепловая мощность отборов теплофикационных турбин равна £отб> располагаемая мощность пиковых котлов Q'n. На рис. 4.34, а слева показана зависимость тепловой нагрузки от наружной температуры (кривая abcdekG). При наружной температуре ?на тепловая нагрузка системы равна тепловой мощности теплофикационных турбин. При тепловой нагрузке Q < (?'тб все тепловое потребление удовлетворяется отработавшим паром от теплофикационных турбин. Как видно из рис. 4.34, а, такое положение имеет место при температурах на- 172 ружного воздуха /н > ?)|0(. При температурах наружного воздуха гн < гна тепловая нагрузка системы превышает тепловую мощность теплофикационных турбин QT > Q'ot5, и поэтому для покрытия тепловой нагрузки кроме теплоты из отборов турбин используется также теплота непосредственно из котлов. При расчетной наружной температуре /но тепловая нагрузка системы достигает максимального значения Q\. При этом режиме отдача теплоты от пиковых котлов в тепловую сеть также достигает максимального значения Q'. На рис. 4.34, а справа нанесен график тепловой нагрузки района по продолжительности (кривая almnpsfy. Ордината любой точки этого графика раана часовой тепловой нагрузке системы при данной температуре наружного воздуха, а абсцисса — годовой длительности стояния температур наружного воздуха, равных и ниже данной. Площадь almnpsto, эквивалентная годовому расходу теплоты, слагается из двух площадей: OrlmnpsO, эквивалентной годовому расходу теплоты из отборов теплофикационных турбин, и ralr, эквивалентной годовому расходу теплоты из пиковых котлов. Как видно из рис. 4.34, а, расчетный максимум тепловой нагрузки покрывается в данном случае поровну из отборов турбин и из котлов, так как 2отб^2т = ат = ®,5. Однако годовой отпуск теплоты из отборов значительно больше годового отпуска теплоты непосредственно из котлов, так как длительность стояния низких наружных температур невелика. На рис. 4.34, б показаны зависимости температуры воды в сети: слева — от наружной температуры /н , справа — от длительности «стояния» tH в отопительном периоде (Xj — температура воды в подающей линии тепловой сети; хотб — температура сетевой воды после теплофикационных подогревателей; х2 — температура во ды в обратной линии тепловой сети; 8т — перепад температур сетевой воды; 8т = = Т] - т2; 8тотб — перепад температур сетевой воды в теплофикационных подогревателях ТЭЦ, получаемый за счет теплоты отработавшего пара теплофикационных турбин; 8тп — перепад температур сетевой воды за счет теплоты, взятой непосредственно из котлов). При любой наружной температуре 8тотб/8т = 2отб/£т; 8тп/8т = ^П/Ст- С помощью графика рис. 4.34 легко определить режим давления пара в отборах теплофикационных турбин и подсчитать годовой отпуск теплоты из отборов турбин и пиковых котлов. На основе годового графика продолжительности тепловой нагрузки и параметров теплоносителя легко подсчитать годовую комбинированную выработку электрической энергии. При предварительных расчетах ее значение может быть определено по среднегодовой температуре насыщения пара в условном теплофикационном отборе, эквивалентном удельной комбинированной выработке в реальном отборе. Среднегодовая температура насыщения в условном теплофикационном отборе  где /уСЛ — температура насыщения пара в условном теплофикационном отборе при данном режиме работы турбины; Q'ot6 — отпуск теплоты из теплофикационных отборов при данном режиме работы турбины; „год £>отб — годовой отпуск теплоты из теплофикационных отборов. Температура ГуСЛ зависит от температур сетевой воды на входе в подогревательную установку ТЭЦ и выходе из нее (т2 и Т[), коэффициента теплофикации ат, числа последовательно включенных ступеней подогрева и характера распределения между ними тепловой нагрузки. Значение fyC1 можно определить по предложенной автором формуле: 4сл = ах2 + Ат1 + д,н> <4-113) где Т] — температура воды на выходе из подогревательной установки (обычно температура воды в подающей линии тепловой сети), °C; т2 — температура воды на входе в подогревательную установку, °C; Дгн — среднее значение недогрева воды в теплофикационных подогревателях, т.е. разность между температурой насыщения греющего пара и температурой воды на выходе из подогревателя, °C; для предварительных расчетов можно принимать Дгн = 5 °C; а и b — коэффициенты, значение которых зависит от коэффициента теплофикации, числа ступеней подогрева, т.е. числа последовательно включенных отборов турбины и характера распределения между ними тепловой нагрузки, а b = 1 или Ь=\-а. (4.114) При трехступенчатом теплофикационном подогреве Ф?+Ф2+(Р? + (Р](Р2+(Р,(Р3+(Р2(РЗ z< а = 1 ,(4.115) «т где ф), ф2, ф3 — соответствующие доли от суммарной тепловой на( рузки (включая пиковую), удовлетворяемые от последовательно включенных по сетевой воде первого, второго и третьего теплофикационных подогревателей: ф] + ф2 + ф3 = ат. Индекс при ф соответствует уровню давления в отборах турбин. Индекс 1 присвоен подогревателю самого низкого давления отбора. В частном случае при ат = 0,5 и равномерном распределении тепловой нагрузки между отборами турбин <р, = ф2 = Ф3 = 0,167; а = 0,667; Ь= 0,333. На рис. 4.35 показана зависимость коэффициентов а и b в (4.113) от коэффициента теплофикации ат и числа ступеней теплофикационного подогрева сетевой воды при равномерном распределении тепловой нагрузки между теплофикационными подогревателями. При двухступенчатом теплофикационном подогреве ф3 = 0 2 2 |