Выбор основного оборудования и определение показателей тепловой экономичности ТЭЦ

Энергоснабжение

Курсовая работа

Выбор основного оборудования и определение показателей тепловой экономичности ТЭЦ

1. Задание на курсовой проект

2. Годовой отпуск теплоты от ТЭЦ

2.1 Производственно-технологическое теплопотребление

2.2 Коммунально-бытовое теплопотребление

2.3 Отпуск теплоты по сетевой воде

3. Выбор основного оборудования

4. Расчет показателей тепловой экономичности ТЭЦ

Заключение

Список используемой литературы

теплопотребление коммунальный теплоэлектроцентраль сетевой

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.

Таблица 2.

Таблица 3

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;

hпТЭЦ — годовое число часов использования максимума производственно-технологической нагрузки по пару;

гст — доля сантехнической нагрузки в горячей воде от расчетного отпуска технологического (производственного) пара;

m — 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;

Qрн — низшая теплота сгорания топлива.

2. Годовой отпуск теплоты от ТЭЦ

2.1 Производственно-технологическое теплопотребление

1. Расчетную производственно-технологическую нагрузку определяем по формуле:

где: hП = энтальпия технологического (производственного) пара, кДж/кг;

hОК — энтальпия обратного конденсата, кДж/кг;

hХЗ — энтальпия холодной воды зимой, кДж/кг;

qП — доля тепловых потерь в паропроводах (принимаем 0,08).

Значение (численное) энтальпии технологического пара определяем по заданным значениям РП и tП, пользуясь h, S — диаграммой для водяного пара.

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)

3. 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:

2.2 Коммунально-бытовое теплопотребление

Нагрузки коммунально-бытовых потребителей — расчетные, средние и годовые — определяем по известной методике.

Расчетные тепловые нагрузки.

1. 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;

f — норма общей площади в жилых зданиях на 1 человека (принимаем равной 18 м²/чел.);

k1 = 0,25 — коэффициент учитывающий долю теплового потока на отопление общественных зданий.

2. 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.

1. Средняя нагрузка отопления

где: tВ — средняя температура внутреннего воздуха отапливаемых зданий (tв=18°С — для жилых и общественных зданий)

tро и tо — расчетная для отопления и средняя за отопительный период температуры наружного воздуха.

2. Средняя нагрузка вентиляции

3. Средняя за отопительный период нагрузка горячего водоснабжения

4. Средняя за неотопительный период нагрузка горячего водоснабжения

где: tх = 5 °C и tхл = 15 °C — 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.

1. Годовой расход теплоты на отопление, ГДж

где: h0 — длительность отопительного периода

2. Годовой расход теплоты на вентиляцию, ГДж

где: Z=16 ч — время работы за сутки систем вентиляции общественных зданий.

3. Годовой расход теплоты на горячее водоснабжение, ГДж

4. Годовой расход теплоты на коммунально-бытовые нужды, ГДж

2.3 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.

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

Выбор типа и количества энергетических паровых котлов осуществляем по суммарному расходу свежего пара на все выбранные турбины и РОУ (Д0РОУ) с коэффициентом 1,02. Двухпроцентная добавка дается на неучтенные потери теплоты в цикле ТЭЦ. Таким образом, требуемая паропроизводительность ТЭЦ:

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;

h0 — энтальпия свежего пара за выбранным энергетическим котлом, кДж/кг;

hПВ — энтальпия питательной воды, кДж/кг

QНР — удельная теплота сгорания топлива, кДж/кг;

зБРкотла — 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

NЭ — 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

2. С. И. Джаншиев, Г. З. Зайцев Оборудование ТЭЦ, 2006

3. С. В. Можаева Определение показателей тепловой экономичности ТЭЦ, 2009