Комбинированное производство электроэнергии и тепла

Определить экономию топлива (ДВ) при раздельном и комбинированном производстве электроэнергии и тепла.

Состав раздельной установки:

• — Паротурбинная установка с начальными параметрами рор, tор и конечным давлением ркр работает по циклу Ренкина. Электрическая мощность Nэ, МВт. Относительный внутренний КПД проточной части турбины зoip.
• — Котельная установка (водогрейный котел отпускает тепло потребителю с горячей водой в количестве Qт, кВт. КПД котельной установки зкур.

Состав комбинированной установки:

— Паротурбинная установка с начальными параметрами рок, tок и конечным давлением ркк. Электрическая мощность Nэ, МВт. Относительный внутренний КПД проточной части турбины зoiк. В турбине выполнен нерегулируемый отбор для отпуска тепла потребителю при давлении рт, МПа. Количества отпускаемого тепла потребителю — Qт, МВт. КПД котельной установки зкук.

Определить показатели тепловой экономичности для каждого типа установок:

— КПД установки по выработке электроэнергии — зэст;

• — удельный расход условного топлива по выработке электроэнергии — bэ = ;
• — КПД установки по отпуску тепла — зтст;

— удельный расход условного топлива по отпуску тепла — bт = .

Исходные данные к задаче:

Nэ = 220МВт;

Qт = 75МВт.

Раздельная установка:

рор = 14,5МПа;

tор = 555оС;

ркр = 3кПа;

зoip = 0,926;

зкур = 92,3%.

Комбинированная установка:

рок = 11,1МПа;

tок = 430оС;

ркк = 3кПа;

зoiк = 0,902;

зкук = 91,5%;

рт = 0,3МПа.

зэст; bэ, зтст; bт, ДВ? ?

Решение.

1) Раздельная установка Определяем энтальпии.

ho = 3436кДж/кг; hkt = 1900кДж/кг; h’k = 121,41кДж/кг.

Определяем термический КПД зt = = 0,463.

Абсолютный электрический ПКД, пренебрегая зм и зг зэ = зoi•зt = 0,926•0,463 = 0,429.

КПД станции зст = зэ•зку = 0,429•0,923 = 0,396.

Определяем удельный расход условного топлива по выработке электроэнергии.

bэ = = 0,31кг/кВт•ч.

Расход топлива по выработке электроэнергии.

Вкэс = = 18,95кг/с.

Расход топлива по выработке тепла.

Вкнд = = 2,77 кг/с.

Общий расход топлива Вру = Вкэс + Вкнд = 18,95+2,77 = 21,72 кг/с.

2) Комбинированная установка Определяем энтальпии.

ho = 3207кДж/кг; hkt = 2065,8кДж/кг; h’k = 101кДж/кг; hт = 2762,9кДж/кг; h’т = 697,1кДж/кг.

Определяем расход пара потребителю.

Dт = = 36,3 кг/с.

Определяем использованный теплоперепад Нi = (ho — hkt)•зoi = (3207 — 2065)•0,902 = 1030кДж/кг.

Коэффициент недовыработки.

ут = = 0,224.

Определяем полный расход пара.

Dот = = = 221,7кг/с.

Dк = Dот — Dт = 221,7 — 36,3 = 185,4кг/с.

Энтальпия питательной воды.

hпв = = 198,6 кДж/кг.

Расход тепла.

Qту = Doт (ho — hпв) = 221,7•(3207 — 228,45) = 660 344,53кВт = 660,3 МВт.

Абсолютный электрический КПД зэ = = 0,37.

КПД станции зст = зэ•зку = 0,37•0,915 = 0,338.

Определяем удельный расход условного топлива по выработке электроэнергии.

bэ = = 0,364кг/кВт•ч.

Определяем удельный расход условного топлива по отпуску тепла.

bт = = 36,97 кг/ГДж.

Расход топлива по выработке электроэнергии.

Вэ = = 22,25кг/с.

Расход топлива по выработке тепла Вт = bт•Qт = 36,97•10−6•75 000 = 2,7 кг/с.

Общий расход топлива Вку = Вэ + Вт = 2,7 + 22,25 = 24,95 кг/с.

3) Экономия топлива Экономия топлива определяется по формуле ДВ = ,.

где.

от = ут• = 0,25;

ДВ = = 2,098 кг/с;

Расход топлива.

В = = 24,63 кг/с.