Cum se transformă tone de cărbune în gcal, determinând nevoia de combustibil. Determinarea consumului specific de combustibil de referință pe GJ (Gcal) de căldură generat

Ph.D. A.M. Kuznetsov, Institutul de Inginerie Energetică din Moscova (TU)

Consumul specific de combustibil standard pentru producerea și furnizarea energiei termice din CET pentru furnizarea de căldură către consumatori este un indicator important al funcționării CET.

În manualele cunoscute de toți inginerii energetici, a fost propusă anterior o metodă fizică pentru împărțirea consumului de combustibil în generarea de căldură și energie electrică la CHPP. Deci, de exemplu, în manualul E.Ya. Sokolov „Alimentarea cu căldură și rețelele de căldură” este dată formula pentru calcularea consumului specific de combustibil pentru generarea de căldură la un CHP:

b t \u003d 143 / η c. s. \u003d 143 / 0,9 \u003d 159 kg / Gcal, unde 143 este cantitatea de combustibil standard, kg, atunci când este ars, se eliberează 1 Gcal de energie termică; η k.s - randamentul centralei centralei termice, ținând cont de pierderile de căldură în conductele de abur dintre cazanul și camera mașinilor (se presupune valoarea de 0,9). Iar în manualul V.Ya. Ryzhkin „Centrale termice” în exemplul de calcul al schemei termice a centralei cu turbine T-250-240, s-a determinat că consumul specific de combustibil pentru generarea energiei termice este de 162,5 kg de combustibil de referință / Gcal.

Această metodă nu este folosită în străinătate, iar la noi, începând din 1996, a început să fie folosită o altă metodă ORGRES, mai avansată, proporțională, în RAO „UES din Rusia”. Dar această metodă oferă, de asemenea, o supraestimare semnificativă a consumului de combustibil pentru generarea de căldură la CHP.

Cel mai corect calcul al costurilor cu combustibilul pentru generarea de căldură la CHPP este dat de metoda eficienței extracției, care este prezentată mai detaliat în articol. Calculele efectuate pe baza acestei metode arată că consumul de combustibil pentru generarea de căldură la CET cu turbine T-250-240 este de 60 kg/Gcal, iar la CET cu turbine T-110/120-12,8-5M - 40,7 kg/Gcal.

Să luăm în considerare metoda de eficiență de selecție utilizând exemplul unei cogeneratoare CCGT cu o turbină cu abur T-58/77-6.7. Principalii indicatori de performanță ai unei astfel de turbine sunt prezentați în tabel, din care se poate observa că modul său mediu de funcționare iarna este extragerea căldurii, iar cel de vară este în condensare. În partea de sus a tabelului, în ambele moduri, toți parametrii sunt aceiași. Diferența apare doar în selecții. Acest lucru vă permite să calculați cu încredere consumul de combustibil în modul de încălzire.

Turbina cu abur T-58/77-6.7 este proiectată să funcționeze ca parte a unui circuit dublu CCGT-230 la o centrală termică din districtul Molzhaninovo din Moscova. Sarcină termică - Q r \u003d 586 GJ / h (162,8 MW sau 140 Gcal / h). Modificarea puterii electrice a instalației de turbine în timpul trecerii de la modul de încălzire la modul de condensare este:

N=77,1-58,2=18,9 MW.

Eficiența de extracție se calculează după următoarea formulă:

ηt \u003d N / Q r \u003d 18,9 / 162,8 \u003d 0,116.

Cu aceeași sarcină termică (586 GJ/h), dar cu generare separată de căldură în cazanul de termoficare, consumul de combustibil va fi:

B K \u003d 34,1 .Q / ηr k \u003d 34.1.586 / 0,9 \u003d \u003d 22203 kg / h (158,6 kg / Gcal), unde 34,1 este cantitatea de combustibil standard, kg, în timpul arderii căruia este 1 GJ energie termică eliberată; η rk. - Eficiența cazanelor raionale cu generare separată de energie (valoare asumată 0,9).

Consumul de combustibil în sistemul energetic pentru generarea de căldură la CET, ținând cont de eficiența extracției:

unde η ks. - Eficiența cazanului IES de înlocuire; ηo - randamentul instalației de turbine a CPP de înlocuire; η e s. - Eficiența rețelelor electrice în timpul transportului de energie electrică de la un IES de înlocuire.

Economii de combustibil în generarea combinată de căldură și electricitate în comparație cu o centrală termică:

Consumul specific de combustibil standard pentru generarea de energie termică conform metodei de selectare a eficienței: b t \u003d W t / Q g \u003d 7053/140 \u003d 50,4 kg / Gcal.

În concluzie, trebuie remarcat faptul că metoda de selecție a factorului de eficiență este fundamentată științific, ia în considerare corect procesele care au loc în sistemul de alimentare în condiții de încălzire, este ușor de utilizat și poate fi utilizată pe scară largă.

Literatură

1. Ryzhkin V.Ya. Centrale termice. M.-L.: Energie, 1967. 400 p.

2. Sokolov E.Ya. Furnizare și rețele de căldură. M.: Energoizdat, 1982. 360 p.

3. Kuznetsov A.M. Compararea rezultatelor împărțirii consumului de combustibil în energie electrică și căldură furnizată din CET prin diverse metode // Energetik. 2006. Nr 7. P. 21.

4. Kuznetsov A.M. Economie de combustibil la conversia turbinelor în modul de încălzire// Energetik. 2007. Nr 1. S. 21-22.

5. Kuznetsov A.M. Economie de combustibil pe unitate cu turbina T-250-240 și indicatori de performanță // Economie de energie și tratare a apei. 2009. Nr 1. S. 64-65.

6. Kuznetsov A.M. Calculul economiei de combustibil și indicatorii de performanță ai turbinei T-110/120-12,8-5M // Economie de energie și preparare a apei. 2009. Nr 3. S. 42-43.

7. Barinberg G.D., Valamin A.E., Kultyshev A.Yu. Turbine cu abur ale CJSC UTZ pentru proiecte promițătoare ale CCGT// Teploenergetika. 2009. Nr 9. S. 6-11.

resurse materiale

Calculul cererii anuale pentru producția de căldură și energie electrică în principalul tip de combustibil:

unde P h.nom = consumul subțire la 1 Gcal - consumul nominal orar de combustibil pentru funcționarea unui cazan;

0,7 - coeficient ținând cont de timpul de funcționare al producției de căldură și energie electrică;

1.1 - coeficient ținând cont de consumul de combustibil pentru cazanele de încălzire.

Rezervă consum de combustibil:

unde Р ch.res.top este debitul orar nominal în timpul funcționării unui cazan cu combustibil de rezervă.

Consumul anual de energie electrică pentru funcționarea producției de căldură și energie electrică:

unde N el - consumul specific de energie electrică pentru producerea a 1 Gcal de căldură, kWh / Gcal;

Program anual de productie pentru producerea energiei termice, Gcal/an.

Costuri anuale pentru produse chimice:

unde H x = 26 este consumul standard de substanțe chimice pentru producerea a 1 Gcal de energie termică, frec/Gcal

Costuri anuale cu apa:

unde Hw = 1,5 este consumul standard de apă pentru producerea a 1 Gcal de energie termică, Gcal.

Toate datele obținute în calcul sunt rezumate în tabel. unsprezece.

Tabelul 11

Consumul de resurse materiale și energetice

6. Calculul cheltuielilor de amortizare

Deducerile de amortizare se determină pentru fiecare grupă de fonduri de producție de energie termică și electrică după formula:

unde H A este rata de amortizare pentru restaurarea integrală sau revizuirea mijloacelor fixe, %;

F sg - cost inițial.

N A - pentru reparații majore este de 15%.

O recuperare integrală corespunde valorii activelor fixe.

Toate rezultatele calculelor sunt rezumate în tabel. 12.

Tabelul 12

Calculul cheltuielilor de amortizare

7. Calculul costurilor anuale de exploatare și a costului de producție de 1 Gcal de energie termică

Denumirea articolelor pentru care se calculează costurile anuale de exploatare și procedura de calcul a acestora sunt date în Tabel. treisprezece.

Tabelul 13

Calculul costului de producere a căldurii

unde V y este consumul de combustibil de referință, kgf/h , - puterea calorică a combustibilului, kJ/kg; sau , apoi - puterea calorică a combustibilului, kcal/kg.

Q vyr \u003d Q 1 - căldură utilizată în mod util în unitatea cazanului, kJ / h (kcal / h).

Eficiența netă a unității cazanului, care ia în considerare costul căldurii și energiei electrice pentru nevoile proprii, este determinată de formula,%:

,

unde Q 1 - căldură utilă utilizată în unitatea cazanului, KJ / h; k \u003d 1 kWh \u003d 860 kcal \u003d 3600 kJ.

Consumul de energie electrică pe oră pentru nevoile proprii în cazaneria W sn, kWh este determinat de formula

W sn \u003d (N dv + N ds + N mon) + W p + W pl + W zu,

unde N dv, N ds, N mon - puterea suflantei, a evacuatorului de fum și a pompei de alimentare, kW; W p \u003d E r B - costul energiei electrice pentru descărcarea, depozitarea și transportul combustibilului cu zdrobirea acestuia pe calea de alimentare cu combustibil kWh; W pl \u003d E pl V - consumul de energie pentru pulverizare, kWh; W zu \u003d E zu D 0, kWh - consumul de energie pentru îndepărtarea cenușii, kWh.

unde Er este consumul specific de energie pentru descărcarea, depozitarea și transportul combustibilului cu zdrobirea acestuia pe calea de alimentare cu combustibil. Valoarea lui E p = 0,6÷2,5 kWh/t combustibil.

E pl - consumul specific de putere pentru pulverizare, kWh/t combustibil. Valorile aproximative ale E PL sunt date în tabel. unu.

tabelul 1

Valori aproximative ale consumului specific de energie

pentru prepararea prafului E pl

Ezu - consumul specific de energie pentru îndepărtarea cenușii, raportat la 1 tonă de abur generat, variază de la 0,3 la 1 kWh/tonă de abur, în funcție de tipul de combustibil, sistemul de îndepărtare a cenușii și condițiile locale.

Consum de caldura in centrala pentru nevoi proprii, kW

unde este consumul de căldură (abur) pentru dezaerator, kJ/s; - consumul de căldură (abur) pentru instalațiile de păcură, kJ/s; - consum de caldura (abur) pentru curatarea suprafetelor de incalzire de depunerile de cenusa si zgura; - consum de caldura pentru incalzirea aerului in exteriorul centralei, kJ/s; – consum de căldură (abur) pentru duzele de păcură; - consum de căldură (abur) pentru acţionarea pompei de alimentare, kW; B - consumul de combustibil, kg/s.

Determinăm eficiența netă a unității cazanului (), care ia în considerare doar costul energiei electrice pentru nevoile auxiliare ale generatorului de abur conform formulei,%

.

În tabel. 2 arată valorile parametrilor măsurați în timpul testelor de echilibru ale cazanului PK-24.

masa 2

Tabel cu parametrii măsurați pentru centrala PK-24

Sfârșitul mesei. 2

În tabel. Figura 3 prezintă valorile parametrilor măsurați în timpul testelor de echilibru ale cazanului TP-10.

Tabelul 3

Tabel cu parametrii măsurați pentru cazanul TP-10

Sfârșitul mesei. 3

Tabelul 4

Tabelul rezultatelor calculului

Întrebări de test:

1. Cum se numește consumul specific de combustibil de referință pentru generarea a 1 GJ de căldură?

2. Ce se numește circuitul termic al blocului?

3. Desenați fluxul de lucru al buclei într-o diagramă T-S și i-S (alias h-S).

4. Cum se determină consumul echivalent de combustibil pe GJ de căldură generat?

5. Cum afectează puterea calorică a combustibilului consumul specific de combustibil de referință pentru generarea a 1 GJ de căldură?

6. Care sunt valorile consumului de combustibil echivalent pe GJ de căldură generată de TPP-urile moderne? Evaluați cunoștințele acumulate în experiența consumului echivalent de combustibil pentru generarea de 1 GJ de căldură cu datele disponibile în literatură.