Как перевести тн угля в гкал, определение потребности топлива. Определение удельного расхода условного топлива на выработанный ГДж (Гкал) тепла

К.т.н. А.М. Кузнецов, Московский энергетический институт (ТУ)

Удельный расход условного топлива на производство и отпуск тепловой энергии от ТЭЦ для теплоснабжения потребителей является важным показателем работы ТЭЦ.

В известных всем энергетикам учебниках ранее предлагался физический метод разделения расхода топлива на выработку тепла и электроэнергии на ТЭЦ. Так, например, в учебнике Е.Я. Соколова «Теплофикация и тепловые сети» приведена формула расчета удельного расхода топлива на выработку теплоты на ТЭЦ:

b т =143/η к. с.=143/0,9=159 кг/Гкал, где 143 - количество условного топлива, кг при сжигании которого выделяется 1 Гкал тепловой энергии; η к. с - КПД котельной электростанции с учетом потерь тепла в паропроводах между котельной и машинным залом (принято значение 0,9). А в учебнике В.Я. Рыжкина «Тепловые электрические станции» в примере расчета тепловой схемы турбоустановки Т-250-240 определено, что удельный расход топлива на выработку тепловой энергии составляет 162,5 кг у.т./Гкал.

За рубежом этот метод не применяется, а в нашей стране начиная с 1996 г в РАО «ЕЭС России» стал применяться другой, более совершенный - пропорциональный метод ОРГРЭС. Но и этот метод также дает значительное завышение расхода топлива на выработку тепла на ТЭЦ .

Наиболее правильный расчет затрат топлива на выработку тепла на ТЭЦ дает метод КПД отборов, более подробно представленный в статье . Расчеты, проведенные на основе этого метода, показывают, что расход топлива на выработку тепловой энергии на ТЭЦ с турбинами Т-250-240 составляет 60 кг/Гкал , а на ТЭЦ с турбинами Т-110/120-12,8-5М - 40,7 кг/Гкал .

Рассмотрим метод КПД отборов на примере ПГУ ТЭЦ с паровой турбиной Т-58/77-6,7 . Основные показатели работы такой турбины представлены в таблице, из которой видно, что ее среднезимний режим работы - теплофикационный, а летний - конденсационный. В верхней части таблицы в обоих режимах все параметры одинаковые. Отличие проявляется только в отборах. Это позволяет с уверенностью выполнить расчет расхода топлива в теплофикационном режиме.

Паровая турбина Т-58/77-6,7 предназначена для работы в составе двухконтурной ПГУ-230 на ТЭЦ в районе Молжаниново г. Москвы. Тепловая нагрузка - Q r =586 ГДж/ч (162,8 МВт или 140 Гкал/ч). Изменение электрической мощности турбоустановки при переходе от теплофикационного режима к конденсационному составляет:

N=77,1-58,2=18,9 МВт.

КПД отбора рассчитывается по следующей формуле:

ηт=N/Q r =18,9/162,8=0,116.

При той же тепловой нагрузке (586 ГДж/ч), но при раздельной выработке тепловой энергии в районной отопительной котельной расход топлива составит:

B K =34,1 .Q/ηр к =34,1.586/0,9= =22203 кг/ч (158,6 кг/Гкал), где 34,1 - количество условного топлива, кг, при сжигании которого выделяется 1 ГДж тепловой энергии; η рк. - КПД районной котельной при раздельной выработке энергии (принято значение 0,9).

Расход топлива в энергосистеме на выработку тепла на ТЭЦ с учетом КПД отбора:

где η кс. - КПД котельной замещающей КЭС; ηо - КПД турбоустановки замещающей КЭС; η э с. - КПД электрических сетей при передаче электроэнергии от замещающей КЭС.

Экономия топлива при комбинированной выработке тепловой и электрической энергии по сравнению с районной отопительной котельной: В=В к -В т =22203-7053=15150 кг/ч.

Удельный расход условного топлива на выработку тепловой энергии по методу КПД отборов: b т =В т /Q г =7053/140=50,4 кг/Гкал.

В заключение следует отметить, что метод КПД отборов научно обоснован, правильно учитывает происходящие в энергосистеме процессы в условиях теплофикации, прост в использовании и может найти самое широкое применение.

Литература

1. Рыжкин В.Я. Тепловые электрические станции. М.-Л.: Энергия, 1967. 400 с.

2. Соколов Е.Я. Теплофикация и тепловые сети. М.: Энергоиздат, 1982. 360 с.

3. Кузнецов А.М. Сравнение результатов разделения расхода топлива на отпускаемые от ТЭЦ электроэнергию и тепло различными методами // Энергетик. 2006. № 7. С. 21.

4. Кузнецов А.М. Экономия топлива при переводе турбин в теплофикационный режим// Энергетик. 2007. № 1. С. 21-22.

5. Кузнецов А.М. Экономия топлива на блоке с турбиной Т-250-240 и показатели ее работы // Энергосбережение и водоподготовка. 2009. № 1. С. 64-65.

6. Кузнецов А.М. Расчет экономии топлива и показатели работы турбины Т-110/120-12,8-5М // Энергосбережение и водо подготовка. 2009. № 3. С. 42-43.

7. Баринберг Г.Д., Валамин А.Е., Култышев А.Ю. Паровые турбины ЗАО УТЗ для перспективных проектов ПГУ// Теплоэнергетика. 2009. № 9. С. 6-11.

материальных ресурсах

Расчет годовой потребности теплоэнергетического производства в основном виде топлива:

где Р ч.ном = худельный расход на 1 Гкал – номинальный часовой расход топлива для работы одного котлоагрегата;

0,7 – коэффициент, учитывающий время работы теплоэнергетического производства;

1,1 – коэффициент, учитывающий расход топлива на разогрев котлоагрегатов.

Расход резервного топлива:

где Р ч.рез.топ – номинальный часовой расход при работе одного котлоагрегата на резервном топливе.

Годовой расход электроэнергии для работы теплоэнергетического производства:

где Н эл - удельный расход электроэнергии на производство 1 Гкал тепла, кВт·ч/Гкал;

Годовая производственная программа по производству тепловой энергии, Гкал/год.

Годовые затраты на химикаты:

где Н х = 26 – норматив расхода химикатов на производство 1 Гкал тепловой энергии, руб/Гкал

Годовые затраты на воду:

где Н в = 1,5 – норматив расхода воды на производство 1 Гкал тепловой энергии, Гкал.

Все полученные при расчете данные сведены в табл. 11.

Таблица 11

Расход материальных и энергетических ресурсов

6. Рсчет амортизационных отчислений

Амортизационные отчисления определяются по каждой группе фондов теплоэнергетического производства по формуле:

где Н А – норма амортизации на полное восстановление или капитальный ремонт основных фондов, %;

Ф сг – первоначальная стоимость.

Н А – на капитальный ремонт равна 15%.

А на полное восстановление соответствует стоимости основных фондов.

Все результаты расчетов сведены в табл. 12.

Таблица 12

Расчет амортизационных отчислений

7. Расчет годовых эксплуатационных затрат и себестоимости производства 1 Гкал тепловой энергии

Наименование статей, по которым ведется расчет годовых эксплуатационных затрат и порядок их расчета приведен в табл. 13.

Таблица 13

Расчет себестоимости производства тепловой энергии

где В у – расход условного топлива, кгут/ч , - теплотворная способность топлива, кДж/кг; или , тогда - теплотворная способность топлива, ккал/кг.

Q выр =Q 1 - тепло полезно использованное в котельном агрегате, кДж/ч (ккал/ч).

КПД котельного агрегата нетто , который учитывает затраты тепловой и электрической энергии на собственные нужды, определяется по формуле, %:

,

где Q 1 – тепло полезно использованное в котельном агрегате, КДж/ч; к = 1 кВт·ч = 860 ккал = 3600 КДж.

Расход электроэнергии за час на собственный нужды в котельном цехе W сн, кВт·ч определяется по формуле

W сн = (N дв + N дс + N пн) + W р + W пл + W зу,

где N дв, N дс, N пн – мощность дутьевого вентилятора, дымососа и питательного насоса, кВт; W р = Э р В – затраты электроэнергии на разгрузку, складирование и транспортировку топлива с дроблением его на тракте топливоподачи кВт·ч; W пл = Э пл В – расход электроэнергии на пылеприготовление, кВт·ч; W зу = Э зу Д 0 , кВтч – расход электроэнергии на золоудаление, кВт·ч.

где Э р - удельный расход электроэнергии на разгрузку, складирование и транспортировку топлива с дроблением его на тракте топливоподачи. Значение Э р = 0,6÷2,5 кВт·ч/т топлива.

Э пл - удельный расход электроэнергии на пылеприготовление, кВт·ч/т топлива. Примерные значения Э пл приведены в табл. 1.

Таблица 1

Примерные значения удельного расхода электроэнергии

на пылеприготовление Э пл

Э зу - удельный расход электроэнергии на золоудаление, отнесенный к 1 т выработанного пара, изменяется от 0,3 до 1 кВт·ч /т пара в зависимости от вида топлива, системы шлакоудаления и местных условий.

Расход тепла в котельном агрегате на собственные нужды, кВт

где - расход тепла (пара) на деаэратор, кДж/с; - расход тепла (пара) на мазутное хозяйство, кДж/с; - расход тепла (пара) на очистку поверхностей нагрева от золошлаковых отложений; - расход тепла на подогрев воздуха вне котельного агрегата, кДж/с; – расход тепла (пара) на мазутные форсунки; - расход тепла (пара) на привод питательных насосов, кВт; В - расход топлива, кг/с.

Определяем КПД котельного агрегата нетто (), который учитывает только затраты электроэнергии на собственные нужды парогенератора по формуле, %

.

В табл. 2 представлены значения измеряемых параметров во время балансовых испытаний котла ПК-24.

Таблица 2

Таблица измеряемых параметров для котла ПК-24

Окончание табл. 2

В табл. 3 представлены значения измеряемых параметров во время балансовых испытаний котла ТП-10.

Таблица 3

Таблица измеряемых параметров для котла ТП-10

Окончание табл. 3

Таблица 4

Таблица результатов расчёта

Контрольные вопросы:

1. Что называется удельным расходом условного топлива на выработку 1ГДж тепла?

2. Что называется тепловой схемой блока?

3. Изобразите рабочий процесс цикла в диаграмме T-S и i-S (она же h-S).

4. Как определить расход условного топлива на выработанный ГДж тепла?

5. Как влияет калорийность топлива на удельный расход условного топлива на выработку 1 ГДж тепла?

6. Какие значения расхода условного топлива на выработанный ГДж тепла имеют современные ТЭС? Оцените полученные вами в опыте знания расхода условного топлива на выработку 1ГДж тепла с данными имеющимися в литературе.