Балансы электрической и тепловой нагрузки ТЭЦ

Порядок расчета. Особенности технологического процесса ТЭЦ определяют последовательность составления балансов:

• баланс тепловой энергии (на производство и горячую воду);

• баланс электрической нагрузки, в которой выделяется расчёт теплофикационной (вынужденной) мощности () и конденсационной мощности ().

Основой составления баланса являются нормативные энергетические характеристики основного оборудования ТЭЦ и графики нагрузки в паре и горячей воде. В общем виде нормативная энергетическая характеристика турбоагрегатов ТЭЦ имеет следующий вид:

· турбина «Т»:

= + * + * + ,

=m* - ;

· турбина «ПТ»:

= + * + * + + ,

= * + * - ;

· турбина «Р»:

= + * + ,

= m* - ,

где - часовой расход тепла подведённого к турбине и - расход холостого хода, Гкал/ч; , - относительный прирост тепла для теплофикационного и конденсационного режимов, Гкал/МВт*ч; - потери электрической мощности с потоком холостого хода, МВт; m - удельная выработка электрической энергии, МВт*ч/Гкал; I и II - показатели для отборов пара и горячей воды, соответственно.

В качестве критерия экономичности режима производства тепловой энергии используется максимум удельной выработки  max. Более экономичный агрегат загружается в первую очередь, до расчётного отбора; последующие, менее экономичные, догружаются, обеспечивая заданный суммарный отбор. Расчёт проводится независимо для производственного и теплофикационного отборов, как показано в таблице 4.2:

1. Распределение тепловой нагрузки на производственные нужды между агрегатами типа «ПТ» и «Р», по критерию  max в пределах нормативного расчётного отбора по пару.

2. Распределение тепловой нагрузки на теплофикацию между турбоагрегатами типа «Т», «ПТ», «Р». Расчёт выполняется для каждой ступени суточного ГН.

3. Проверка расходной и приходной частей баланса тепловой нагрузки ТЭЦ и турбоагрегатов выполняется для зимнего и летнего периодов года (с учетом заданного коэффициента летнего снижения нагрузки).

4. Для летнего периода с учетом существенного снижения тепловой нагрузки и планирования ремонтной компании, загружаются в первую очередь блоки с наибольшим расчетным отбором. Как правило, такое перераспределение нагрузки позволяет обеспечить заданные плановые нагрузки ТЭЦ в паре и горячей воде и наметить вывод в ремонт блока ТЭЦ.

Таблица 4.2

Баланс тепловой энергии, Гкал/ч

№ п/п	Интервал времени	Тепловая нагрузка ТЭЦ		Нагрузка турбоагрегатов
				ТА-1		ТА-2		ТА-3
По часам суток с учетом интервалов времени, Гкал/час
За сутки, Гкал
За месяц, Гкал

 

Составление баланса электрической нагрузки ТЭЦ:

1. Определение вынужденной теплофикационной мощности для каждого турбоагрегата (ТА) на основе расчётов предыдущего этапа и их нормативных энергетических характеристик .

2. Суммарная электрическая мощность теплофикационного режима:

3. Конденсационная вынужденная мощность, необходимая для пропуска пара в конденсатор (3-5 % от установленной мощности турбоагрегата) –

 и .

4. Дополнительная конденсационная мощность ТА и ТЭЦ, которая может использоваться для обеспечения электрической нагрузки энергосистемы

= - -  (ТЭЦ)

= - -  (ТА)

5. Степень использования дополнительной конденсационной мощности ТЭЦ определяется рядом факторов:

· сравнительной экономичностью блоков КЭС и конденсационной части нагрузок ТЭЦ (так как в данной работе не строятся нормативные характеристики относительных приростов блоков КЭС и свободных конденсационных нагрузок ТА ТЭЦ, рекомендуется в первую очередь загружать блоки КЭС);

· возможностями энергосистемы в покрытии графиков нагрузки потребителей, резервирования, осуществления ремонтной компании и др., которые отражают избыточность её мощности или дефицитность.

Результаты расчета электрического баланса ТЭЦ сводятся в табл. 4.3

Таблица 4.3

Предварительный баланс электрической энергии, МВт

t

ТА-1

ТА-2

ТА-3

Тэц

Nу

Nтф

Nкн.вын

Nкн.доп

Nу

Nтф

Nкн.вын

Nкн.доп

0 - 6

6. - 20

20 - 24

Сутки, МВтч

 

Особенности построения характеристик расхода топлива блоков ТЭЦ для заданного диапазона конденсационных нагрузок. В данном курсовом проекте принята блочная схема ТЭЦ (котел-турбина), что значительно упрощает схему расчета. На основе нормативных энергетических характеристик турбоагрегатов и котлов строятся характеристики расходов топлива  в зависимости от диапазона изменения конденсационной мощности каждого из блоков. В таблице 4.3 показана последовательность расчётов.

Представление результатов (табл. 4.4).

Пояснения:

1. Расчёт выполняется для диапазона регулирования нагрузки, который определяется зоной «экономической нагрузки» котла.

2. Расчёт выполняется для каждого блока ТЭЦ для зимних и летних суточных графиков с учетом  результатов расчёта балансов тепловой и электрической нагрузки (конденсационной и теплофикационной) по ступеням графика для летних и зимних суток.

Таблица 4.4

Последовательность расчетов расходов топлива для конденсационных нагрузок блоков ТЭЦ

Наименование	Расчётное выражение	Нагрузка турбин конденсационная, МВт или %
		50	60	90	100
Расход тепла турбины (), Гкал/ч	Нормативные энергетические характеристики i-х турбин
Тепловая нагрузка котла (), Гкал/ч	=1,03*
Тепловая нагрузка котла в % от максимальной производительности
КПД котла (),%	Нормативная характеристика котла =f()
Абсолютные потери тепла котельных агрегатов (), Гкал/ч	= *(1- )
Часовой расход топлива котлом (), ту.т/ч	=( + ) / 7