Кафедра Автоматика

Тема работы: Расчет годового расхода природного газа на ТЭС при раздельном и теплофикационном способе обеспечения электрической и тепловой энергии промышленного предприятия и жилого поселка.

По дисциплине: Энергоснабжение

Содержание

1)Введение 3-5

2)Теоретическая часть 6-14

3) Основные расчетные формулы 15-19

4) Тепловое потребление 20

5)Расчетная часть 21-31

6)Вывод 32

7)Список литературы 33

Внимание!

Это ОЗНАКОМИТЕЛЬНАЯ ВЕРСИЯ работы №3469, цена оригинала 1000 рублей. Оформлена в программе Microsoft Word.

Оплата. Контакты.

ВВЕДЕНИЕ

Теплоэнергетические системы, их компоненты и функции

Теплоэнергетическое хозяйство современного промышленного предприятия представляет собой весьма разнообразный и сложный комплекс.

Состав этого комплекса определяется в первую очередь технологическим назначением предприятия, а также его мощностью, местом расположения, взаимосвязями с энергосистемами и другими предприятиями, транспортными связями и другими факторами.

Основными компонентами систем являются:

— источники теплоты (промышленные и отопительные котельные, энергетические котлы, вторичные источники тепла и т.п.);

— тепломассообменное оборудование (теплообменники и тепломассообменные аппараты);

— тепломеханическое оборудование (насосы, вентиляторы, дымососы);

— тепловые сети (паропроводы, трубопроводы горячей и обратной воды);

— системы потребления теплоты;

— вспомогательное оборудование основных и вспомогательных систем.

Функциональное назначение основных составляющих теплоэнергетических систем:

— источники теплоты предназначены для выработки теплоты и передачи ее с теплоносителями (вода, пар и др.) либо напрямую к потребителям, либо в промежуточные системы;

— теплообменное оборудование предназначено для передачи тепла от одного теплоносителя к другому; массообменное – для реализации процессов массообмена между средами;

— назначением тепломеханического оборудования является в основном прокачка теплоносителей через оборудование и системы трубопроводов;

— тепловые сети соединяют источники теплоты с потребителем;

— системы потребления теплоты включают в себя раздающие трубопроводы с арматурой и технологическим оборудованием, потребляющим теплоту;

— назначением вспомогательного оборудования является хранение и очистка сбросов и дренажей и тому подобные функции.

Основные эксплуатационные показатели

При эксплуатации теплоэнергетических установок и систем должны быть обеспечены надежность и безопасность как систем в целом, так и оборудования, входящего в систему.

Надежность — свойство системы или агрегата сохранять во времени способность выполнять свои рабочие функции (вырабатывать тепловую и/или электрическую энергию; перекачивать теплоноситель и т.п.) по требуемому графику нагрузок при заданной системе технического обслуживания и ремонтов.

Надежность — это сложное комплексное свойство, включающее в себя безотказность, долговечность и ремонтопригодность.

Безотказность — это свойство агрегата (системы) непрерывно сохранять работоспособное состояние в течение заданного времени (параметр — наработка на отказ).

Долговечность — свойство сохранять работоспособность до разрушения или другого предельного состояния (например, до первого капитального ремонта).

Основными показателями долговечности являются технический ресурс — суммарная наработка агрегата за период эксплуатации; и срок службы — календарная продолжительность эксплуатации агрегата до разрушения или другого предельного состояния.

Ремонтопригодность — это свойство, состоящее в приспособленности системы или агрегата к предупреждению отказов и обнаружению их причин путем контроля исправности, а также к поддержанию и восстановлению работоспособного состояния посредством механического обслуживания и ремонта.

Безопасность не является составляющим свойством надежности, хотя в определенной степени зависит от нее. Безопасность должна обеспечиваться не только в нормальной эксплуатации, но и в аварийных ситуациях, связанных с отказом оборудования, ошибками персонала, стихийными явлениями и др.

Большинство теплоэнергетических установок потенциально опасны, поскольку используют в качестве теплоносителей воду и др. вещества при высокой температуре (до 500°С и выше) и высоком давлении (до 25 МПа и выше), что представляет опасность для обслуживающего персонала, окружающей среды и населения в случае непредвиденного разуплотнения. Опасность вышеназванных установок связана также с использованием пожароопасных веществ (масла, твердые, жидкие и газообразные топлива и т.д.), а также в связи с широким использованием в системах управления, сигнализации и защиты электричества электроопасного напряжения.

Целью курсового проекта является расчет годового расхода природного газа на ТЭС при раздельном и теплофикационном способе обеспечения электрической и тепловой энергией промышленного предприятия и жилого поселка.

1 ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

НАЗНАЧЕНИЕ И ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА ТЭС

Для получения электроэнергии из первичных энергоресурсов применяются специальные энергетические установки. В настоящее время основной объём вырабатываемой электроэнергии приходится на тепловые электрические станции (ТЭС).

Выработка электричества в ТЭС производится в термодинамических циклах, использующих в качестве основного рабочего тела водяной пар высоких давлений и температур.

Вначале топливо сжигается в специальной камере сгорания (паровом котле), при этом выделяется большое количество тепла, которое превращает воду, циркулирующую по специальным системам труб расположенным внутри котла, в пар. Постоянно нарастающее давление пара вращает ротор турбины, которая передает энергию вращения на вал генератора, и в результате вырабатывается электрический ток.

Система пар/вода замкнута. Пар, после прохождения через турбину, конденсируется и вновь превращается в воду, которая дополнительно проходит через систему подогревателей и вновь попадает в паровой котел.

Принципиальная схема ТЭС

1 – котел – парогенератор

2 – паровая турбина

3 – электрогенератор

4 – конденсатор

5 – водяной насос

6 – паропегреватель

Существует несколько типов тепловых электростанций: конденсационные электростанции (КЭС), тепловые паротурбинные электростанции (ТПЭС), государственные районные электрические станции (ГРЭС), газотурбинные электростанции (ГТЭС), тепловые электростанции с парогазотурбинной установкой (ПГЭС).

В качестве топлива ТЭС используется мазут или дизель, а также природный газ, уголь, торф, сланцы, иными словами все виды топлива.

Главным недостатком всех тепловых электростанций является тип используемого топлива. Все виды топлива, которые применяют на ТЭС, являются невосполнимыми природными ресурсами, которые медленно, но неуклонно заканчиваются. Именно поэтому в настоящее время, наряду с использованием атомных электростанций, ведутся разработки механизма выработки электроэнергии при помощи восполняемых или других альтернативных источников энергии.

ПАР КАК РАБОЧЕЕ ТЕЛО В СИСТЕМАХ ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ

Вода и водяной пар нашли широкое применение в качестве рабочих тел в паровых турбинах тепловых машин, атомных установках и в качестве теплоносителей в различного рада теплообменных аппаратах химико-технологических производств.

Газообразное тело, сосуществующее с кипящей жидкостью называется паром и значительно отличается по своим термодинамическим свойствам от свойств идеального газа.

Парообразованием называется процесс превращения вещества из жидкого состояния в парообразное.

Кипением называется процесс превращения жидкости, кипящей во всем её объеме, в пар при подводе к ней теплоты, а при отводе от пара теплоты происходит обратный процесс – конденсация.

Процессы кипения и конденсации протекают при постоянной температуре и при неизменном давлении.

Пар, соприкасающейся с жидкостью, из которой он получается и находящейся с ней в термодинамическом равновесии называется насыщенным.

Сухой насыщенный пар – пар, не содержащий в себе жидкость.

Влажным паром называется механическая смесь, состоящая из сухого пара и мельчайших капелек жидкости и характеризуется степенью сухости – Х или степенью влажности – (1 – Х).

Перегретым паром называется пар, полученный из сухого насыщенного пара при подводе к нему при P = Const некоторого количества теплоты и вызванного этим повышением его температуры. Разность между температурами перегретого пара и сухого насыщенного называется степенью перегрева.

До сих пор для реальных газов предложено много уравнений состояния. Однако все они относятся только к ограниченной области состояний. Для технически важных веществ, например, для водяного пара разработаны довольно точные уравнения, с помощью которых рассчитаны параметры и функции состояния в широкой области температур и давлений и сведены в таблицы и на их основе эти характеристики графически представлены в виде диаграмм в P–V, T–S и h–S координатах. Эти диаграммы дают возможность наглядно представить процессы и их энергетические особенности.

Фазовая P–V диаграмма системы, состоящей из жидкости и пара, представляет собой график зависимости удельных объемов кипящей воды – v’ и сухого насыщенного пара – v» от давления.

В критической точке исчезает различие между жидкостью и паром, выше её существование вещества в двухфазном состоянии невозможно.

Состояние воды и водяного пара аналогичным образом может быть представлено на T–S и h–S диаграммах

T–S диаграмма широко используется при исследовании термодинамических процессов и циклов, так как позволяет видеть изменения температуры рабочего тела и находить количество тепла в процессе. Недостатком данной диаграммы является то, что при определении количества теплоты приходится измерять соответствующие площади.

Достоинством h–S диаграммы является то, что техническая работа и количество тепла в процессах, изображаются отрезками линий.

Процессы движения газа, происходящие в различных теплосиловых установках, связаны с преобразованием энергии в газовом потоке.

Водяной пар чрезвычайно широко применяется в различных отраслях промышленности главным образом в качестве теплоносителя в теплообменных аппаратах и как рабочее тело в паросиловых установках. Это объясняется повсеместным распространением воды, ее дешевизной и безвредностью для здоровья человека.

В промышленности строительных материалов водяной пар широко применяют для тепловлажностной обработки силикатного кирпича, теплоизоляционных деталей, бетонных, железобетонных и других изделий в различных пропарочных камерах и автоклавах. Водяной пар используют также для распыления мазута с помощью форсунок при его сжигании, в паровых сушилках для различных теплоизоляционных материалов, в установках для получения древесноволокнистой массы и др.

ЦИКЛ РЕНКИНА

В основе работы ТЭС лежит цикл Ренкина.

1 – котел – парогенератор

2 – паровая турбина

3 – электрогенератор

4 – конденсатор

5 – водяной насос

6 – паропегреватель

Цикл Ренкина заключается в следующем. В паровом котле происходит преобразование химической энергии органического топлива в потенциальную энергию пара. Пар на выходе из котла обладает большим запасом потенциальной энергии. Эта энергия преобразуется в механическую работу на рабочих лопатках паровой турбины. Вал турбины связан с валом электрогенератора. В электрогенераторе механическая энергия преобразуется в электрическую. Из турбины пар направляется в конденсатор, где находится пучок труб, по которым протекает охлаждающая вода, подаваемая циркуляционным насосом. От пара отводится тепло и он конденсируется. Образовавшийся конденсат питательным насосом подается в котел. Цикл повторяется вновь.

Технико-экономическими показателями цикла Ренкина являются: термический КПД цикла (ηt) и расход топлива (B). С целью оптимизации этих показателей базовый цикл Ренкина модифицируется различными способами.

Особенностью цикла Ренкина является то, что в конденсаторе вследствие резкого уменьшения объема пара при превращении его в воду образуется низкое давление, что позволяет в турбинах осуществлять глубокое расширение рабочего тела.

Подготовка пара осуществляется в паровом котле 1 и пароперегревателе 6 (процесс 4-1). Затем происходит адиабатное расширение в паровой турбине 3 (процесс 1-2). Отработавший пар в турбине конденсируется в конденсаторе 5 (процесс 2-3). Участок 3-4 соответствует подогреву конденсата в котле с соответствующим повышением давления.

СПОСОБЫ ПОВЫШЕНИЯ ЭКОНОМИЧНОСТИ ПРОЦЕССОВ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ТЕПЛОТЫ В ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЮ.

Эффективным способом повышения КПД паросиловых установок служит регенерация. Его суть в том, что не весь пар, поступающий в турбину расширяется до конечного давления, а часть его отбирается при некотором промежуточном давлении и направляется в подогреватель, куда одновременно подаётся конденсат. Отобранный пар подогревает питательную воду. Исследование показывает, что его термический КПД всегда больше цикла Ренкина с теми же начальными и конечными параметрами. Экономия от применения регенеративного цикла растёт с увеличением отборов пара.

Повышение начального давления пара с целью увеличения термического КПД цикла Ренкина приводит к увеличению влажности пара при выходе его из двигателя. Так как это обстоятельство сопряжено с вредными последствиями для работы паровых турбин, то для снижения влажности пара в конце расширения иногда применяют так называемый вторичный или промежуточный перегрев пара.

В цикле с вторичным перегревом пара весь пар после ЦВД снова направляется в котёл, там перегревается за счёт теплоты топлива, затем переходит в следующий цилиндр турбины. В результате этого влажность в последних ступенях турбины резко уменьшается.

В связи с тем, что промышленность нуждается не только в электрической энергии, но и в тепловой, был предложен цикл с совместной электрической и тепловой энергии, который называется теплофикационным.

В конденсационных установках, которые вырабатывают только механическую или электрическую энергию, весь отработавший пар конденсируется охлаждающей циркуляционной водой. Последняя нагревается до 15-30°С и уносит с собой огромное количество теплоты, которая не может быть использована вследствие низкой температуры воды. Эти потери с охлаждающей водой составляют до 60% теплоты, выделяющейся при сгорании топлива.

Стремление к использованию теплоты, уносимой циркуляционной водой, привело к мысли значительно повысить её температуру за счёт повышения давления отработавшего пара и использовать её для отопления зданий, технологических процессов самых разных производств, сушки, варки и т.д.

Таким образом, осуществляется комбинированная выработка электрической и тепловой энергии, такие установки называются теплофикационными, или теплоэлектроцентралями (ТЭЦ).

Повышение противодавления приводит к уменьшению выработки механической или электрической энергии, но общее использование теплоты при этом значительно повышается. Показателем эффективности работы теплофикационного цикла является коэффициент использования теплоты топлива.

ОСНОВНЫЕ РАСЧЕТНЫЕ ФОРМУЛЫ

Объем одной квартиры по внутреннему периметру:

— площадь квартиры

— высота стены квартиры

Объем стоквартирного дома по внутреннему периметру:

— количество квартир в доме

Наружный объем дома:

— коэффициент пересчета внутреннего объема на наружный;

Расходы теплоты на отопление:

— отопительная характеристика зданий;

— коэффициент, зависящий от типа кладки (в данном случае для железобетонных зданий);

— температурный коэффициент;

— наружный объем дома;

— перепад между температурой внутри помещения и снаружи;

— температура внутри помещения;

— температура снаружи.

Расход теплоты с учетом современных требований на энергосбережение:

— коэффициент современных требований на энергосбережение.

Количество домов в поселке:

— количество квартир в доме;

— количество человек, проживающих в одной квартире;

— численность населения жилого поселка.

Расход теплоты на отопление для жилого поселка:

Расход теплоты на вентиляцию зданий:

Расход теплоты на вентиляцию зданий для жилого поселка:

Расход теплоты на горячее водоснабжение:

— численность населения жилого поселка;

— норма расхода на горячее водоснабжение при на одного человека, проживающего в жилом здании;

— норма расхода на горячее водоснабжение при , потребляемая одним человеком в общественном здании;

— температура подаваемой холодной воды;

— температура подаваемой горячей воды;

— удельная теплоемкость воды.

Расход воды, которая безвозвратно уходит из системы:

Годовой расход теплоты на жилой поселок:

— продолжительность отопительного периода.

Годовой расход теплоты на социально-бытовые и культурные объекты жилого поселка:

— доля затрат теплоты на социально-бытовые и культурные объекты жилого поселка.

Годовой расход пара для промышленного предприятия:

— годовой выпуск условной продукции;

— расход пара на единицу продукции.

Годовой расход электроэнергии для промышленного предприятия:

— расход электроэнергии на единицу продукции.

Годовой расход электроэнергии для жилого поселка:

— суточный расход электроэнергии на одного человека для жилого поселка;

— численность населения жилого поселка.

Суммарный расход электроэнергии:

— отдается в единую энергосистему.

Расход электроэнергии на социально-бытовые и культурные объекты жилого поселка:

— давление пара;

— температура пара;

— энтальпия пара;

— энтропия пара;

— давление пара;

— температура пара;

— энтальпия жидкого состояния пара;

— энтальпия насыщенного сухого пара;

— энтропия жидкого состояния пара;

— энтропия насыщенного сухого пара;

— степень сухости пара;

— работа пара;

— удельный расход пара;

— КПД турбины;

— удельный расход теплоты;

— КПД котла;

— теплота сгорания топлива;

— удельный расход топлива;

— годовой расход топлива;

— суммарный расход электроэнергии.

ТЕПЛОВОЕ ПОТРЕБЛЕНИЕ

Одним из самых распространенных способов потребления является тепловое потребление.

Тепловое потребление – использование тепловой энергии для разнообразных коммунально-бытовых нужд и производственных целей (отопление, вентиляция, кондиционирование, бытовые услуги, теплоиспользующие установки).

Расходы теплоты, если тепловые характеристики зданий и сооружений известные определяются по СНИПам (строительные нормы и правила), а если данных по сооружениям нет, то проводятся расчетные оценки.

Расчетная часть

1. Тема работы: «Рассчитать годовой расход природного газа на ТЭЦ при раздельном и теплофикационном способе обеспечения электрической и тепловой энергией промышленного предприятия и жилого поселка»

ТЭЦ КЭС Водогрейный котел

Электроэнергия Отопление Электроэнергия Отопление

b’разд = 0.51 b’КЭС = 0.37 b’отоп = 0.26

b∑ = 0.26 + 0.37 = 0.63

2. Исходные данные для выполнения работы.

2.1. Основные характеристики теплоэнергетической установки:

Р1 = 21 МПа; t1 = 5300С, Р2 = 0,004 МПа; Р*2 = 0,3 МПа;

2.2. Характеристики промпредприятия и жилпоселка

N = 15000 шт – годовой выпуск условной продукции

вп = 100 кг – расход пара на единицу продукции

Э = 1000 кВт ∙ час – расход электроэнергии на единицу продукции

Ксбк = 0,9 – доля затрат теплоты и электроэнергии на социально-бытовые и культурные объекты поселка

К = 120000 чел. – численность населения жилого поселка

W = 350 МВт – в единую энергосистему.

Производим расчет исходных данных:

2.1. Теплота сгорания природного газа:

= 33100 36900 кДж/м3

Р1 = 21 МПа

t1 = 5300С

Р2 = 0,004 МПа

Р*2Т = 0,3 МПа;

Переводим данные Р2 и Р*2Т в Па =>

Р2 = 0,004 МПа = 4 ∙ 103 Па

Р*2Т = 0,3 МПа = 3 ∙ 105 Па

Для данных Р1 = 21 МПа и t1 = 5300С находим t1 и S1 по 3 таблице в справочнике по термодинамическим свойствам воды и водяного пара.

= 3322 кДж /кг

S1 = 6,23 кДж /кг∙к

В том же справочнике по таблице №2 находим исходные данные для Р*2Т = 3 ∙ 105 Па:

= 561кДж /кг

= 2726 кДж /кг

= 1,67 кДж /кг∙к

( — ) = 5,3 кДж /кг∙к

Находим по формуле = + хт ( — )

Для этого находим хт по формуле

— степень сухости пара

Теперь можно найти

= 561 + 0,86 (2726 – 561) = 2423 кДж /кг

Записываем данные:

= 561 кДж /кг

= 3322 кДж /кг

S1 = 6,23 кДж /кг∙к

= 2423 кДж /кг

Находим удельную работу по формуле:

= — =>

=3322 – 2423 = 899 кДж /кг

Находим =3600 / = 3600 / 899 =

Найдем количество теплоты затраченной на нагрев по фомуле:

Найдем

Находим В/нетто ТЭЦ и В/брутто ТЭЦ

Составим таблицу с данными

ТЭЦ Раздельная выработка

КЭС Отопление

899 1443

4 2,5

11044 8002 7448

0,325% 0,45%

0,37 0,27 0,25

0,51 0,37 0,26

Для Р2 = 4 ∙ 103 Па, находим в справочнике по термодинамическим свойствам воды и водяного пара, по 2 таблице.

= 121 кДж /кг

= 2554 кДж /кг

= 0,42 кДж /кг∙к

( — ) = 8,05 кДж /кг∙к

Находим по формуле

= ≠ хкэс ( — )

Для этого найдем хкэс – степень сухости пара

Теперь найдем

=121 ≠ 0,72(2554 — 121)=1879 кДж / кг

Находим работу по формуле

= —

отсюда находим

= 3322- 1879 = 1443 кДж /кг пар

Находим

=3600 / = 3600 / 1443 =

Найдем количество теплоты затраченной на нагрев по формуле:

Найдем

Находим В/нетто и В/брутто

Полученные данные заносим в таблицу

Находим

= ∙ , отсюда

=899 ∙ 4 = 3596

Найдем

= —

=11044 -3596 = 7448

N = В/ ∙ ∙ → В/ = , или

W = В/ ∙ ∙ → В/ = ,

Для В/ для отопления и расчета

Полученные данные заносим в таблицу.

Производим расчет пункта 2.2.

2.2. Расход теплоты на отопление

Qт = qов ∙ V ∙ Δt, кВт

КV = 100 шт. – количество квартир в доме

еt = 5 – количество этажей в доме

Кт = 3 шт. – количество комнат в квартире

сh = 4 чел. – количество человек приживающих в одной квартире

К = 120000 чел. – численность населения жилого поселка

Кэ = 0,5 – коэффициент энергосбережения

h = 2,7 м. – высота стены одной квартиры

S = 70 м2 — площадь одной квартиры

кр = 1,15 – коэффициент пересчета внутреннего объема на наружный

а – коэффициент типа кладки

φ = 1 – температурный коэффициент

tвн = 180С – расчетная внутренняя температура для жилых зданий

tнар = -220С – расчетная наружняя температура

Vкв = S ∙ h

Vкв = 70 ∙ 2,7 = 189 м2 – объем одной квартиры по внутреннему периметру

Vд.вн = Vкв ∙ КU

Vд.вн = 189 ∙ 100 = 18900 м3 – объем ста квартир по внутреннему периметру

Vн = Vд.вн ∙ кр

Vн = 18900 ∙ 1,15 = 21735 м3 — наружный объем дома

Δt = tвн — tнар

Δt = 18 + 22 = 40 0С – разность температур

— отопительная характеристика здания

Qт = qов ∙ V ∙ Δt, кВт

Qт = 0,44 ∙ 21735 ∙ 40, = 382536 Вт = 382,54 кВт – расход теплоты на отопление без учета коэффициента энергосбережения

Qт = Qт/ ∙ Кэ

Qт = 382,54 ∙ 0,5 = 191,27 кВт – расход теплоты на отопление с учетом современных требований на энергосбережения.

g = КU ∙ сh

g = 100 ∙ 4 = 400 – количество человек, проживающих в данном доме

D = K / g

D = 120000 / 400 = 300 – количество домов в поселке

Qт.пос = Qт ∙ D

Qт.пос = 191,27 ∙ 300 = 57381 кВт – расход теплоты на отопление для жилого поселка

2.3. Расход теплоты на вентиляцию зданий

Qв = (0,1 – 0,15) ∙ Qт.пос , кВт

Qв = 0,1 – 57381 = 5738,1 кВт – расход теплоты на вентиляцию зданий для жилого поселка.

2.4. Расход теплоты на горячее водоснабжение

Qгвс = 1,2 ∙ m ∙ (a + в) ∙ (tгв – tхв) ∙ Ср , кВт

m = 120000 чел. – расчетное количество потребителей

а = 100 кг / сут∙чел. – норма расхода на горячее водоснабжение при t=+550С на одного человека проживающего в жилом здании.

в = 25 кг / сут∙чел. – норма расхода на горячее водоснабжение при t=+550С потребляемая одним человеком в общественном здании.

tгв = +550С – температура подаваемой горячей воды

tхв = +50С – температура холодной воды

Ср = 4,2 кДж /кг∙к – удельная теплоемкость воды

М – расход воды, которая безвозвратно уходит из системы

Qгвс = 1,2 ∙ 120000 (100 + 25) ∙ (55 – 5) ∙ 4,2 = 1,2 ∙ 1,2 ∙ 104 ∙ 1,25 ∙ 102 ∙ 5 ∙ 10 ∙ 4,2 = 3,78 ∙ 109 кВт – расход теплоты на горячее водоснабжение на жилой поселок.

2.5. Годовой расход теплоты и электроэнергии для жилого поселка

Q∑ = (Qт.пос + Qв.пос) ∙ n ∙ 24 ∙ 3600 + Qгвс ∙ 24 ∙ 3600 ∙ 365, кВт

n – количество отапливаемых дней

Ксбк = 0,9

Q∑ = (57381 + 5738,1) ∙ 232 ∙ 24 ∙ 3600 + 3,78 ∙ 109 ∙ 24 ∙ 3600 ∙ 365 = 11,920 ∙ 1016 кВт – годовой расход теплоты на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение для жилого поселка.

Q∑сбк = Q∑ ∙ Ксбк

Q∑сбк = 11,920 ∙ 1016 ∙ 0,9 = 10,73 ∙ 1016 кВт – затраты на теплоту на социально-бытовые и культурные объекты жилого поселка.

Эжп = 3 кВт ∙ час – суточный расход электроэнергии на одного человека

Wпос = К ∙ Эжп ∙ 365

Wпос = 120000 ∙ 3 ∙ 365 = 13,14 ∙ 107 кВт ∙ час – годовой расход электроэнергии

Wпос. сбк = Wпос ∙ Ксбк

Wпос. сбк = 13,14 ∙ 107 ∙ 0,9 = 11,826 ∙ 107 кВт ∙ час – затраты на электроэнергию на социально-бытовые и культурные объекты жилого поселка.

2.6. Годовой расход пара и электроэнергии для промышленного предприятия

dпп = N ∙ Вп

dпп = 15000 ∙ 100 = 15 ∙ 105 кг – годовой расход пара

Wпп = N ∙ Э

Wпп = 15000 ∙ 1000 = 15 ∙ 106 кВт ∙ час – годовой расход электроэнергии

b’брутто отоп = = 0.25/0.95 = 0.26 ;

= b’брутто отоп + b’брутто КЭС = 0.37 + 0.26 = 0.63 ;

Bгод = • W∑ • Nч • Nг = 0.63• 1.46750 •108 24 • 365 = 8.098кг/год — годовой расход топлива.

W∑ = Wпос + Wпп + Wст = 131400000+ 15000000 + 350000 = 1.46750 • 108 МВт;

b’брутто = = 0.37/0.73 = 0.51 ;

W∑ = 1.46750 • 108 МВт;

Bгод = b’брутто • W∑ • Nч • Nг = 0.51 • 1.46750 • 108 • 24 • 365 = 6.556 • 1011 кг/год — годовой расход топлива.

Вывод

В данной работе были рассчитаны расходы теплоты на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение, расходы электроэнергии для жилого поселка и промышленного предприятия, а также были рассчитаны удельные расходы пара, теплоты и в таблице приведено их сравнение при раздельном и теплофикационном способе обеспечения тепловой энергией:

Параметр: ТЭЦ: Раздельное

КЭС: ВК:

l 899 1443

d0 4 2.5

q0 11044 8002 7448

ηт 0.33 0.45

b’нетто 0.37 0.27 0.25

b’брутто 0.51 0.37 0.26

Bгод 6.556 • 1011 8.098• 1011

По данным таблицы можно сравнить параметры теплофикационного и раздельного способа обеспечения электрической и тепловой энергией: при раздельном способе работа пара больше с на 544 кДж/кг, а расход пара меньше на 1.5

кг/кВт • час и также меньше расход теплоты на 3042кДж/кВт • час; термический КПД теплофикационного цикла меньше термического КПД при раздельном способе на 12%, но годовая экономия топлива составляет

1.542 • 1011 кг/год.

Теперь можно подвести черту и сказать, что при комбинированной выработке энергии и теплоты достигается значительная экономия топлива, по сравнению с раздельным энергоснабжением. Поэтому ТЭЦ получили широкое распространение в районах с большим потреблением теплоты и электроэнергии.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. В.Я. Рыжкин. «Тепловые электрические станции». М.: Энергоатомиздат, 1987.

2. Е. Я. Соколов. «Теплофикация и тепловые сети». М.: Изд. МЭИ, 2001.

3. В.Л. Потехонов. «Тепловые Электрические Станции». М.: Энергия, 1977.

4. Н.Н. Лариков. «Теплотехника». М.: Стройиздат, 1975.

5. В.И. Крутова. «Лабораторный практикум по термодинамике и теплопередаче». М.: Высшая школа, 1988.

6. С.Л. Ривкин, А.А. «Термодинамические свойства воды и водяного пара». М.: Энергоатомиздат, 1984.