Удельный расход электроэнергии на 1 гкал. Определение удельного расхода условного топлива на выработанный ГДж (Гкал) тепла

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.

Как перевести тн угля в Гкал? Перевести тн угля в Гкал не сложно, но для этого давайте сначала определимся с тем, для каких целей нам это необходимо. Существуют как минимум три варианта необходимости в расчете перевода имеющихся запасов угля в Гкал, это:

В любом случае, кроме исследовательских целей, где необходимо знать точную калорийность угля, достаточно знать, что при сгорании 1 кг угля со средней теплотворной способностью выделяется примерно 7000 ккал. Для исследовательских целей необходимо знать ещё и откуда, или из какого месторождения, нами получен уголь.
Следовательно, сожгли 1 тн угля или 1000 кг получили 1000х7000=7 000 000 ккал или 7 Гкал.

Калорийность марок каменных углей.

Для справки: калорийность каменных углей колеблется в пределах 6600-8750 калорий. У Антрацита она достигает 8650 калорий, а вот калорийность бурых углей колеблется от 2000 до 6200 калорий, при этом бурые угли содержат до 40% несгораемого остатка – шлама. При этом антрацит плохо разгорается и горит только при наличии сильной тяги, а вот бурый уголь напротив, хорошо разгорается, но дает мало тепла и быстро прогорает.

Но здесь, и в любом из последующих расчетов, не забывайте, что это тепло выделяемое при сгорании угля. А при отоплении дома, в зависимости от того, где у нас сжигается уголь в печи или котле, тепла вы получить меньше, за счет так называемого КПД (коэффициента полезного действия) отопительного устройства (читайте котла или печи).

Для обычной печи этот коэффициент не более 60%, как говорят, тепло улетает в трубу. Если у вас котел и водяное отопление в доме, КПД может достигать у крутых импортных, читайте современных котлов 92%, обычно для отечественных котлов, работающих на угле, КПД не более 70-75%. Следовательно, загляните в паспорт котла и умножьте полученные 7 Гкал на КПД, как раз и получите искомую величину – сколько Гкал вы получите, израсходовав на отопление 1 тн угля или что тоже самое как перевести тн угля в Гкал.

Израсходовав 1 т угля на отопление дома с импортным котлом, мы получим приблизительно 6,3 Гкал, а вот с обычной печью всего 4,2 Гкал. Пишу с обычной печью, потому, что существует много конструкций экономных печей, с повышенной теплоотдачей или высоким КПД, но, как правило, они имеют большие размеры и не каждый мастер берется за их кладку. Причина в том, что при неправильной кладке или даже при небольшой неисправности экономной печи, в определенных условиях возможно ухудшение или полное отсутствие тяги. В лучшем случае это приведет к плачу печи, ее стены будут сырые от конденсата, в худшем отсутствие тяги может привести к угоранию хозяев от угарного газа.

Какой запас угля необходимо сделать на зиму?

Теперь остановимся на том, что мы все эти расчеты делаем для того, чтобы знать, какой запас угля необходимо сделать на зиму. В любой литературе, кстати, и у нас на сайте, вы можете прочитать, что например, для отопления дома площадью 60 квадратных метров, вам потребуется приблизительно 6 кВт тепла в час. Переведя кВт в Гкал получим 6х0,86 = 5,16 ккал/час, откуда мы взяли 0,86 .

Теперь, казалось бы, все просто, зная количество тепла, необходимое на отопление в час, умножаем его на 24 часа и количество отопительных дней. Желающие проверить расчет получат, казалось бы, неправдоподобную цифру. На 6 месячное отопление довольно небольшого домика в 60 квадратных метров нам необходимо потратить 22291,2 Гкал тепла или запасти 22291,2/7000/0,7=3,98 тонны угля. С учетом наличие несгораемого остатка в угле эту цифру необходимо увеличить на процент примесей, в среднем это 0,85 (15% примесей) для каменных углей и 0,6 для бурых. 3,98/0,85=4,68 т каменного угля. Для бурого эта цифра вообще будет астрономической, поскольку тепла он дает почти в 3 раза меньше и содержит очень много негорючей породы.

В чем же ошибка, да в том, что 1 квт тепла на 10 м квадратных площади дома мы тратим только в морозы, для Ростовской области, например это -22 градуса, Москвы -30 градусов. На эти морозы и рассчитывается толщина стен жилых домов, а, сколько дней у нас в году бывают такие морозы? Правильно, максимум 15 дней. Как же быть, для упрощенного расчета, собственных целей, Вы можете просто умножить полученное значение на 0,75.

Коэффициент 0,75 выведен на основании усреднения более точных расчетов, применяемых при определении потребность в условном топливе для получения лимитов на это самое топливо в органах власти промышленными предприятиями (горгазы, регионгазы и т.д.) и естественно официально ни где, кроме собственных расчетов использовать нельзя. Но приведенная выше методика перевода тн угля в Гкал, а затем определения потребности угля для собственных нужд довольно точна.

Конечно, можно привести и полную методику определения потребности в условном топливе , но выполнить такой расчет без ошибок довольно сложно, и в любом случае официальные органы его примут только от организации имеющей разрешение и аттестованных специалистов на выполнение данных расчетов. Да и простому обыватели он кроме потери времени ни чего не даст.

Точный расчет потребности в угле для отопления жилого дома Вы можете сделать в соответствии с приказом Министерства промышленности и энергетики РФ от 11.11.2005 г. № 301 «Методика определения норм выдачи бесплатного пайкового угля для бытовых нужд пенсионерам и другим категориям лиц, проживающим в угледобывающих регионах в домах с печным отоплением и имеющим право на его получение в соответствии с законодательством Российской Федерации». Пример такого расчета с формулами приведен на .

Для специалистов предприятий интересующихся в расчете годовой потребности в тепле и топливе, самостоятельно можете изучить следующие документы:

— Методика определения потребности в топливе Москва, 2003г, Госстрой 12.08.03

— МДК 4-05.2004 «Методика определения потребности в топливе, электрической энергии и воде при производстве и передаче тепловой энергии и теплоносителей в системах коммунального теплоснабжения» (Госстрой РФ 2004 год) или добро пожаловать к нам, расчет недорогой, выполним быстро и точно. Все вопросу по телефону 8-918-581-1861 (Юрий Олегович) или по электронной почте указанной на страничке .

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