Tasso specifico di consumo di acqua per 1 gcal. Consumo specifico di combustibile per la produzione di energia termica nelle centrali termoelettriche

Come convertire tonnellate di carbone in Gcal? Converti tonnellate di carbone in Gcal Non è difficile, ma per farlo decidiamo prima per quali scopi ci serve. Esistono almeno tre opzioni per calcolare la conversione delle riserve di carbone esistenti in Gcal, queste sono:

In ogni caso, salvo che per scopi di ricerca, dove è necessario conoscere l'esatto potere calorifico del carbone, è sufficiente sapere che la combustione di 1 kg di carbone con potere calorifico medio libera circa 7000 kcal. Ai fini della ricerca è anche necessario sapere dove e da quale giacimento abbiamo ottenuto il carbone.
Di conseguenza, abbiamo bruciato 1 tonnellata di carbone o 1000 kg e abbiamo ricevuto 1000x7000 = 7.000.000 di kcal o 7 Gcal.

Contenuto calorico dei tipi di carbone.

Per riferimento: potere calorifico dei carboni varia da 6600-8750 calorie. Per l'antracite raggiunge 8650 calorie, ma il contenuto calorico della lignite varia da 2000 a 6200 calorie, mentre la lignite contiene fino al 40% di residui non combustibili: fanghi. Allo stesso tempo l'antracite non si accende bene e brucia solo in presenza di forti correnti d'aria, ma la lignite, al contrario, divampa bene, ma produce poco calore e brucia rapidamente.

Ma qui, e in tutti i calcoli successivi, non dimenticare che questo è il calore rilasciato durante la combustione del carbone. E quando riscaldiamo una casa, a seconda di dove bruciamo il carbone nella stufa o nella caldaia, riceverai meno calore a causa della cosiddetta efficienza (fattore di efficienza) del dispositivo di riscaldamento (leggi caldaia o stufa).

Per una stufa convenzionale, questo coefficiente non è superiore al 60%, come si suol dire, il calore vola nel camino. Se in casa hai una caldaia e il riscaldamento dell'acqua, l'efficienza può raggiungere il 92% per le caldaie moderne importate e fresche, di solito per le caldaie domestiche a carbone, l'efficienza non è superiore al 70-75%. Pertanto, guarda il passaporto della caldaia e moltiplica i 7 Gcal risultanti per l'efficienza e otterrai il valore desiderato: quanti Gcal otterrai utilizzando 1 tonnellata di carbone per il riscaldamento, o cosa equivale a convertire una tonnellata di carbone carbone a Gcal.

Avendo speso 1 tonnellata di carbone per riscaldare una casa con una caldaia importata, otterremo circa 6,3 Gcal, ma con una stufa convenzionale solo 4,2 Gcal. Scrivo con una stufa convenzionale perché esistono molti modelli di stufe economiche con maggiore trasferimento di calore o alta efficienza, ma, di regola, sono di grandi dimensioni e non tutti gli artigiani si occupano della loro posa. Il motivo è che se l'installazione non è corretta o anche se si verifica un leggero malfunzionamento della stufa economica, in determinate condizioni si può verificare un deterioramento o una completa assenza di tiraggio. Nel migliore dei casi, ciò porterà al pianto della stufa, le sue pareti saranno umide per la condensa, nel peggiore dei casi, la mancanza di tiraggio può portare i proprietari a bruciare a causa del monossido di carbonio.

Quanta riserva di carbone dovresti fare per l'inverno?

Ora soffermiamoci sul fatto che facciamo tutti questi calcoli per sapere quante riserve di carbone devono essere accumulate per l'inverno. In qualsiasi letteratura, tra l'altro, e sul nostro sito web, puoi leggere che, ad esempio, per riscaldare una casa con una superficie di 60 metri quadrati, avrai bisogno di circa 6 kW di calore all'ora. Convertendo kW in Gcal otteniamo 6x0,86 = 5,16 kcal/ora, da dove abbiamo preso 0,86.

Ora, sembrerebbe, tutto è semplice, conoscendo la quantità di calore richiesta per il riscaldamento all'ora, la moltiplichiamo per 24 ore e il numero di giorni di riscaldamento. Coloro che vogliono verificare il calcolo riceveranno una cifra apparentemente non plausibile. Per riscaldare per 6 mesi una casa abbastanza piccola di 60 metri quadrati, dobbiamo spendere 22291,2 Gcal di calore o immagazzinare 22291,2/7000/0,7 = 3,98 tonnellate di carbone. Tenendo conto della presenza di residui non combustibili nel carbone, questa cifra deve essere aumentata della percentuale di impurità, in media è 0,85 (15% di impurità) per i carboni duri e 0,6 per la lignite. 3,98/0,85=4,68 tonnellate di carbone. Per il marrone, questa cifra sarà generalmente astronomica, poiché produce quasi 3 volte meno calore e contiene molta roccia non combustibile.

Qual è l'errore, sì, che spendiamo 1 kW di calore per 10 metri quadrati di superficie della casa solo quando fa freddo, per la regione di Rostov, ad esempio, è -22 gradi, Mosca -30 gradi. Per queste gelate viene calcolato lo spessore delle pareti degli edifici residenziali, ma quanti giorni all'anno abbiamo tali gelate? Esatto, massimo 15 giorni. Quindi, per un calcolo semplificato per i tuoi scopi, puoi semplicemente moltiplicare il valore risultante per 0,75.

Il coefficiente di 0,75 è stato ricavato sulla base della media di calcoli più accurati utilizzati per determinare la necessità di carburante standard per ottenere limiti su questo stesso carburante nel governo da parte delle imprese industriali (Gorgaz, Regionalgaz, ecc.) e, ovviamente, ufficialmente da nessuna parte tranne non è possibile utilizzare i propri calcoli. Ma il metodo sopra descritto per convertire tonnellate di carbone in Gcal e quindi determinare la necessità di carbone per i propri bisogni è abbastanza accurato.

Naturalmente si può anche portare una metodologia completa per determinare la necessità di carburante standard , ma è abbastanza difficile eseguire un calcolo del genere senza errori e, in ogni caso, le autorità ufficiali lo accetteranno solo da un'organizzazione che dispone dell'autorizzazione e di specialisti certificati per eseguire questi calcoli. E all’uomo comune non darà altro che perdere tempo.

È possibile effettuare un calcolo accurato della necessità di carbone per il riscaldamento di un edificio residenziale in conformità con l'ordinanza del Ministero dell'Industria e dell'Energia della Federazione Russa dell'11 novembre 2005 n. 301 “Metodologia per determinare gli standard per l'emissione della razione gratuita carbone per le necessità domestiche ai pensionati e ad altre categorie di persone che vivono nelle regioni minerarie in case con riscaldamento a stufa e a coloro che ne hanno diritto in conformità con la legislazione della Federazione Russa. Viene fornito un esempio di tale calcolo con formule.

Per gli specialisti aziendali interessati a calcolare il fabbisogno annuale di calore e carburante, da soli Puoi studiare i seguenti documenti:

— Metodologia per determinare il fabbisogno di carburante Mosca, 2003, Gosstroy 08/12/03

— MDK 4-05.2004 "Metodologia per determinare la necessità di carburante, energia elettrica e acqua nella produzione e trasmissione di energia termica e refrigeranti nei sistemi di riscaldamento municipali" (Gosstroy della Federazione Russa, 2004) o benvenuti a noi, il calcolo è poco costoso, lo eseguiremo in modo rapido e preciso. Tutte le domande per telefono 8-918-581-1861 (Yuri Olegovich) o tramite e-mail indicata nella pagina.

dove В у – consumo standard di carburante, kg/h , - potere calorifico del carburante, kJ/kg; O , quindi è il potere calorifico del carburante, kcal/kg.

Q exp =Q 1 - calore utile utilizzato nella caldaia, kJ/h (kcal/h).

L'efficienza netta della caldaia, che tiene conto dei costi dell'energia termica ed elettrica per il proprio fabbisogno, è determinata dalla formula,%:

,

dove Q 1 è il calore utilmente utilizzato nella caldaia, KJ/h; k = 1 kWh = 860 kcal = 3600 KJ.

Il consumo di elettricità all'ora per il proprio fabbisogno nel negozio di caldaie W сн, kWh è determinato dalla formula

W sn = (N dv + N ds + N pn) + W r + W pl + W z,

dove N dv, N ds, N pn – potenza del ventilatore, dell'aspiratore fumi e della pompa di alimentazione, kW; W r = E r V – costi dell'elettricità per lo scarico, lo stoccaggio e il trasporto del carburante con frantumazione sul percorso di alimentazione del carburante kWh; W pl = E pl V – consumo di elettricità per la preparazione delle polveri, kWh; W zu = E zu D 0, kWh – consumo di elettricità per la rimozione della cenere, kWh.

dove E r è il consumo energetico specifico per lo scarico, lo stoccaggio e il trasporto del carburante con la sua frantumazione sul percorso di alimentazione del carburante. Valore di E r = 0,6÷2,5 kWh/t di combustibile.

E pl - consumo elettrico specifico per la preparazione delle polveri, kWh/t di combustibile. I valori approssimativi di Epl sono riportati nella tabella. 1.

Tabella 1

Valori approssimativi del consumo energetico specifico

per la preparazione delle polveri E pl

Esu - Il consumo elettrico specifico per la rimozione delle ceneri, relativo a 1 tonnellata di vapore generato, varia da 0,3 a 1 kWh/tonnellata di vapore a seconda del tipo di combustibile, del sistema di rimozione delle ceneri e delle condizioni locali.

Consumo di calore nella caldaia per esigenze ausiliarie, kW

dov'è il consumo di calore (vapore) per il disaeratore, kJ/s; - consumo di calore (vapore) per impianti di olio combustibile, kJ/s; - consumo di calore (vapore) per la pulizia delle superfici riscaldanti da depositi di cenere e scorie; - consumo termico per il riscaldamento dell'aria esterna alla caldaia, kJ/s; – consumo di calore (vapore) per ugelli per gasolio; - consumo di calore (vapore) per azionare le pompe di alimentazione, kW; B - consumo di carburante, kg/s.

Determiniamo l'efficienza netta della caldaia (), che tiene conto solo dei costi energetici per il fabbisogno proprio del generatore di vapore utilizzando la formula %

.

Nella tabella La Figura 2 mostra i valori dei parametri misurati durante i test di bilanciamento della caldaia PK-24.

Tavolo 2

Tabella dei parametri misurati per la caldaia PK-24

Fine del tavolo. 2

Nella tabella La Figura 3 mostra i valori dei parametri misurati durante i test di bilanciamento della caldaia TP-10.

Tabella 3

Tabella dei parametri misurati per la caldaia TP-10

Fine del tavolo. 3

Tabella 4

Tabella dei risultati del calcolo

Domande di controllo:

1. Qual è il consumo specifico di combustibile equivalente per la produzione di 1 GJ di calore?

2. Qual è il cosiddetto circuito termico del blocco?

3. Descrivere il flusso di lavoro del ciclo in un diagramma T-S e i-S (noto anche come h-S).

4. Come determinare il consumo di combustibile equivalente per GJ di calore generato?

5. In che modo il contenuto calorico del combustibile influisce sul consumo specifico di combustibile equivalente per la produzione di 1 GJ di calore?

6. Quali valori di consumo equivalente di combustibile per GJ di calore generato hanno le moderne centrali termoelettriche? Valuta le conoscenze che hai maturato nell'esperienza del consumo di combustibile equivalente per produrre 1 GJ di calore con i dati disponibili in letteratura.

risorse materiali

Calcolo della domanda annuale di produzione di calore ed elettricità nel principale tipo di combustibile:

dove à ch.nom = consumo di rifiuti per 1 Gcal – consumo orario nominale di carburante per il funzionamento di una caldaia;

0,7 – coefficiente che tiene conto del tempo di funzionamento della produzione di calore ed elettricità;

1.1 – coefficiente che tiene conto del consumo di combustibile per le caldaie da riscaldamento.

Consumo di carburante in riserva:

dove à ch.rez.top è la portata oraria nominale quando una caldaia funziona con combustibile di riserva.

Consumo annuo di energia elettrica per il funzionamento della produzione di energia termica:

dove N el è il consumo specifico di energia elettrica per la produzione di 1 Gcal di calore, kWh/Gcal;

Programma di produzione annuale per la produzione di energia termica, Gcal/anno.

Costi chimici annuali:

dove Í x = 26 è il consumo standard di prodotti chimici per la produzione di 1 Gcal di energia termica, rub/Gcal

Costi annuali dell'acqua:

dove Нв = 1.5 è il consumo standard di acqua per la produzione di 1 Gcal di energia termica, Gcal.

Tutti i dati ottenuti durante il calcolo sono riepilogati nella tabella. undici.

Tabella 11

Consumo di risorse materiali ed energetiche

6. Calcolo delle quote di ammortamento

Le quote di ammortamento sono determinate per ciascun gruppo di fondi di produzione di calore ed energia utilizzando la formula:

dove N A è il tasso di ammortamento per il restauro completo o le riparazioni importanti delle immobilizzazioni, %;

F сг – costo iniziale.

N A - per riparazioni importanti è del 15%.

E per il restauro completo corrisponde al costo delle immobilizzazioni.

Tutti i risultati del calcolo sono riepilogati nella tabella. 12.

Tabella 12

Calcolo delle quote di ammortamento

7. Calcolo dei costi operativi annuali e dei costi di produzione di 1 Gcal di energia termica

I nomi delle voci per le quali vengono calcolati i costi operativi annuali e la procedura per il loro calcolo sono riportati nella tabella. 13.

Tabella 13

Calcolo del costo di produzione dell'energia termica

Dottorato di ricerca SONO. Kuznetsov, Istituto per l’energia di Mosca (TU)

Il consumo specifico di combustibile equivalente per la produzione e la fornitura di energia termica da una centrale termoelettrica per la fornitura di calore ai consumatori è un indicatore importante del funzionamento di una centrale termoelettrica.

Nei libri di testo noti a tutti gli ingegneri energetici, era stato precedentemente proposto un metodo fisico per dividere il consumo di carburante in produzione di calore ed elettricità in una centrale termoelettrica. Quindi, ad esempio, nel libro di testo E.Ya. Sokolov "Reti di riscaldamento e riscaldamento" fornisce una formula per il calcolo del consumo specifico di carburante per la produzione di calore in una centrale termoelettrica:

b t =143/η k.s.=143/0,9=159 kg/Gcal, dove 143 è la quantità di combustibile standard, kg del quale, bruciato, libera 1 Gcal di energia termica; η k.s - efficienza della centrale elettrica della caldaia, tenendo conto delle perdite di calore nelle condutture del vapore tra il locale caldaia e la sala macchine (il valore preso è 0,9). E nel libro di testo V.Ya. Ryzhkin “Centrali termiche”, nell’esempio del calcolo del circuito termico dell’unità turbina T-250-240, è stato determinato che il consumo specifico di carburante per la generazione di energia termica è di 162,5 kg di carburante standard/Gcal.

Questo metodo non viene utilizzato all'estero, ma nel nostro paese, a partire dal 1996, la RAO UES della Russia ha iniziato a utilizzare un altro metodo più avanzato: il metodo proporzionale ORGRES. Ma questo metodo sovrastima notevolmente anche il consumo di carburante per la produzione di calore nelle centrali termoelettriche.

Il calcolo più corretto dei costi del carburante per la produzione di calore in una centrale termoelettrica è fornito dal metodo dell'efficienza di estrazione, presentato più in dettaglio nell'articolo. Calcoli basati su questo metodo mostrano che il consumo di combustibile per la produzione di energia termica in una centrale termoelettrica con turbine T-250-240 è di 60 kg/Gcal e in una centrale termoelettrica con turbine T-110/120-12,8-5M - 40,7 kg/Gcal.

Consideriamo il metodo di efficienza di estrazione utilizzando l'esempio di un CHPP CCGT con una turbina a vapore T-58/77-6.7. I principali indicatori operativi di tale turbina sono presentati nella tabella, dalla quale si può vedere che la sua modalità operativa invernale media è il riscaldamento e la modalità operativa estiva è la condensazione. Nella parte superiore della tabella, tutti i parametri sono gli stessi in entrambe le modalità. L'unica differenza sta nelle selezioni. Ciò consente di calcolare con sicurezza il consumo di carburante in modalità riscaldamento.

La turbina a vapore T-58/77-6.7 è progettata per funzionare come parte di un PGU-230 a doppio circuito in una centrale termoelettrica nella zona di Molzhaninovo a Mosca. Carico termico - Q r =586 GJ/h (162,8 MW o 140 Gcal/h). La variazione della potenza elettrica del gruppo turbina durante il passaggio dalla modalità riscaldamento a condensazione è:

N=77,1-58,2=18,9 MW.

L’efficienza della selezione viene calcolata utilizzando la seguente formula:

ηт=N/Q r =18,9/162,8=0,116.

A parità di carico termico (586 GJ/h), ma con produzione separata di energia termica nella centrale termica del teleriscaldamento, il consumo di combustibile sarà:

B K =34,1 .Q/ηр к =34,1.586/0,9= =22203 kg/h (158,6 kg/Gcal), dove 34,1 è la quantità di combustibile standard, kg, la cui combustione libera 1 GJ di energia termica; ηrk. - Efficienza di un locale caldaia distrettuale con produzione di energia separata (il valore accettato è 0,9).

Consumo di carburante nel sistema di alimentazione per la generazione di calore nelle centrali termoelettriche, tenendo conto dell'efficienza di selezione:

dove η ks. - efficienza del locale caldaia del CES sostitutivo; ηо - efficienza dell'unità turbina della IES sostitutiva; η es. - Efficienza delle reti elettriche durante la trasmissione di elettricità da un IES sostitutivo.

Risparmio di combustibile nella produzione combinata di energia termica ed elettrica rispetto ad una centrale termica per teleriscaldamento: V = V a -V t = 22203-7053 = 15150 kg/h.

Consumo specifico di combustibile equivalente per la produzione di energia termica con il metodo dell'efficienza estrattiva: b t =B t /Q g =7053/140=50,4 kg/Gcal.

In conclusione, va notato che il metodo di efficienza di estrazione è scientificamente fondato, tiene correttamente conto dei processi che si verificano nel sistema energetico in condizioni di riscaldamento, è facile da usare e può trovare la più ampia applicazione.

Letteratura

1. Ryzhkin V.Ya. Centrali termoelettriche. M.-L.: Energia, 1967. 400 p.

2. Sokolov E.Ya. Teleriscaldamento e reti di riscaldamento. M.: Energoizdat, 1982. 360 p.

3. Kuznetsov A.M. Confronto dei risultati della suddivisione del consumo di carburante in elettricità e calore forniti dalle centrali termoelettriche con vari metodi // Energetik. 2006. N. 7. P. 21.

4. Kuznetsov A.M. Risparmio di carburante quando si passa alle turbine in modalità cogenerazione // Energetik. 2007. N. 1. P. 21-22.

5. Kuznetsov A.M. Risparmio di carburante su un'unità con turbina T-250-240 e relativi indicatori di prestazione // Risparmio energetico e trattamento delle acque. 2009. N. 1. P. 64-65.

6. Kuznetsov A.M. Calcolo del risparmio di carburante e degli indicatori di prestazione della turbina T-110/120-12.8-5M // Risparmio energetico e trattamento delle acque. 2009. N. 3. P. 42-43.

7. Barinberg G.D., Valamin A.E., Kultyshev A.Yu. Turbine a vapore della JSC UTZ per promettenti progetti CCGT // Ingegneria dell'energia termica. 2009. N. 9. P. 6-11.