Określona stawka zużycia wody na 1 gcal. Jednostkowe zużycie paliwa do produkcji energii cieplnej w elektrowniach cieplnych

Jak przeliczyć tony węgla na Gcal? Zamień tony węgla na Gcal Nie jest to trudne, ale żeby to zrobić, zdecydujmy najpierw, do jakich celów będzie nam to potrzebne. Istnieją co najmniej trzy możliwości obliczenia konwersji istniejących zasobów węgla na Gcal, są to:

W każdym razie, z wyjątkiem celów badawczych, gdzie konieczne jest poznanie dokładnej wartości opałowej węgla, wystarczy wiedzieć, że spalenie 1 kg węgla o średniej wartości opałowej uwalnia około 7000 kcal. Do celów badawczych trzeba też wiedzieć, skąd i z jakiego złoża pozyskaliśmy węgiel.
W rezultacie spaliliśmy 1 tonę węgla, czyli 1000 kg, i otrzymaliśmy 1000x7000 = 7 000 000 kcal, czyli 7 Gcal.

Zawartość kalorii w gatunkach węgla.

Na przykład: wartość opałowa węgli waha się od 6600-8750 kalorii. W przypadku antracytu osiąga on 8650 kalorii, ale zawartość kalorii w węglu brunatnym waha się od 2000 do 6200 kalorii, podczas gdy węgiel brunatny zawiera do 40% niepalnej pozostałości - osadu. Jednocześnie antracyt nie zapala się dobrze i pali się tylko w obecności silnego przeciągu, ale węgiel brunatny, wręcz przeciwnie, dobrze się rozpala, ale wytwarza mało ciepła i szybko się wypala.

Ale tutaj i w kolejnych obliczeniach nie zapominaj, że jest to ciepło wydzielane podczas spalania węgla. A ogrzewając dom, w zależności od tego, gdzie w piecu czy kotle będziemy spalać węgiel, otrzymamy mniej ciepła ze względu na tzw. sprawność (współczynnik sprawności) urządzenia grzewczego (czytaj kocioł lub piec).

W przypadku konwencjonalnego pieca współczynnik ten wynosi nie więcej niż 60%, jak mówią, ciepło leci do komina. Jeśli masz w domu kocioł i podgrzewanie wody, wydajność może osiągnąć 92% w przypadku chłodnych importowanych kotłów, czytaj nowoczesne kotły, zwykle w przypadku domowych kotłów węglowych sprawność nie przekracza 70-75%. Dlatego spójrz na paszport kotła i otrzymane 7 Gcal pomnóż przez wydajność, a otrzymasz żądaną wartość - ile Gcal otrzymasz zużywając 1 tonę węgla do ogrzewania, czyli co to samo z przeliczeniem tony węgiel do Gcal.

Wydawszy 1 tonę węgla na ogrzanie domu importowanym kotłem otrzymamy około 6,3 Gcal, ale przy konwencjonalnym piecu tylko 4,2 Gcal. Piszę z piecem konwencjonalnym, ponieważ istnieje wiele projektów ekonomicznych pieców o zwiększonym przekazywaniu ciepła lub wysokiej wydajności, ale z reguły są one duże i nie każdy rzemieślnik podejmuje się ich układania. Powodem jest to, że jeśli instalacja jest nieprawidłowa lub nawet w przypadku niewielkiej awarii ekonomicznego pieca, w pewnych warunkach może nastąpić pogorszenie lub całkowity brak ciągu. W najlepszym przypadku doprowadzi to do płaczu pieca, jego ściany będą wilgotne od kondensacji, w najgorszym przypadku brak ciągu może doprowadzić do spalania przez właścicieli tlenku węgla.

Ile zapasów węgla należy przygotować na zimę?

Zastanówmy się teraz nad faktem, że wykonujemy wszystkie te obliczenia, aby wiedzieć, ile zapasów węgla należy zgromadzić na zimę. Swoją drogą w jakiejkolwiek literaturze i na naszej stronie internetowej można przeczytać, że np. do ogrzania domu o powierzchni 60 m2 potrzeba będzie około 6 kW ciepła na godzinę. Przeliczając kW na Gcal, otrzymujemy 6x0,86 = 5,16 kcal/godzinę, skąd wzięliśmy 0,86.

Teraz wydawałoby się, że wszystko jest proste, znając ilość ciepła potrzebną do ogrzewania na godzinę, mnożymy ją przez 24 godziny i liczbę dni grzewczych. Ci, którzy chcą sprawdzić obliczenia, otrzymają pozornie nieprawdopodobną liczbę. Na 6 miesięcy ogrzania dość małego domu o powierzchni 60 m2 musimy wydać 22291,2 Gcal ciepła lub zmagazynować 22291,2/7000/0,7 = 3,98 tony węgla. Biorąc pod uwagę obecność w węglu pozostałości niepalnych, liczbę tę należy zwiększyć o procent zanieczyszczeń, średnio wynosi ona 0,85 (15% zanieczyszczeń) dla węgli kamiennych i 0,6 dla węgli brunatnych. 3,98/0,85=4,68 tony węgla. W przypadku brązu liczba ta będzie na ogół astronomiczna, ponieważ wytwarza prawie 3 razy mniej ciepła i zawiera dużo niepalnych skał.

Jaki jest błąd, tak, że wydajemy 1 kW ciepła na 10 metrów kwadratowych powierzchni domu tylko w zimne dni, na przykład w obwodzie rostowskim jest to -22 stopnie, w Moskwie -30 stopni. Dla tych przymrozków obliczana jest grubość ścian budynków mieszkalnych, ale ile dni w roku mamy takie przymrozki? Zgadza się, maksymalnie 15 dni. Tak więc, aby uprościć obliczenia do własnych celów, możesz po prostu pomnożyć wynikową wartość przez 0,75.

Współczynnik 0,75 wyprowadzono na podstawie uśrednienia dokładniejszych obliczeń stosowanych przy ustalaniu zapotrzebowania standardowego paliwa na uzyskanie limitów na to samo paliwo w rządzie przez przedsiębiorstwa przemysłowe (Gorgaz, Regionalgaz itp.) i oczywiście oficjalnie nigdzie poza nie można stosować ich własnych obliczeń. Jednak powyższy sposób przeliczenia ton węgla na Gcal, a następnie określenia zapotrzebowania na węgiel na własne potrzeby, jest dość dokładny.

Oczywiście można też przynieść kompletna metodologia określania zapotrzebowania na standardowe paliwo , ale wykonanie takich obliczeń bez błędów jest dość trudne, a w każdym razie oficjalne władze zaakceptują je jedynie od organizacji posiadającej uprawnienia i certyfikowanych specjalistów do wykonywania tych obliczeń. I nic to nie da zwykłemu człowiekowi poza stratą czasu.

Możesz dokonać dokładnego obliczenia zapotrzebowania węgla na ogrzewanie budynku mieszkalnego zgodnie z rozporządzeniem Ministerstwa Przemysłu i Energii Federacji Rosyjskiej z dnia 11 listopada 2005 r. Nr 301 „Metodologia ustalania standardów wydawania bezpłatnych racji żywnościowych węgiel na potrzeby gospodarstw domowych emerytom i innym kategoriom osób zamieszkujących rejony górnicze w domach ogrzewanych piecowo oraz osobom uprawnionym do jego otrzymywania zgodnie z ustawodawstwem Federacji Rosyjskiej.” Przykład takiego obliczenia ze wzorami podano dalej.

Dla specjalistów przedsiębiorstw zainteresowanych obliczeniem rocznego zapotrzebowania na ciepło i paliwo, na własną rękę Możesz przestudiować następujące dokumenty:

— Metodologia określania zapotrzebowania na paliwo Moskwa, 2003, Gosstroy 08.12.03

— MDK 4-05.2004 „Metodologia określania zapotrzebowania na paliwo, energię elektryczną i wodę w produkcji i przesyłaniu energii cieplnej i chłodziwa w miejskich systemach ciepłowniczych” (Gosstroy z Federacji Rosyjskiej, 2004) lub zapraszamy do nas, obliczenia są niedrogo, wykonamy to szybko i dokładnie. Wszystkie pytania telefonicznie 8-918-581-1861 (Jurij Olegowicz) lub e-mailem wskazanym na stronie.

gdzie у – standardowe zużycie paliwa, kg/h , - wartość opałowa paliwa, kJ/kg; Lub , to jest to wartość opałowa paliwa, kcal/kg.

Q exp =Q 1 - ciepło użyteczne zużyte w kotle, kJ/h (kcal/h).

Sprawność netto zespołu kotłowego uwzględniająca koszty energii cieplnej i elektrycznej na własne potrzeby określa się ze wzoru,%:

,

gdzie Q 1 to ciepło użytecznie wykorzystane w kotle, KJ/h; k = 1 kWh = 860 kcal = 3600 KJ.

Zużycie energii elektrycznej na godzinę na własne potrzeby w kotłowni W сн, kWh określa wzór

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

gdzie N dv, N ds, N pn – moc dmuchawy, oddymiacza i pompy zasilającej, kW; W r = E r V – koszty energii elektrycznej potrzebnej do rozładunku, magazynowania i transportu paliwa wraz z jego kruszeniem na ścieżce dostawy paliwa kWh; W pl = E pl V – zużycie energii elektrycznej na przygotowanie pyłu, kWh; W zu = E zu D 0, kWh – zużycie energii elektrycznej na odpopielanie, kWh.

gdzie E r jest jednostkowym zużyciem energii na rozładunek, magazynowanie i transport paliwa wraz z jego kruszeniem na ścieżce podawania paliwa. Wartość E r = 0,6 2,5 kWh/t paliwa.

E pl - jednostkowe zużycie energii elektrycznej na przygotowanie pyłu, kWh/t paliwa. Przybliżone wartości Epl podano w tabeli. 1.

Tabela 1

Przybliżone wartości konkretnego zużycia energii

do przygotowania pyłu E pl

Esu – jednostkowe zużycie energii elektrycznej na odpopielanie, w przeliczeniu na 1 tonę wytworzonej pary, waha się od 0,3 do 1 kWh/tonę pary w zależności od rodzaju paliwa, systemu odpopielania i warunków lokalnych.

Zużycie ciepła w kotle na potrzeby pomocnicze, kW

gdzie jest zużyciem ciepła (pary) przez odgazowywacz, kJ/s; - zużycie ciepła (pary) dla instalacji oleju opałowego, kJ/s; - zużycie ciepła (pary) na oczyszczenie powierzchni grzewczych z osadów popiołu i żużla; - zużycie ciepła na podgrzanie powietrza na zewnątrz kotła, kJ/s; – zużycie ciepła (pary) dla dysz oleju opałowego; - zużycie ciepła (pary) do napędu pomp zasilających, kW; B - zużycie paliwa, kg/s.

Sprawność netto zespołu kotłowego (), która uwzględnia wyłącznie koszty energii na potrzeby własne wytwornicy pary, określamy za pomocą wzoru, %

.

W tabeli Na rys. 2 przedstawiono wartości zmierzonych parametrów podczas badań bilansowych kotła PK-24.

Tabela 2

Tabela mierzonych parametrów kotła PK-24

Koniec stołu. 2

W tabeli Na rys. 3 przedstawiono wartości zmierzonych parametrów podczas prób bilansowych kotła TP-10.

Tabela 3

Tabela mierzonych parametrów kotła TP-10

Koniec stołu. 3

Tabela 4

Tabela wyników obliczeń

Pytania kontrolne:

1. Jakie jest jednostkowe zużycie paliwa równoważnego do wytworzenia 1 GJ ciepła?

2. Jak nazywa się obwód termiczny bloku?

3. Przedstaw przebieg cyklu na diagramie T-S i i-S (inaczej h-S).

4. Jak określić zużycie paliwa ekwiwalentnego na wytworzony GJ ciepła?

5. Jak kaloryczność paliwa wpływa na jednostkowe zużycie paliwa równoważnego do wytworzenia 1 GJ ciepła?

6. Jakie wartości ekwiwalentnego zużycia paliwa na GJ wytworzonego ciepła mają nowoczesne elektrownie cieplne? Oceń wiedzę zdobytą na podstawie doświadczeń dotyczących zużycia paliwa równoważnego do wytworzenia 1 GJ ciepła w oparciu o dane dostępne w literaturze.

zasoby materialne

Obliczenie rocznego zapotrzebowania na produkcję ciepła i energii elektrycznej dla głównego rodzaju paliwa:

gdzie Р ch.nom = zużycie odpadów na 1 Gcal – nominalne godzinowe zużycie paliwa na pracę jednego bloku kotłowego;

0,7 – współczynnik uwzględniający czas pracy wytwarzania ciepła i energii elektrycznej;

1,1 – współczynnik uwzględniający zużycie paliwa dla kotłów grzewczych.

Rezerwowe zużycie paliwa:

gdzie Р ch.rez.top to nominalne godzinowe natężenie przepływu, gdy jeden kocioł pracuje na paliwie rezerwowym.

Roczne zużycie energii elektrycznej na potrzeby produkcji energii cieplnej:

gdzie N el oznacza specyficzne zużycie energii elektrycznej do wytworzenia 1 Gcal ciepła, kWh/Gcal;

Roczny program produkcji energii cieplnej, Gcal/rok.

Roczne koszty środków chemicznych:

gdzie Н x = 26 to standardowe zużycie środków chemicznych do wytworzenia 1 Gcal energii cieplnej, rub/Gcal

Roczne koszty wody:

gdzie Нв = 1,5 to standardowe zużycie wody do wytworzenia 1 Gcal energii cieplnej, Gcal.

Wszystkie dane uzyskane podczas obliczeń zestawiono w tabeli. jedenaście.

Tabela 11

Zużycie zasobów materiałowych i energetycznych

6. Obliczanie odpisów amortyzacyjnych

Odpisy amortyzacyjne ustalane są dla każdej grupy funduszy wytwarzających energię cieplną i elektryczną według wzoru:

gdzie N A oznacza stawkę amortyzacji za całkowitą renowację lub główne naprawy środków trwałych, w %;

F сг – koszt początkowy.

N A - w przypadku poważnych napraw wynosi 15%.

A w przypadku całkowitej renowacji odpowiada kosztowi środków trwałych.

Wszystkie wyniki obliczeń podsumowano w tabeli. 12.

Tabela 12

Obliczanie odpisów amortyzacyjnych

7. Obliczanie rocznych kosztów eksploatacji i kosztów wytworzenia 1 Gcal energii cieplnej

Nazwy pozycji, dla których obliczane są roczne koszty eksploatacji oraz sposób ich obliczania podano w tabeli. 13.

Tabela 13

Kalkulacja kosztu wytworzenia energii cieplnej

Doktorat JESTEM. Kuzniecow, Moskiewski Instytut Energetyczny (TU)

Specyficzne zużycie paliwa równoważnego do produkcji i dostarczania energii cieplnej z elektrowni cieplnej w celu zaopatrzenia odbiorców w ciepło jest ważnym wskaźnikiem funkcjonowania elektrowni cieplnej.

W podręcznikach znanych wszystkim energetykom proponowano już wcześniej fizyczną metodę podziału zużycia paliwa na produkcję ciepła i energii elektrycznej w elektrowni cieplnej. Na przykład w podręczniku E.Ya. Sokołowa „Sieci ciepłownicze i ciepłownicze” podaje wzór na obliczenie jednostkowego zużycia paliwa do produkcji ciepła w elektrociepłowni:

b t =143/η k.s.=143/0,9=159 kg/Gcal, gdzie 143 to ilość paliwa wzorcowego, którego kg podczas spalania uwalnia 1 Gcal energii cieplnej; η k.s – sprawność elektrowni kotłowej, uwzględniająca straty ciepła w rurociągach parowych pomiędzy kotłownią a maszynownią (przyjmowana wartość wynosi 0,9). A w podręczniku V.Ya. Ryżkin „Elektrownie Cieplne” na przykładzie obliczenia obwodu cieplnego turbozespołu T-250-240 ustalono, że jednostkowe zużycie paliwa do wytworzenia energii cieplnej wynosi 162,5 kg paliwa standardowego/Gcal.

Metoda ta nie jest stosowana za granicą, ale w naszym kraju od 1996 roku RAO JES z Rosji zaczęła stosować inną, bardziej zaawansowaną metodę - metodę proporcjonalną ORGRES. Ale ta metoda również znacznie zawyża zużycie paliwa do wytwarzania ciepła w elektrowniach cieplnych.

Najbardziej poprawne obliczenie kosztów paliwa do produkcji ciepła w elektrociepłowni daje metoda efektywności ekstrakcji, szerzej przedstawiona w artykule. Z obliczeń wykonanych tą metodą wynika, że ​​zużycie paliwa na produkcję energii cieplnej w elektrowni cieplnej z turbinami T-250-240 wynosi 60 kg/Gcal, a w elektrowni cieplnej z turbinami T-110/120-12,8-5M - 40,7 kg/Gcal.

Rozważmy metodę oceny efektywności ekstrakcji na przykładzie bloku CCGT z turbiną parową T-58/77-6.7. Główne wskaźniki pracy takiej turbiny przedstawiono w tabeli, z której widać, że jej przeciętny zimowy tryb pracy to ogrzewanie, a letni tryb pracy to kondensacja. U góry tabeli w obu trybach wszystkie parametry są takie same. Jedyna różnica polega na wyborze. Pozwala to pewnie obliczyć zużycie paliwa w trybie ogrzewania.

Turbina parowa T-58/77-6,7 przeznaczona jest do pracy w ramach dwuprzewodowego PGU-230 w elektrociepłowni w rejonie Mołżaninowa w Moskwie. Obciążenie cieplne - Q r =586 GJ/h (162,8 MW lub 140 Gcal/h). Zmiana mocy elektrycznej zespołu turbinowego podczas przejścia z trybu ogrzewania do trybu skraplania wynosi:

N=77,1-58,2=18,9 MW.

Skuteczność selekcji oblicza się za pomocą następującego wzoru:

ηт=N/Q r =18,9/162,8=0,116.

Przy takim samym obciążeniu cieplnym (586 GJ/h), ale przy odrębnym wytwarzaniu energii cieplnej w kotłowni ciepłowniczej zużycie paliwa wyniesie:

B K =34,1 .Q/ηр к =34,1,586/0,9= =22203 kg/h (158,6 kg/Gcal), gdzie 34,1 to ilość paliwa standardowego, w kg, którego spalanie uwalnia 1 GJ energii cieplnej; η rk. - Sprawność kotłowni miejskiej z wyodrębnioną produkcją energii (przyjęta wartość to 0,9).

Zużycie paliwa w systemie elektroenergetycznym na produkcję ciepła w elektrowniach cieplnych z uwzględnieniem sprawności doboru:

gdzie η ks. - sprawność kotłowni zastępczej CES; ηо - sprawność zespołu turbinowego zamiennego IES; η i s. - Sprawność sieci elektrycznych przy przesyłaniu energii elektrycznej z zamiennego IES.

Oszczędności paliwa w skojarzonej produkcji energii cieplnej i elektrycznej w porównaniu z kotłownią ciepłowniczą: V = V do -V t = 22203-7053 = 15150 kg/h.

Specyficzne zużycie paliwa równoważnego do produkcji energii cieplnej metodą efektywności ekstrakcji: b t =B t /Q g =7053/140=50,4 kg/Gcal.

Podsumowując, należy stwierdzić, że metoda efektywności ekstrakcji ma podstawy naukowe, prawidłowo uwzględnia procesy zachodzące w systemie energetycznym w warunkach grzewczych, jest łatwa w zastosowaniu i może znaleźć najszersze zastosowanie.

Literatura

1. Ryzhkin V.Ya. Elektrownie cieplne. M.-L.: Energia, 1967. 400 s.

2. Sokołow E.Ya. Sieci ciepłownicze i ciepłownicze. M.: Energoizdat, 1982. 360 s.

3. Kuzniecow A.M. Porównanie wyników podziału zużycia paliw na energię elektryczną i ciepło dostarczane z elektrowni cieplnych różnymi metodami // Energetik. 2006. Nr 7. s. 21.

4. Kuzniecow A.M. Oszczędność paliwa przy przełączaniu turbin w tryb kogeneracji // Energetik. 2007. nr 1. s. 21-22.

5. Kuzniecow A.M. Oszczędność paliwa na jednostce z turbiną T-250-240 i jej wskaźniki wydajności // Oszczędność energii i uzdatnianie wody. 2009. nr 1. s. 64-65.

6. Kuzniecow A.M. Obliczanie wskaźników zużycia paliwa i wydajności turbiny T-110/120-12,8-5M // Oszczędność energii i uzdatnianie wody. 2009. nr 3. s. 42-43.

7. Barinberg G.D., Valamin A.E., Kultyshev A.Yu. Turbiny parowe JSC UTZ dla obiecujących projektów CCGT // Elektroenergetyka. 2009. nr 9. s. 6-11.