Расчёт технико-экономических показателей ТЭС

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Московский институт

энергобезопасности и энергосбережения

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

по дисциплине

«Общая энергетика»

Тема: «Расчёт технико-экономических показателей ТЭС»

Москва 2013

Задание на контрольную работу

паровой котел энергоблок топливо

1. Рассчитать и построить энергетическую характеристику для паротурбинной установки.

2. Рассчитать и построить энергетическую характеристику для парового (энергетического) котла.

3. Рассчитать и построить энергетическую характеристику для энергоблока.

4. Рассчитать и построить график суточной нагрузки энергоблока.

5. Найти согласно графику суточной нагрузки потребляемую мощность объекта.

6. Найти значение удельного потребления топлива для каждой области мощностей.

7. Найти основные показатели расхода топлива для энергоблока в соответствии с графиком нагрузки.

8. Найти суммарное время работы энергоблока в году.

9. Найти основные годовые показатели энергоэффективности энергоблока.

Методика расчёта технико-экономических показателей ТЭС

№ Варианта	2
Nном [МВт]	500
N'' [МВт]	400
N' [МВт]	300
Nтм [МВт]	270
Вном [т/час]	159
Dном [т/час]	135
б''	1,03
б'	1,06
бтм	1,09
в''	1,04
в'	1,08
втм	1,12
t1	0
t2	3
t3	6
t4	10
t5	18
t6	22
t7	24
фав	0,0295
фтр	0,0365
фкап	0,077

Обозначения

Nном - номинальная мощность;

N'' - вторая переходная мощность;

N' - первая переходная мощность;

Nтм - мощность технического минимума; 

Dном - номинальный расход пара для работы паротурбинной установки в режиме номинальной электрической мощности Nном ;

D'' - расход пара для работы паротурбинной установки в режиме второй переходной мощност и N'' ;

D' - расход пара для работы паротурбинной установки в режиме второй переходной мощности N' ;

Dтм - расход пара для работы паротурбинной установки в режиме первой переходной мощности Nтм ;

D''ид - идеальный расход пара на паротурбинную установку при работе на второй переходной мощности;

kном - удельный расход пара на работу паротурбинной установки в режиме номинальной электрической мощности Nном;

k'' - удельный расход пара на работу паротурбинной установки в режиме второй переходной мощности N'';

k' - удельный расход пара на работу паротурбинной установки в режиме первой переходной мощности N';

kтм - удельный расход пара на работу паротурбинной установки в режиме мощности технического минимума Nтм ;

mном - номинальный расход топлива в паровом котле для выработки номинального количества пара;

б” - коэффициент, показывающий во сколько раз увеличится удельный расход пара k'' для второй переходной мощности N'' относительно удельного расхода пара kном для номинальной мощности Nном паротурбинной установки;

б' - коэффициент, показывающий во сколько раз увеличится удельный расход пара k' для первой переходной мощностиN' относительно удельного расхода пара kном для номинальной мощности Nном паротурбинной установки;

бтм - коэффициент, показывающий во сколько раз увеличится удельный расход пара kтм для мощности технического минимума Nтм относительно удельного расхода пара kном для номинальной мощности Nном паротурбинной установки;

в” - коэффициент, показывающий во сколько раз увеличится удельный расход топлива n'' для генерации пара D''относительно удельного расхода топлива nном для генерации пара Dном;

ф' - коэффициент, показывающий на сколько процентов возрос удельный расход пара на работу паротурбинной установки вследствие её работы на второй переходной мощности N''; 

фтм - коэффициент, показывающий на сколько процентов возрос удельный расход пара на работу паротурбинной установки вследствие её работы на мощности технического минимума Nтм.

1. Построение энергетической характеристики для паротурбинной

установки

1.1 Удельный расход пара на паротурбинную установку при работе в номинальной режиме

Номинальная электрическая мощность Nном = 500 МВт.

Номинальный расход пара Dном = 135 т/час.

Удельный расход пара 

1.2 Реальный расход пара на паротурбинную установку при её работе на второй переходной мощности

Вторая переходная мощность N" = 400 МВт.

Коэффициент б" = 1.03.

Идеальный расход пара на паротурбинную установку при её работе на второй переходной мощности: 

Удельный расход пара на работу паротурбинной установки в режиме второй переходной мощности: 

Реальный расход пара на паротурбинную установку при её работе на второй переходной мощности: 

Увеличение удельного расхода пара для второй переходной мощности:

1.3 Реальный расход пара на паротурбинную установку при её работе на первой переходной мощности

Первая переводная мощность N' = 300 МВт.

Коэффициент б' = 1,06.

Идеальный расход пара на паротурбинную установку при работе на первой переходной мощности: 

Удельный расход пара на работу паротурбинной установки в режиме первой переходной мощности: 

Реальный расход пара на паротурбинную установку при её работе на первой переходной мощности: 

Увеличение удельного расхода пара для первой переходной мощности: 

1.4 Реальный расход пара на паротурбинную установку при её работе на мощности технического минимума:

Мощность технического минимума Nтм = 270 МВт.

Коэффициент бтм = 1,09.

Идеальный расход пара на паротурбинную установку при её работе на мощности технического минимума: 

Удельный расход пара на ра

боту паротурбинной установки в режиме второй переходной мощности: 

Реальный расход пара на паротурбинную установку при её работе на первой переходной мощности: 

Увеличение удельного расхода пара для первой переходной мощности: 



1.5 Построение энергетической характеристики турбины:

Номинальная мощность Nном = 500 МВт.

Вторая переходная мощность N" = 400 МВт.

Первая переходная мощность N' = 300 МВт.

Мощность технического минимума Nтм = 270 МВт.

Расход пара на номинальную мощность Dном = 135 т/час.

Расход пара на вторую переходную мощность D" = 111,2 т/час.

Расход пара на первую переходную мощность D' = 85,8 т/час.

Расход пара на мощность технического минимума Dтм = 79,38 т/час.

Найдёт угловые коэффициенты наклона энергетической характеристики паротурбинной установки в разных областях мощностей.

Первая область от Nтм = 270 МВт до N' = 300 МВт: 

Вторая область от N' = 300 МВт до N" = 400 МВт: 

Третья область от N" = 400 МВт до Nном = 500 МВт: 

Исходя из исходных данных и коэффициентов, характеризующих наклон прямых, можем построить энергетическую характеристику для паротурбинной установки.

Рисунок 1 - Энергетическая характеристика паротурбинной установки

2. Построение энергетической характеристики для парового котла

(энергетического котла)

2.1 Удельный расход топлива на паровой котёл для выработки номинального количества пара

Номинальная электрическая мощность Nном = 500 МВт.

Расход пара на номинальную мощность Dном = 135 т/час.

Номинальный расход топлива Bном = 159 т/час.

Удельный расход топлива: 

2.2 Реальный расход топлива для генерации паровым котлом пара для второй переходной мощности

Вторая переходная мощность N" = 400 МВт.

Расход пара на вторую переходную мощность D" = 111,2 т/час.

Коэффициент в" = 1,04.

Реальный расход топлива для генерации паровым котлом пара для второй переходной мощности: 

Удельный расход топлива для генерации паровым котлом пара для второй переходной мощности: 

Увеличение удельного расхода топлива на генерацию пара для второй переходной мощности: 

2.3 Реальный расход топлива для генерации паровым котлом пара для первой переходной мощности

Первая переходная мощность N' = 300 МВт.

Расход пара на первую переходную мощность D' = 85,8 т/час.

Коэффициент в' = 1,08.

Реальный расход топлива для генерации паровым котлом пара для первой переходной мощности: 

Удельный расход топлива для генерации паровым котлом пара для второй переходной мощности: 

Увеличение удельного расхода топлива на генерацию пара для второй переходной мощности: 

2.4 Реальный расход топлива для генерации паровым котлом пара для мощности технического минимума

Мощность технического минимума Nтм = 270 МВт.

Расход пара на мощность технического минимума Dтм = 79,38 т/час.

Коэффициент втм = 1,12.

Реальный расход топлива для генерации паровым котлом пара для первой переходной мощности: 

Удельный расход топлива для генерации паровым котлом пара для первой переходной мощности: 

Увеличение удельного расхода топлива на генерация пара для мощности технического минимума: 

2.5 Построение энергетической характеристики для парового котла

Расход пара на номинальную мощность Dном = 135 т/час.

Расход пара на вторую переходную мощность D" = 111,2 т/час.

Расход пара на первую переходную мощность D' = 85,8 т/час.

Расход пара на мощность технического минимума Dтм = 79,38 т/час.

Расход топлива на генерацию пара для номинальной мощности: Bном = 159 т/час.

Расход топлива на генерацию пара в паровом котле для второй переходной мощности: B" = 136,21 т/час.

Расход топлива на генерацию пара в паровом котле для первой переходной мощности: B' = 109,16 т/час.

Расход топлива на генерацию пара в паровом котле для мощности технического минимума: Bтм = 104,73 т/час.

Исходя из исходных значений расхода топлива и получившегося количества топлива, можем построить энергетическую характеристику для парового котла.

Рисунок 2 - Энергетическая характеристика парового котла

3. Построение энергетической характеристики энергоблока

Номинальная мощность Nном =500 МВт.

Вторая переходная мощность N" = 400 МВт.

Первая переходная мощность N' = 300 МВт.

Мощность технического минимума Nтм = 270 МВт.

Расход топлива на генерацию пара для номинальной мощности: Bном= 159 т/час.

Расход топлива на генерацию пара в паровом котле для второй переходной мощности: B" = 136,21 т/час.

Расход топлива на генерацию пара в паровом котле для первой переходной мощности: B' = 109,16 т/час.

Расход топлива на генерацию пара в паровом котле для мощности технического минимума: Bтм = 104,73 т/час.

Найдём коэффициенты,характеризующие наклон линейной энергетической характеристики для каждой области мощностей:

Для области от Nтм до N': 

Для области от N' до N": 

Для области от N" до Nном: 



Исходя из исходных значений расхода топлива и вырабатываемой мощности, можно построить энергетическую характеристику для энергоблока.

Рисунок 3 - Энергетическая характеристика энергоблока

4. Построим график суточной нагрузки энергоблока летнего рабочего дня

- на интервале от времени t1 = 0 до t2 = 3 график задаётся следующей зависимостью:

;

- на интервале от времени t2 = 3 до t3 = 6 график задаётся следующей зависимостью:

;

- на интервале времени от t3 = 6 до t4 = 10 график задаётся следующей зависимостью:

;

- на интервале времени от t4 = 10 до t5 = 18 график задаётся следующей зависимостью:

;

- на интервале времени от t5 = 18 до t6 = 22 график задаётся следующей зависимостью:

;

- на интервале времени от t6 = 22 до t7 = 24 график задаётся следующей зависимостью:

.

Получившийся график суточной нагрузки энергоблока приведён на рисунке 4.

Рисунок 4 - График суточной нагрузки энергоблока

5. Найдём потребляемые мощности каким-либо объектом на разных временных интервалах согласно графику нагрузки

- на интервале от времени t1 = 0 до t2 = 3:

- на интервале от времени t2 = 3 до t3 = 6:

- на интервале времени от t3 = 6 до t4 = 10:

- на интервале времени от t4 = 10 до t5 = 18:

- на интервале времени от t5 = 18 до t6 = 22:

- на интервале времени от t6 = 22 до t7 = 24:

Суммарная потребляемая мощность за стуки летнего рабочего дня:

6. Найдём средние значения коэффициентов для каждой области мощностей, характеризующие удельное потребление топлива энергоблоком

6.1 Значение удельного потребления топлива для каждой из заданных мощностей

- для мощности технического минимума:

- для первой переходной мощности:

- для второй переходной мощности:

- для номинальной мощности:

6.2 Среднее значение удельного потребление топлива для каждой области мощностей

- для области от Nтм до N':

- для области от N' до N":

- для области от N" до Nном:

Рисунок 5 - Значения удельного потребления топлива на участках

7. Показатели расхода топлива энергоблоком за сутки согласно графику нагрузки

7.1 На интервале времени от t1 = 0 до t2 = 3

- суммарная выработка электроэнергии энергоблоком согласно графику нагрузки S1 = 900 МВт;

- среднечасовая выработка электроэнергии для заданного промежутка времени:

- энергоблок работает в интервале мощностей от Nтм до N', следовательно выбираем удельный расход топлива

- средний расход топлива в час:

- суммарный расход топлива для заданного промежутка времени:

- суммарный перерасход топлива энергоблоком, вследствие его работы в не номинальном режиме:



7.2 На интервале времени от t2 = 3 до t3=6

- суммарная выработка электроэнергии энергоблоком согласно графику нагрузки

S2 = 870 МВт;

- среднечасовая выработка электроэнергии для заданного промежутка времени:

- энергоблок работает в интервале мощностей от Nтм до N', следовательно выбираем удельный расход топлива

- средний расход топлива в час:

- суммарный расход топлива для заданного промежутка времени:

- суммарный перерасход топлива энергоблоком, вследствие его работы в не номинальном режиме:



7.3 На интервале времени от t3 =6 до t4=10

- суммарная выработка электроэнергии энергоблоком согласно графику нагрузки

S3 = 1440 МВт;

- среднечасовая выработка электроэнергии для заданного промежутка времени:

- энергоблок работает в интервале мощностей от Nтм до Nном, следовательно выбираем удельный расход топлива

- средний расход топлива в час:

- суммарный расход топлива для заданного промежутка времени:

- суммарный перерасход топлива энергоблоком, вследствие его работы в не номинальном режиме:



7.4 На интервале времени от t4=10 до t5=18

- суммарная выработка электроэнергии энергоблоком согласно графику нагрузки

S4 = 4000 МВт;

- среднечасовая выработка электроэнергии для заданного промежутка времени:

- энергоблок работает при максимальной нагрузке - т.е. при N ном, следовательно выбираем удельный расход топлива

- средний расход топлива в час:

- суммарный расход топлива для заданного промежутка времени:

- перерасхода топлива равняется нулю, так как энергоблок работает при номинальном режиме: ДB4 = 0 т.

7.5 На интервале от t5 = 18 до t6 = 22

- суммарная выработка электроэнергии энергоблоком согласно графику нагрузки S5 = 1850•103 МВт;

- среднечасовая выработка электроэнергии для заданного промежутка времени:

- энергоблок работает в интервале мощностей от N" до Nном, следовательно выбираем удельный расход топлива

- средний расход топлива в час:

- суммарный расход топлива для заданного промежутка времени:

- суммарный перерасход топлива энергоблоком, вследствие его работы в не номинальном режиме:

7.6 На интервале от t6 = 22 до t7 = 24

- суммарная выработка электроэнергии энергоблоком согласно графику нагрузки S6 = 720 МВт;

- среднечасовая выработка электроэнергии для заданного промежутка времени:

- энергоблок работает в интервале мощностей от N" до Nном, следовательно выбираем удельный расход топлива

- средний расход топлива в час:

- суммарный расход топлива для заданного промежутка времени:

- суммарный перерасход топлива энергоблоком, вследствие его работы в не номинальном режиме:

7.7 Суммарная выработанная мощность энергоблока согласно графику нагрузки

7.8 Суммарное количество топлива израсходованного энергоблоком за сутки

7.9 Суммарный перерасход топлива энергоблоком

8. Суммарное время работы энергоблока в году

Количество часов в году: фгод = 8760 ч.

Доля аварийного ремонта фав = 0,0295.

Доля текущего ремонта фтр = 0,0365.

Доля капитального ремонта фкап = 0,077.

Рабочее время энергоблока:

фраб = фгод • (1 - фав - фтр - фкап) = 8760 • (1 - 0,0295 - 0,0365 - 0,077) = 7507 ч.

Количество суток работы энергоблока:

суток.

9. Годовая эффективность работы энергоблока

9.1 Годовые показатели энергоблока согласно графику нагрузки

- всего выработанной электроэнергии:

N = SУ • nсут = 9780 • 313 = 3,1 • 106 МВт;

- всего израсходованного топлива:

В = ВУ • nсут = 3310 • 313 = 1,04 • 106 т;

- годовой перерасход топлива:

ДВ = ДВУ • nсут = 200,5 • 313 = 6,28 • 104 т.

9.2 Годовые показатели энергоблока в номинальном режиме работы в течение года без ремонтов и технического обслуживания

- выработанная электроэнергия:

Nmax = Nном • фгод = 500 • 8760 = 4,38 • 106 МВт;

- расход топлива:

Вmax = zном • Nmax = 0,318 • 4,38 • 106 = 1,393 • 106 т.

9.3 Годовая эффективность работы энергоблока

- показатель использования максимальной мощности энергоблока:

;

- показатель перерасхода топлива энергоблоком с соответствии с графиком нагрузки:



Таким образом, в соответствии с приведённым графиком нагрузки, ремонтными работами, снижении эффективности работы энергоблока из-за его работы в не номинальном режиме, его эффективность его работы составила 70,8 % от номинальной, а перерасход топлива 6,04 %.

Размещено на Allbest.ru

...