Kohleverbrauch zur Erzeugung von 1 Gcal Wärme. Spezifischer Brennstoffverbrauch für die thermische Energieerzeugung in thermischen Kraftwerken

Wie rechnet man Tonnen Kohle in Gcal um? Konvertieren Sie Tonnen Kohle in Gcal Es ist nicht schwer, aber um dies zu tun, müssen wir zunächst entscheiden, für welche Zwecke wir es benötigen. Für die Berechnung der Umrechnung vorhandener Kohlereserven in Gcal gibt es mindestens drei Möglichkeiten:


Außer für Forschungszwecke, bei denen es notwendig ist, den genauen Heizwert der Kohle zu kennen, reicht es in jedem Fall aus zu wissen, dass bei der Verbrennung von 1 kg Kohle mit einem durchschnittlichen Heizwert etwa 7000 kcal freigesetzt werden. Für Forschungszwecke ist es auch notwendig zu wissen, wo bzw. aus welcher Lagerstätte wir Kohle gewonnen haben.
Folglich verbrannten wir 1 Tonne Kohle oder 1000 kg und erhielten 1000x7000 = 7.000.000 kcal oder 7 Gcal.

Kaloriengehalt von Kohlesorten.

Als Referenz: Brennwert von Kohlen reicht von 6600-8750 Kalorien. Für Anthrazit sind es 8650 Kalorien, aber der Kaloriengehalt von Braunkohle liegt zwischen 2000 und 6200 Kalorien, während Braunkohle bis zu 40 % nicht brennbare Rückstände – Schlamm – enthält. Gleichzeitig entzündet sich Anthrazit nicht gut und brennt nur bei starkem Luftzug, Braunkohle hingegen brennt gut, erzeugt aber wenig Wärme und brennt schnell aus.

Aber vergessen Sie hier und bei allen weiteren Berechnungen nicht, dass es sich hierbei um die Wärme handelt, die bei der Verbrennung von Kohle freigesetzt wird. Und wenn Sie ein Haus heizen, erhalten Sie je nachdem, wo wir Kohle in einem Ofen oder Kessel verbrennen, aufgrund der sogenannten Effizienz (Wirkungsgrad) des Heizgeräts (sprich Kessel oder Ofen) weniger Wärme.

Bei einem herkömmlichen Ofen beträgt dieser Koeffizient nicht mehr als 60 %; die Wärme fliegt, wie man sagt, in den Schornstein. Wenn Sie in Ihrem Haus einen Heizkessel und eine Warmwasserbereitung haben, kann der Wirkungsgrad bei importierten Kühlkesseln 92 % erreichen, bei modernen Heizkesseln beträgt der Wirkungsgrad normalerweise nicht mehr als 70–75 %. Schauen Sie sich daher den Kesselpass an und multiplizieren Sie die resultierenden 7 Gcal mit dem Wirkungsgrad, und Sie erhalten den gewünschten Wert – wie viele Gcal erhalten Sie, wenn Sie 1 Tonne Kohle zum Heizen verwenden, oder was entspricht der Umrechnung einer Tonne Kohle? Kohle zu Gcal.

Wenn wir 1 Tonne Kohle ausgeben, um ein Haus mit einem importierten Heizkessel zu heizen, erhalten wir etwa 6,3 Gcal, mit einem herkömmlichen Ofen jedoch nur 4,2 Gcal. Ich schreibe mit einem herkömmlichen Ofen, weil es viele Ausführungen von sparsamen Öfen mit erhöhter Wärmeübertragung oder hohem Wirkungsgrad gibt, diese aber in der Regel groß sind und nicht jeder Handwerker ihre Verlegung vornimmt. Der Grund dafür ist, dass es bei unsachgemäßer Installation oder auch bei einer geringfügigen Fehlfunktion des Sparofens unter bestimmten Umständen zu einer Verschlechterung oder einem völligen Fehlen des Luftzuges kommen kann. Im besten Fall führt dies dazu, dass der Ofen schreit, seine Wände durch Kondenswasser feucht werden, im schlimmsten Fall kann der fehlende Luftzug dazu führen, dass die Eigentümer durch Kohlenmonoxid verbrennen.

Wie viel Kohlereserven sollten Sie für den Winter anlegen?

Lassen Sie uns nun auf die Tatsache eingehen, dass wir all diese Berechnungen durchführen, um zu wissen, wie viele Kohlereserven für den Winter bereitgestellt werden müssen. In jeder Literatur und auf unserer Website können Sie übrigens lesen, dass Sie beispielsweise zum Heizen eines Hauses mit einer Fläche von 60 Quadratmetern etwa 6 kW Wärme pro Stunde benötigen. Wenn wir kW in Gcal umrechnen, erhalten wir 6x0,86 = 5,16 kcal/Stunde, wovon wir 0,86 genommen haben.

Nun scheint es, dass alles einfach ist: Wenn wir wissen, wie viel Wärme pro Stunde zum Heizen benötigt wird, multiplizieren wir sie mit 24 Stunden und der Anzahl der Heiztage. Wer die Berechnung überprüfen möchte, erhält eine scheinbar unglaubwürdige Zahl. Um ein relativ kleines Haus mit 60 Quadratmetern sechs Monate lang zu heizen, müssen wir 22291,2 Gcal Wärme verbrauchen oder 22291,2/7000/0,7 = 3,98 Tonnen Kohle lagern. Unter Berücksichtigung des Vorhandenseins nicht brennbarer Rückstände in der Kohle muss dieser Wert um den Prozentsatz der Verunreinigungen erhöht werden, im Durchschnitt beträgt er 0,85 (15 % der Verunreinigungen) für Steinkohlen und 0,6 für Braunkohlen. 3,98/0,85=4,68 t Kohle. Für Braun wird dieser Wert im Allgemeinen astronomisch sein, da es fast dreimal weniger Wärme erzeugt und viel nicht brennbares Gestein enthält.

Was ist der Fehler, ja, dass wir nur bei kaltem Wetter 1 kW Wärme pro 10 Quadratmeter Hausfläche verbrauchen, in der Region Rostow sind es beispielsweise -22 Grad, in Moskau -30 Grad. Die Dicke der Wände von Wohngebäuden ist für diese Fröste berechnet, aber an wie vielen Tagen im Jahr haben wir solche Fröste? Genau, maximal 15 Tage. Für eine vereinfachte Berechnung für eigene Zwecke können Sie den resultierenden Wert also einfach mit 0,75 multiplizieren.

Der Koeffizient von 0,75 wurde auf der Grundlage der Mittelung genauerer Berechnungen abgeleitet, die bei der Bestimmung des Bedarfs an Standardkraftstoff verwendet wurden, um Grenzwerte für diesen Kraftstoff in der Regierung durch Industrieunternehmen (Gorgaz, Regionalgaz usw.) und natürlich offiziell nirgendwo anders zu erreichen Ihre eigenen Berechnungen können nicht verwendet werden. Aber die obige Methode, Tonnen Kohle in Gcal umzurechnen und dann den Bedarf an Kohle für den eigenen Bedarf zu ermitteln, ist ziemlich genau.

Natürlich kann man auch mitbringen eine vollständige Methodik zur Bestimmung des Bedarfs an Standardkraftstoff , aber es ist ziemlich schwierig, eine solche Berechnung fehlerfrei durchzuführen, und in jedem Fall akzeptieren die offiziellen Behörden sie nur von einer Organisation, die über die Erlaubnis und zertifizierte Spezialisten zur Durchführung dieser Berechnungen verfügt. Und es wird dem einfachen Mann nichts weiter bringen, als Zeit zu verschwenden.

Eine genaue Berechnung des Bedarfs an Kohle zum Heizen eines Wohngebäudes können Sie gemäß der Verordnung des Ministeriums für Industrie und Energie der Russischen Föderation vom 11. November 2005 Nr. 301 „Methode zur Festlegung der Standards für die Ausgabe einer kostenlosen Ration“ durchführen Kohle für den Haushaltsbedarf an Rentner und andere Personengruppen, die in Kohlebergbaugebieten in Häusern mit Ofenheizung leben und nach dem Gesetz Anspruch auf Kohle haben Russische Föderation" Ein Beispiel für eine solche Berechnung mit Formeln finden Sie auf.

Für Unternehmensspezialisten, die an der Berechnung des jährlichen Bedarfs an Wärme und Brennstoff interessiert sind, auf sich allein Folgende Dokumente können Sie studieren:

— Methodik zur Bestimmung des Kraftstoffbedarfs Moskau, 2003, Gosstroy 08.12.03

— MDK 4-05.2004 „Methode zur Bestimmung des Bedarfs an Brennstoff, elektrischer Energie und Wasser bei der Erzeugung und Übertragung von Wärmeenergie und Kühlmitteln in kommunalen Heizsystemen“ (Gosstroy der Russischen Föderation, 2004) oder willkommen bei uns, die Berechnung ist kostengünstig, wir führen es schnell und präzise durch. Bei Fragen telefonisch unter 8-918-581-1861 (Yuri Olegovich) oder per E-Mail Email auf der Seite angegeben.

wobei В у – Standardkraftstoffverbrauch, kg/h , - Heizwert des Brennstoffs, kJ/kg; oder , dann ist der Heizwert des Kraftstoffs, kcal/kg.

Q exp =Q 1 – in der Kesseleinheit genutzte Nutzwärme, kJ/h (kcal/h).

Der Nettowirkungsgrad der Kesseleinheit, der die Kosten für thermische und elektrische Energie für den Eigenbedarf berücksichtigt, wird durch die Formel % bestimmt:

,

wobei Q 1 die in der Kesseleinheit sinnvoll genutzte Wärme ist, KJ/h; k = 1 kWh = 860 kcal = 3600 KJ.

Der Stromverbrauch pro Stunde für den Eigenbedarf in der Kesselwerkstatt W сн, kWh wird durch die Formel ermittelt

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

wobei N dv, N ds, N pn – Leistung des Gebläses, des Rauchabzugs und der Förderpumpe, kW; W r = E r V – Stromkosten für das Entladen, Lagern und Transportieren des Kraftstoffs mit Zerkleinerung auf dem Kraftstoffversorgungspfad kWh; W pl = E pl V – Stromverbrauch für die Staubaufbereitung, kWh; W zu = E zu D 0, kWh – Stromverbrauch für die Entaschung, kWh.

wobei E r der spezifische Energieverbrauch für das Entladen, Lagern und Transportieren von Kraftstoff mit seiner Zerkleinerung auf dem Kraftstoffversorgungsweg ist. Wert von E r = 0,6 ÷ 2,5 kWh/t Brennstoff.

E pl – spezifischer Stromverbrauch für die Staubaufbereitung, kWh/t Brennstoff. Ungefähre Werte von Epl sind in der Tabelle angegeben. 1.

Tabelle 1

Ungefähre Werte des spezifischen Energieverbrauchs

zur Staubaufbereitung E pl

Esu – der spezifische Stromverbrauch für die Ascheentfernung, bezogen auf 1 Tonne erzeugten Dampfes, variiert zwischen 0,3 und 1 kWh/Tonne Dampf, abhängig von der Art des Brennstoffs, dem Ascheentfernungssystem und den örtlichen Bedingungen.

Wärmeverbrauch in der Kesseleinheit für Hilfsbedarf, kW

Wo ist der Wärme-(Dampf-)Verbrauch für den Entgaser, kJ/s; - Wärme-(Dampf-)Verbrauch für Heizölanlagen, kJ/s; - Wärme-(Dampf-)Verbrauch zur Reinigung der Heizflächen von Asche- und Schlackeablagerungen; - Wärmeverbrauch für die Erwärmung der Luft außerhalb der Kesseleinheit, kJ/s; – Wärme-(Dampf-)Verbrauch für Heizöldüsen; - Wärme-(Dampf-)Verbrauch zum Antrieb der Förderpumpen, kW; B – Kraftstoffverbrauch, kg/s.

Wir ermitteln den Nettowirkungsgrad der Kesseleinheit (), der nur die Energiekosten für den Eigenbedarf des Dampferzeugers berücksichtigt, anhand der Formel %

.

In der Tabelle Abbildung 2 zeigt die Werte der gemessenen Parameter während der Bilanztests des PK-24-Kessels.



Tabelle 2

Tabelle der gemessenen Parameter für den Kessel PK-24

№ Name der Parameter Bezeichnung Abmessungen Messmethode
1. Kraftstoff
Marke, Vielfalt
% % % % % % % Dasselbe
Verbrennungswärme geringer % Dasselbe
2. Wasser und Dampf
Futterwasserverbrauch G pv kg/s Laut Testdaten
Speisewasserdruck P pv MPa Dasselbe
Speisewassertemperatur t pv o C Dasselbe
Verbrauch von überhitztem Dampf Tun kg/h Dasselbe

Ende des Tisches. 2

Überhitzter Dampfdruck P o MPa Dasselbe
Überhitzte Dampftemperatur Zu o C Dasselbe
Dampfverbrauch aufwärmen D pp kg/h Dasselbe
Dampfdruck von Aufwärm- und „kaltem“ Faden P xn MPa Dasselbe
Temperatur des Nachheizdampfes des „kalten“ Fadens t xn o C Dasselbe
Dampfdruck zum Wiedererhitzen des „heißen“ Fadens P gn MPa Dasselbe
Temperatur des Nachheizdampfes des „heißen“ Fadens t gn o C Dasselbe
3. Fokale Überreste
G shl+pr %
Brennbarer Inhalt in der Mitnahme Herr. % Dasselbe
3. Luft und Gase
Luftdruck P-Leiste Pa Laut Testdaten
t xv o C Dasselbe
Rauchgastemperatur t äh.g o C Dasselbe
Sauerstoffgehalt am Ofenausgang % Laut Prüfung und Gasanalyse
O 2 ug.g % Dasselbe
CO % Dasselbe
CH 4 % Dasselbe
H 2 % Dasselbe

In der Tabelle Abbildung 3 zeigt die Werte der gemessenen Parameter während der Bilanztests des TP-10-Kessels.

Tisch 3

Tabelle der gemessenen Parameter für den TP-10-Kessel

№ Name der Parameter Bezeichnung Abmessungen Messmethode
1. Kraftstoff
Marke, Vielfalt Laut Laboranalyse
Zusammensetzung der Kohle: Kohlenstoff, Wasserstoff, Schwefel, Stickstoff, Sauerstoff, Asche, Luftfeuchtigkeit C r H r S r N r O r A r W r % % % % % % % Dasselbe
Verbrennungswärme geringer % Dasselbe
2. Wasser und Dampf
Futterwasserverbrauch G pv kg/s Laut Testdaten
Speisewasserdruck P pv MPa Dasselbe
Speisewassertemperatur t pv o C Dasselbe
Frischdampfverbrauch Tun kg/h Dasselbe
Frischdampfdruck P o MPa Dasselbe
Heiße Dampftemperatur Zu o C Dasselbe
Anteil Spülwasser P % Laut Chem. Labore
Kesseltrommeldruck P b MPa Laut Testdaten
3. Fokale Überreste
Brennbarer Inhalt in Schlacke und Erdfall G shl+pr % Laut technischer Analyse
Brennbarer Inhalt in der Mitnahme Herr. % Dasselbe

Ende des Tisches. 3

4. Luft und Gase
Luftdruck P-Leiste Pa Laut Testdaten
Kalte Lufttemperatur t xv o C Dasselbe
Rauchgastemperatur t äh.g o C Laut Testdaten
Daten zur Gasanalyse. Sauerstoffgehalt am Ofenausgang % Dasselbe
Sauerstoffgehalt in Rauchgasen O 2 ug.g % Dasselbe
Kohlenmonoxidgehalt in Rauchgasen CO % Dasselbe
Methangehalt in Rauchgasen CH 4 % Dasselbe
Wasserstoffgehalt in Rauchgasen H 2 % Dasselbe

Tabelle 4

Tabelle der Berechnungsergebnisse

Name der Parameter Einheiten Legende Berechnungsergebnis
Bruttowirkungsgrad des Kessels PK-24 %
Bruttowirkungsgrad des Kessels TP-10 %
Bruttobrennstoffverbrauch des Kessels PK-24 kg/s B Ich nat
Bruttobrennstoffverbrauch des Kessels TP-10 kg/s B II nat
Gesamter Bruttokraftstoffverbrauch kg/s B∑
Wärme, die in einer Heizkesselanlage sinnvoll genutzt wird kJ/s Q 1 =Q exp
Spezifischer Bruttoverbrauch an äquivalentem Brennstoff für die Erzeugung von 1 GJ Wärme kg/GJ

Kontrollfragen:

1. Wie hoch ist der spezifische Verbrauch an entsprechendem Brennstoff, um 1 GJ Wärme zu erzeugen?

2. Wie nennt man den Wärmekreislauf des Blocks?

3. Zeichnen Sie den Ablauf des Zyklus ein T-S-Diagramm und i-S (auch bekannt als h-S).

4. Wie lässt sich der Verbrauch an äquivalentem Brennstoff pro erzeugtem GJ Wärme ermitteln?

5. Wie wirkt sich der Kaloriengehalt des Brennstoffs auf den spezifischen Verbrauch des entsprechenden Brennstoffs zur Erzeugung von 1 GJ Wärme aus?

6. Welche Werte des äquivalenten Brennstoffverbrauchs pro GJ erzeugter Wärme haben moderne Wärmekraftwerke? Bewerten Sie Ihr Erfahrungswissen über den Verbrauch von äquivalentem Brennstoff zur Erzeugung von 1 GJ Wärme anhand der in der Literatur verfügbaren Daten.


Ph.D. BIN. Kuznetsov, Moskauer Energieinstitut (TU)


Der spezifische Verbrauch an äquivalentem Brennstoff für die Erzeugung und Bereitstellung von Wärmeenergie aus einem Wärmekraftwerk zur Wärmeversorgung der Verbraucher ist ein wichtiger Indikator für den Betrieb eines Wärmekraftwerks.

In Lehrbüchern, die allen Energieingenieuren bekannt sind, wurde zuvor eine physikalische Methode zur Aufteilung des Brennstoffverbrauchs in Wärme- und Stromerzeugung in einem Wärmekraftwerk vorgeschlagen. So zum Beispiel im Lehrbuch E.Ya. Sokolov „Heizung und Heizung Wärmenetz» Die Formel zur Berechnung des spezifischen Brennstoffverbrauchs zur Wärmeerzeugung in einem Wärmekraftwerk lautet:

b t =143/η k.s.=143/0,9=159 kg/Gcal, wobei 143 die Menge des Standardbrennstoffs ist, wobei kg davon bei der Verbrennung 1 Gcal thermische Energie freisetzt; η k.s - Wirkungsgrad des Kesselkraftwerks unter Berücksichtigung der Wärmeverluste in den Dampfleitungen zwischen Kesselraum und Maschinenraum (der angenommene Wert beträgt 0,9). Und im Lehrbuch V.Ya. Ryzhkin „Thermal Power Plants“ wurde am Beispiel der Berechnung des Wärmekreislaufs der Turbineneinheit T-250-240 ermittelt, dass der spezifische Brennstoffverbrauch für die Wärmeenergieerzeugung 162,5 kg Standardbrennstoff/Gcal beträgt.

Diese Methode wird im Ausland nicht verwendet, aber in unserem Land begann RAO UES aus Russland ab 1996, eine andere, fortschrittlichere Methode anzuwenden – die proportionale ORGRES-Methode. Aber auch diese Methode überschätzt den Brennstoffverbrauch für die Wärmeerzeugung in Wärmekraftwerken deutlich.

Die korrekteste Berechnung der Brennstoffkosten für die Wärmeerzeugung in einem Wärmekraftwerk liefert die Extraktionseffizienzmethode, die im Artikel ausführlicher vorgestellt wird. Auf dieser Methode basierende Berechnungen zeigen, dass der Brennstoffverbrauch für die Erzeugung von Wärmeenergie in einem Wärmekraftwerk mit T-250-240-Turbinen 60 kg/Gcal beträgt und in einem Wärmekraftwerk mit T-110/120-12,8-5M-Turbinen - 40,7 kg/Gcal.

Betrachten wir die Methode der Extraktionseffizienz am Beispiel eines GuD-Aggregats mit einer T-58/77-6.7-Dampfturbine. Die wichtigsten Betriebsindikatoren einer solchen Turbine sind in der Tabelle aufgeführt, aus der ersichtlich ist, dass ihr durchschnittlicher Winterbetriebsmodus Heizen und ihr Sommerbetriebsmodus Kondensation ist. Oben in der Tabelle sind in beiden Modi alle Parameter gleich. Der einzige Unterschied besteht in der Auswahl. Dadurch können Sie den Kraftstoffverbrauch im Heizbetrieb sicher berechnen.

Die Dampfturbine T-58/77-6.7 ist für den Betrieb als Teil einer Zweikreis-PGU-230 in einem Wärmekraftwerk im Moskauer Stadtteil Molzhaninovo ausgelegt. Wärmelast – Q r =586 GJ/h (162,8 MW oder 140 Gcal/h). Die Änderung der elektrischen Leistung der Turbineneinheit beim Übergang vom Heiz- in den Kondensationsbetrieb beträgt:

N=77,1-58,2=18,9 MW.

Die Auswahleffizienz wird nach folgender Formel berechnet:

ηт=N/Q r =18,9/162,8=0,116.

Bei gleicher Heizlast (586 GJ/h), aber mit separater Erzeugung der Wärmeenergie im Fernwärmekesselhaus beträgt der Brennstoffverbrauch:

B K =34,1 .Q/ηр к =34,1,586/0,9= =22203 kg/h (158,6 kg/Gcal), wobei 34,1 die Menge des Standardbrennstoffs in kg ist, bei deren Verbrennung 1 GJ Wärmeenergie freigesetzt wird; η rk. - Effizienz eines Fernkesselhauses mit separater Energieerzeugung (akzeptierter Wert ist 0,9).

Brennstoffverbrauch im Stromnetz zur Wärmeerzeugung in Wärmekraftwerken unter Berücksichtigung der Auswahleffizienz:

wobei η ks. - Effizienz des Kesselhauses des Ersatz-CES; ηо – Effizienz der Turbineneinheit des Ersatz-IES; η e s. - Effizienz elektrische Netzwerke bei der Übertragung von Strom von einem Ersatz-IES.

Brennstoffeinsparung bei der kombinierten Erzeugung von thermischer und elektrischer Energie im Vergleich zu einem Fernwärmekesselhaus: V = V bis -V t = 22203-7053 = 15150 kg/h.

Spezifischer Verbrauch an äquivalentem Brennstoff für die thermische Energieerzeugung unter Verwendung der Extraktionseffizienzmethode: b t =B t /Q g =7053/140=50,4 kg/Gcal.

Zusammenfassend ist festzuhalten, dass die Methode der Extraktionseffizienz wissenschaftlich fundiert ist, die im Energiesystem unter Heizbedingungen ablaufenden Prozesse korrekt berücksichtigt, einfach anzuwenden ist und die breiteste Anwendung finden kann.


Literatur

1. Ryzhkin V.Ya. Wärmekraftwerke. M.-L.: Energie, 1967. 400 S.

2. Sokolov E.Ya. Fernwärme und Wärmenetze. M.: Energoizdat, 1982. 360 S.

3. Kusnezow A.M. Vergleich der Ergebnisse der Aufteilung des Brennstoffverbrauchs in Strom und Wärme aus Wärmekraftwerken nach verschiedenen Methoden // Energetik. 2006. Nr. 7. S. 21.

4. Kusnezow A.M. Kraftstoffverbrauch beim Umschalten von Turbinen auf Kraft-Wärme-Kopplung // Energetik. 2007. Nr. 1. S. 21-22.

5. Kuznetsov A.M. Kraftstoffverbrauch einer Einheit mit einer T-250-240-Turbine und deren Leistungsindikatoren // Energieeinsparung und Wasseraufbereitung. 2009. Nr. 1. S. 64-65.

6. Kusnezow A.M. Berechnung des Kraftstoffverbrauchs und der Leistungsindikatoren der Turbine T-110/120-12.8-5M // Energieeinsparung und Wasseraufbereitung. 2009. Nr. 3. S. 42-43.

7. Barinberg G.D., Valamin A.E., Kultyshev A.Yu. Dampfturbinen von JSC UTZ für vielversprechende Projekte PGU // Wärmekrafttechnik. 2009. Nr. 9. S. 6-11.



 

Es könnte nützlich sein zu lesen: