Consumul de energie electrică pentru 1 Gcal de căldură. Determinarea consumului specific de combustibil echivalent pe GJ (Gcal) de căldură generat

resurse materiale

Calculul cererii anuale pentru producția de căldură și energie electrică în principalul tip de combustibil:

unde Р ch.nom = consumul de deșeuri per 1 Gcal – consumul nominal orar de combustibil pentru funcționarea unei unități de cazan;

0,7 – coeficient ținând cont de timpul de funcționare al producției de căldură și energie electrică;

1.1 – coeficient ținând cont de consumul de combustibil pentru centralele de încălzire.

Rezervă consum de combustibil:

unde Р ch.rez.top este debitul orar nominal atunci când un cazan funcționează cu combustibil de rezervă.

Consumul anual de energie electrică pentru funcționarea producției de energie termică:

unde N el este consumul specific de energie electrică pentru producerea a 1 Gcal de căldură, kWh/Gcal;

Program anual de productie pentru producerea energiei termice, Gcal/an.

Costuri anuale cu produsele chimice:

unde Н x = 26 este consumul standard de substanțe chimice pentru producerea a 1 Gcal de energie termică, rub/Gcal

Costuri anuale cu apă:

unde Нв = 1,5 este consumul standard de apă pentru producerea a 1 Gcal de energie termică, Gcal.

Toate datele obținute în timpul calculului sunt rezumate în tabel. unsprezece.

Tabelul 11

Consumul de resurse materiale și energetice

Consum specific la 1 Gcal

Consum anual

Energie electrica

Produse chimice

6. Calculul cheltuielilor de amortizare

Taxele de amortizare sunt determinate pentru fiecare grup de fonduri de producție de energie termică și electrică folosind formula:

unde N A este rata de amortizare pentru restaurarea completă sau reparațiile majore ale mijloacelor fixe, %;

F сг – cost inițial.

N A - pe renovare majoră egal cu 15%.

Și pentru restaurarea completă corespunde costului mijloacelor fixe.

Toate rezultatele calculelor sunt rezumate în tabel. 12.

Tabelul 12

Calculul cheltuielilor de amortizare

Mijloace fixe

Taxele de amortizare, frec.

pentru recuperarea completă

pentru reparații majore

1. Cazane tip DE 6.5-14GM

2. Echipamente pentru cazane

3. Clădirea cazanelor

4. Coș de fum

5. Facilități de tratament

6. Rezervor de apă pentru stingerea incendiilor

7. Alte rețele de inginerie

7. Calculul costurilor anuale de exploatare și a costurilor de producție de 1 Gcal de energie termică

Denumirile articolelor pentru care se calculează costurile anuale de exploatare și procedura de calcul a acestora sunt date în tabel. 13.

Tabelul 13

Calculul costului de producere a energiei termice

Element de cost

Costul cheltuielilor, freacă

Ph.D. A.M. Kuznetsov, Institutul Energetic din Moscova (TU)


Consumul specific de combustibil echivalent pentru producerea și furnizarea energiei termice dintr-o centrală termică pentru furnizarea de căldură către consumatori este un indicator important al funcționării unei centrale termice.

Manualele cunoscute de toți inginerii energetici au propus anterior o metodă fizică de împărțire a consumului de combustibil în producția de căldură și energie electrică la o centrală termică. Deci, de exemplu, în manualul E.Ya. Sokolov „Încălzire și încălzire retea de incalzire» se da formula de calcul consum specific combustibil pentru generarea de căldură la centralele termice:

b t =143/η k.s.=143/0,9=159 kg/Gcal, unde 143 este cantitatea de combustibil standard, kg din care, la ardere, eliberează 1 Gcal de energie termică; η k.s - randamentul centralei centralei termice, ținând cont de pierderile de căldură în conductele de abur dintre camera cazanelor și camera mașinilor (valoarea luată este de 0,9). Iar în manualul V.Ya. Ryzhkin „Centrale termice”, în exemplul de calcul al circuitului termic al unității de turbină T-250-240, s-a determinat că consumul specific de combustibil pentru generarea de energie termică este de 162,5 kg combustibil standard/Gcal.

Această metodă nu este folosită în străinătate, dar la noi, începând din 1996, RAO UES din Rusia a început să folosească o altă metodă, mai avansată - metoda proporțională ORGRES. Dar această metodă supraestimează semnificativ și consumul de combustibil pentru generarea de căldură la centralele termice.

Cel mai corect calcul al costurilor cu combustibilul pentru producerea de căldură la o centrală termică este asigurat de metoda eficienței extracției, prezentată mai detaliat în articol. Calculele bazate pe această metodă arată că consumul de combustibil pentru producerea energiei termice la o centrală termică cu turbine T-250-240 este de 60 kg/Gcal, iar la o centrală termică cu turbine T-110/120-12,8-5M. - 40 ,7 kg/Gcal.

Să luăm în considerare metoda de eficiență a extracției folosind exemplul unei unități CCGT cu o turbină cu abur T-58/77-6.7. Principalii indicatori de funcționare ai unei astfel de turbine sunt prezentați în tabel, din care se poate observa că modul său mediu de funcționare de iarnă este încălzirea, iar modul de funcționare de vară este în condensare. În partea de sus a tabelului, în ambele moduri, toți parametrii sunt aceiași. Singura diferență este în selecții. Acest lucru vă permite să calculați cu încredere consumul de combustibil în modul de încălzire.

Turbina cu abur T-58/77-6.7 este proiectată să funcționeze ca parte a unui circuit dublu PGU-230 la o centrală termică din zona Molzhaninovo din Moscova. Sarcina termica - Q r =586 GJ/h (162,8 MW sau 140 Gcal/h). Modificarea puterii electrice a turbinei în timpul trecerii de la modul de încălzire la modul de condensare este:

N=77,1-58,2=18,9 MW.

Eficiența selecției se calculează folosind următoarea formulă:

ηт=N/Q r =18,9/162,8=0,116.

Cu aceeași sarcină termică (586 GJ/h), dar cu generare separată de energie termică în cazanul de termoficare, consumul de combustibil va fi:

B K =34,1 .Q/ηр к =34,1,586/0,9= =22203 kg/h (158,6 kg/Gcal), unde 34,1 este cantitatea de combustibil standard, kg, a cărui ardere eliberează 1 GJ energie termică; η rk. - Eficiența unei cazane raionale cu producție separată de energie (valoarea acceptată este 0,9).

Consumul de combustibil în sistemul electric pentru generarea de căldură la centralele termice, ținând cont de eficiența selecției:

unde η ks. - eficienta cazanului CES de inlocuire; ηо - randamentul unității de turbină a IES de înlocuire; η e s. - eficienta retelelor electrice la transmiterea energiei electrice de la un IES de înlocuire.

Economii de combustibil cu producția combinată de energie termică și electrică comparativ cu o centrală termică: V=V la -V t =22203-7053=15150 kg/h.

Consum specific de combustibil echivalent pentru producerea de energie termică prin metoda eficienței extracției: b t =B t /Q g =7053/140=50,4 kg/Gcal.

În concluzie, trebuie menționat că metoda de eficiență a extracției este bazată științific, ia în considerare corect procesele care au loc în sistemul energetic în condiții de încălzire, este ușor de utilizat și poate găsi cea mai largă aplicație.


Literatură

1. Ryzhkin V.Ya. Centrale termice. M.-L.: Energie, 1967. 400 p.

2. Sokolov E.Ya. Retele de termoficare si termoficare. M.: Energoizdat, 1982. 360 p.

3. Kuznetsov A.M. Comparația rezultatelor împărțirii consumului de combustibil în energie electrică și căldură furnizată de centrale termice prin diferite metode // Energetik. 2006. Nr 7. P. 21.

4. Kuznetsov A.M. Economie de combustibil la trecerea turbinelor în modul de cogenerare // Energetik. 2007. Nr 1. P. 21-22.

5. Kuznetsov A.M. Economie de combustibil la o unitate cu turbină T-250-240 și indicatorii de performanță ai acesteia // Economie de energie și tratarea apei. 2009. Nr 1. P. 64-65.

6. Kuznetsov A.M. Calculul economiei de combustibil și al indicatorilor de performanță ai turbinei T-110/120-12,8-5M // Economie de energie și tratare a apei. 2009. Nr 3. P. 42-43.

7. Barinberg G.D., Valamin A.E., Kultyshev A.Yu. Turbine cu abur ale JSC UTZ pt proiecte promițătoare PGU // Ingineria energiei termice. 2009. Nr 9. P. 6-11.

unde В у – consumul standard de combustibil, kg/h , - puterea calorică a combustibilului, kJ/kg; sau , atunci este puterea calorică a combustibilului, kcal/kg.

Q exp =Q 1 - căldură utilă utilizată în unitatea cazanului, kJ/h (kcal/h).

Eficiența netă a unității cazanului, care ia în considerare costurile energiei termice și electrice pentru propriile nevoi, este determinată de formula,%:

,

unde Q 1 este căldura utilizată în mod util în unitatea cazanului, KJ/h; k = 1 kWh = 860 kcal = 3600 KJ.

Consumul de energie electrică pe oră pentru nevoile proprii în magazinul de cazane W сн, kWh este determinat de formula

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

unde N dv, N ds, N pn – puterea suflantei, a evacuatorului de fum și a pompei de alimentare, kW; W r = E r V – costuri energetice pentru descărcarea, depozitarea și transportul combustibilului cu zdrobirea acestuia pe calea de alimentare cu combustibil kWh; W pl = E pl V – consumul de energie electrică pentru prepararea prafului, kWh; W zu = E zu D 0, kWh – consumul de energie electrică pentru îndepărtarea cenușii, kWh.

unde E r este consumul specific de energie pentru descărcarea, depozitarea și transportul combustibilului cu strivirea acestuia pe calea de alimentare cu combustibil. Valoarea lui E r = 0,6÷2,5 kWh/t combustibil.

E pl - consum specific de energie electrică pentru prepararea prafului, kWh/t combustibil. Valorile aproximative ale Epl sunt date în tabel. 1.

tabelul 1

Valori aproximative ale consumului specific de energie

pentru prepararea prafului E pl

Esu - consumul specific de energie electrică pentru îndepărtarea cenușii, raportat la 1 tonă de abur generat, variază de la 0,3 la 1 kWh/tonă de abur în funcție de tipul de combustibil, sistemul de îndepărtare a cenușii și condițiile locale.

Consum de căldură în centrala pentru nevoi auxiliare, kW

unde este consumul de căldură (abur) pentru dezaerator, kJ/s; - consumul de căldură (abur) pentru instalațiile de păcură, kJ/s; - consum de căldură (abur) pentru curățarea suprafețelor de încălzire de depunerile de cenușă și zgură; - consum de caldura pentru incalzirea aerului in exteriorul centralei, kJ/s; – consumul de căldură (abur) pentru duzele de păcură; - consum de căldură (abur) pentru antrenarea pompelor de alimentare, kW; B - consumul de combustibil, kg/s.

Determinăm randamentul net al unității cazanului (), care ia în considerare doar costurile energetice pentru nevoile proprii ale generatorului de abur folosind formula, %

.

În tabel Figura 2 prezintă valorile parametrilor măsurați în timpul testelor de echilibru ale cazanului PK-24.



masa 2

Tabel cu parametrii măsurați pentru centrala PK-24

№ Denumirea parametrilor Desemnare Dimensiune Metodă de măsurare
1. Combustibil
Brand, varietate
% % % % % % % La fel
Caldura de ardere mai mica % La fel
2. Apă și abur
Consumul de apă de alimentare G pv kg/s Conform datelor de testare
Presiunea apei de alimentare P pv MPa La fel
Temperatura apei de alimentare t pv o C La fel
Consum de abur supraîncălzit D o kg/h La fel

Sfârșitul mesei. 2

Presiune aburului supraîncălzit P o MPa La fel
Temperatura aburului supraîncălzit la o C La fel
Reîncălziți consumul de abur D pp kg/h La fel
Presiunea aburului de reîncălzire și a firului „rece”. P xn MPa La fel
Temperatura aburului de reîncălzire a firului „rece”. t xn o C La fel
Presiunea aburului de reîncălzire a firului „fierbinte”. P gn MPa La fel
Temperatura aburului de reîncălzire a firului „fierbinte”. t gn o C La fel
3. Rămășițe focale
G shl+pr %
Conținut combustibil în antrenament Domnul. % La fel
3. Aer și gaze
Presiune barometrică P bar Pa Conform datelor de testare
t xv o C La fel
Temperatura gazelor de ardere t uh.g o C La fel
Conținutul de oxigen la ieșirea cuptorului % Conform testelor și analizei gazelor
O 2 ug.g % La fel
CO % La fel
CH 4 % La fel
H 2 % La fel

În tabel Figura 3 prezintă valorile parametrilor măsurați în timpul testelor de echilibru ale cazanului TP-10.

Tabelul 3

Tabel cu parametrii măsurați pentru centrala TP-10

№ Denumirea parametrilor Desemnare Dimensiune Metodă de măsurare
1. Combustibil
Brand, varietate Conform analizelor de laborator
Compoziția cărbunelui: Carbon Hidrogen Sulf Azot Oxigen Cenușă Umiditate C r H r S r N r O r A r W r % % % % % % % La fel
Caldura de ardere mai mica % La fel
2. Apă și abur
Consumul de apă de alimentare G pv kg/s Conform datelor de testare
Presiunea apei de alimentare P pv MPa La fel
Temperatura apei de alimentare t pv o C La fel
Consum de abur viu D o kg/h La fel
Presiunea aburului viu P o MPa La fel
Temperatura aburului fierbinte la o C La fel
Proporția de apă de purjare p % Potrivit chimiei. laboratoare
Presiunea tamburului cazanului P b MPa Conform datelor de testare
3. Rămășițe focale
Conținut de combustibil în zgură și dolină G shl+pr % Conform analizei tehnice
Conținut combustibil în antrenament Domnul. % La fel

Sfârșitul mesei. 3

4. Aer și gaze
Presiune barometrică P bar Pa Conform datelor de testare
Temperatura aerului rece t xv o C La fel
Temperatura gazelor de ardere t uh.g o C Conform datelor de testare
Date de analiză a gazelor. Conținutul de oxigen la ieșirea cuptorului % La fel
Conținutul de oxigen în gazele de ardere O 2 ug.g % La fel
Conținutul de monoxid de carbon în gazele de ardere CO % La fel
Conținutul de metan în gazele de ardere CH 4 % La fel
Conținutul de hidrogen în gazele de ardere H 2 % La fel

Tabelul 4

Tabelul rezultatelor calculelor

Denumirea parametrilor Unități Legendă Rezultatul calculului
Randamentul brut al cazanului PK-24 %
Randamentul brut al cazanului TP-10 %
Consumul brut de combustibil al cazanului PK-24 kg/s B I nat
Consumul brut de combustibil al cazanului TP-10 kg/s B II nat
Consumul total brut de combustibil kg/s B∑
Căldura utilizată în mod util într-un cazan kJ/s Q 1 =Q exp
Consum specific brut de combustibil echivalent pentru producerea a 1 GJ de căldură kg/GJ

Întrebări de control:

1. Care este consumul specific de combustibil echivalent pentru a produce 1 GJ de căldură?

2. Cum se numeste circuitul termic al blocului?

3. Desenați fluxul de lucru al ciclului în Diagrama T-Sși i-S (alias h-S).

4. Cum se determină consumul de combustibil echivalent pe GJ de căldură generat?

5. Cum afectează conținutul caloric al combustibilului consumul specific de combustibil echivalent pentru producerea a 1 GJ de căldură?

6. Ce valori ale consumului de combustibil echivalent pe GJ de căldură generată au centralele termice moderne? Evaluați cunoștințele pe care le-ați dobândit în experiența consumului de combustibil echivalent pentru a produce 1 GJ de căldură cu datele disponibile în literatură.

Cum se transformă tone de cărbune în Gcal? Convertiți tone de cărbune în Gcal Nu este dificil, dar pentru a face asta, mai întâi să decidem în ce scopuri avem nevoie. Există cel puțin trei opțiuni pentru calcularea conversiei rezervelor de cărbune existente în Gcal, acestea sunt:


În orice caz, cu excepția scopurilor de cercetare, unde este necesară cunoașterea exactă a puterii calorice a cărbunelui, este suficient să știm că arderea a 1 kg de cărbune cu putere calorică medie eliberează aproximativ 7000 kcal. În scopuri de cercetare, este de asemenea necesar să știm de unde sau din ce zăcământ am obținut cărbune.
În consecință, am ars 1 tonă de cărbune sau 1000 kg și am primit 1000x7000 = 7.000.000 kcal sau 7 Gcal.

Conținutul caloric al cărbunelui.

Pentru trimitere: puterea calorică a cărbunilor variază între 6600-8750 de calorii. Pentru Antracit ajunge la 8650 de calorii, dar conținutul de calorii al cărbunelui brun variază de la 2000 la 6200 de calorii, în timp ce cărbunele brun conține până la 40% reziduuri incombustibile - nămol. În același timp, antracitul nu se aprinde bine și arde numai în prezența unui curent puternic, dar cărbunele brun, dimpotrivă, se aprinde bine, dar produce puțină căldură și se arde rapid.

Dar aici, și în oricare dintre calculele ulterioare, nu uitați că aceasta este căldura eliberată în timpul arderii cărbunelui. Iar la încălzirea unei case, în funcție de locul unde ardem cărbune într-o sobă sau cazan, veți primi mai puțină căldură datorită așa-numitei eficiențe (factor de eficiență) a dispozitivului de încălzire (a se citi cazan sau sobă).

Pentru o sobă convențională, acest coeficient nu depășește 60%; după cum se spune, căldura zboară în coș. Dacă aveți un cazan și încălzire a apei în casă, eficiența poate ajunge la 92% pentru răcoritoare importate, citiți cazane moderne, de obicei pentru cazane interne pe cărbune, randamentul nu este mai mare de 70-75%. Prin urmare, uitați-vă la pașaportul cazanului și înmulțiți 7 Gcal rezultate cu eficiența și veți obține valoarea dorită - câți Gcal veți obține folosind 1 tonă de cărbune pentru încălzire sau ceea ce este același cu conversia unei tone de cărbune la Gcal.

După ce a cheltuit 1 tonă de cărbune pentru a încălzi o casă cu un cazan din import, vom obține aproximativ 6,3 Gcal, dar cu o sobă convențională doar 4,2 Gcal. Scriu cu o sobă convențională pentru că există multe modele de sobe economice cu transfer de căldură crescut sau eficiență ridicată, dar, de regulă, au dimensiuni mari și nu orice meșter își asumă zidăria. Motivul este că dacă instalarea este incorectă sau chiar dacă există o ușoară defecțiune a sobei economice, în anumite condiții poate apărea o deteriorare sau absența completă a tirajului. În cel mai bun caz, acest lucru va duce la plânsul sobei, pereții acesteia vor fi umezi din cauza condensului, în cel mai rău caz, lipsa de curent poate duce la arderea proprietarilor de monoxid de carbon.

Câtă rezervă de cărbune ar trebui să faci pentru iarnă?

Acum să ne oprim asupra faptului că facem toate aceste calcule pentru a ști câte rezerve de cărbune trebuie făcute pentru iarnă. În orice literatură, apropo, și pe site-ul nostru, puteți citi că, de exemplu, pentru a încălzi o casă cu o suprafață de 60 de metri pătrați, veți avea nevoie de aproximativ 6 kW de căldură pe oră. Convertind kW în Gcal obținem 6x0,86 = 5,16 kcal/oră, de unde am luat 0,86.

Acum, s-ar părea, totul este simplu, știind cantitatea de căldură necesară pentru încălzire pe oră, o înmulțim cu 24 de ore și numărul de zile de încălzire. Cei care vor să verifice calculul vor primi o cifră aparent neplauzibilă. Pentru 6 luni de încălzire a unei case destul de mici de 60 de metri pătrați, trebuie să cheltuim 22291,2 Gcal de căldură sau să depozităm 22291,2/7000/0,7 = 3,98 tone de cărbune. Ținând cont de prezența reziduurilor incombustibile în cărbune, această cifră trebuie mărită cu procentul de impurități, în medie este de 0,85 (15% din impurități) pentru cărbuni tari și 0,6 pentru cărbuni bruni. 3,98/0,85=4,68 tone de cărbune. Pentru maro, această cifră va fi în general astronomică, deoarece produce de aproape 3 ori mai puțină căldură și conține multă rocă incombustibilă.

Care este greșeala, da, că cheltuim 1 kW de căldură pe 10 metri pătrați de suprafață a casei doar pe vreme rece, pentru regiunea Rostov, de exemplu, este -22 de grade, Moscova -30 de grade. Grosimea pereților clădirilor rezidențiale este calculată pentru aceste înghețuri, dar în câte zile pe an avem astfel de înghețuri? Așa e, maxim 15 zile. Deci, pentru un calcul simplificat pentru scopurile dvs., puteți pur și simplu înmulți valoarea rezultată cu 0,75.

Coeficientul de 0,75 a fost derivat pe baza calculelor medii mai precise utilizate la determinarea necesității de combustibil standard pentru a obține limite pentru același combustibil în guvern de către întreprinderile industriale (Gorgaz, Regionalgaz etc.) și, desigur, oficial nicăieri, cu excepția propriile lor calcule nu pot fi folosite. Dar metoda de mai sus de a converti tone de cărbune în Gcal și apoi de a determina nevoia de cărbune pentru propriile nevoi, este destul de precisă.

Desigur, se poate aduce și cineva o metodologie completă pentru determinarea nevoii de combustibil standard , dar este destul de dificil să se efectueze un astfel de calcul fără erori și, în orice caz, autoritățile oficiale îl vor accepta doar de la o organizație care are permisiunea și specialiști autorizați să efectueze aceste calcule. Și nu va da nimic omului obișnuit în afară de pierderea timpului.

Puteți face un calcul precis al necesarului de cărbune pentru încălzirea unei clădiri rezidențiale, în conformitate cu ordinul Ministerului Industriei și Energiei al Federației Ruse din 11 noiembrie 2005 nr. 301 „Metodologie pentru determinarea standardelor de eliberare a rației gratuite. cărbune pentru nevoile gospodărești pensionarilor și altor categorii de persoane care locuiesc în regiunile miniere de cărbune în case cu încălzire la sobă și au dreptul să îl primească în condițiile legii. Federația Rusă" Un exemplu de astfel de calcul cu formule este dat pe.

Pentru specialiștii întreprinderilor interesați să calculeze necesarul anual de căldură și combustibil, pe cont propriu Puteți studia următoarele documente:

— Metodologia pentru determinarea necesarului de combustibil Moscova, 2003, Gosstroy 08.12.03

— MDK 4-05.2004 „Metodologie pentru determinarea nevoii de combustibil, energie electrică și apă în producția și transmiterea energiei termice și a lichidelor de răcire în sistemele municipale de încălzire” (Gosstroy al Federației Ruse, 2004) sau bun venit la noi, calculul este ieftin, îl vom efectua rapid și precis. Orice întrebări la telefon 8-918-581-1861 (Yuri Olegovich) sau prin e-mail indicat pe pagină.



 

Ar putea fi util să citiți: