1 Gcal ısı üretmek için kömür tüketimi. Termik santrallerde termik enerji üretimi için spesifik yakıt tüketimi

Tonlarca kömürü Gcal'e nasıl dönüştürebilirim? Tonlarca kömürü Gcal'e dönüştürün Zor değil ama bunu yapmak için öncelikle hangi amaçlarla ihtiyacımız olduğuna karar verelim. Mevcut kömür rezervlerinin Gcal'e dönüştürülmesini hesaplamak için en az üç seçenek vardır, bunlar:


Her durumda, araştırma amaçları dışında, kömürün kalorifik değerinin tam olarak bilinmesi gereken durumlarda, ortalama kalorifik değere sahip 1 kg kömürün yanması sonucu yaklaşık 7000 kcal açığa çıktığını bilmek yeterlidir. Araştırma amacıyla kömürü nereden, hangi yataktan elde ettiğimizi bilmek de gerekiyor.
Sonuç olarak 1 ton kömür yani 1000 kg yaktık ve 1000x7000 = 7.000.000 kcal yani 7 Gcal elde ettik.

Kömür kalitelerinin kalori içeriği.

Referans için: kömürün kalorifik değeri 6600-8750 kalori arasında değişmektedir. Antrasit için 8650 kaloriye ulaşır, ancak kahverengi kömürün kalori içeriği 2000 ila 6200 kalori arasında değişirken, kahverengi kömür% 40'a kadar yanmaz kalıntı - çamur içerir. Aynı zamanda antrasit iyi tutuşmaz ve yalnızca güçlü çekiş varlığında yanar, aksine kahverengi kömür iyi alevlenir, ancak az ısı üretir ve çabuk yanar.

Ancak burada ve sonraki hesaplamaların herhangi birinde bunun kömürün yanması sırasında açığa çıkan ısı olduğunu unutmayın. Ve bir evi ısıtırken, bir soba veya kazanda kömürü nerede yaktığımıza bağlı olarak, ısıtma cihazının (kazan veya soba okuyun) sözde verimliliği (verimlilik faktörü) nedeniyle daha az ısı alacaksınız.

Geleneksel bir soba için bu katsayı% 60'tan fazla değildir, dedikleri gibi ısı bacaya uçar. Evinizde kombi ve su ısıtma sisteminiz varsa, soğuk ithal, modern kazanlar için verim %92'ye ulaşabilir, genellikle yerli kömürle çalışan kazanlar için verim %70-75'i geçmez. Bu nedenle, kazan pasaportuna bakın ve ortaya çıkan 7 Gcal'i verimlilikle çarpın; istediğiniz değeri elde edeceksiniz - ısıtma için 1 ton kömür kullanarak kaç Gcal elde edersiniz veya bir ton kömürü dönüştürmekle aynı şey nedir? Gcal'e kömür.

İthal kazanla bir evi ısıtmak için 1 ton kömür harcayarak yaklaşık 6,3 Gcal alacağız, ancak geleneksel sobayla sadece 4,2 Gcal alacağız. Geleneksel bir soba ile yazıyorum çünkü artan ısı transferine veya yüksek verime sahip birçok ekonomik soba tasarımı var, ancak kural olarak boyutları büyüktür ve her usta duvar işçiliğini üstlenmez. Bunun nedeni, yanlış kurulum durumunda veya ekonomik sobanın ufak bir arızası olsa bile, belirli koşullar altında bir bozulma veya tamamen çekişsizlik meydana gelebilmesidir. En iyi durumda, bu, sobanın ağlamasına yol açacak, duvarları yoğuşma nedeniyle nemli olacak, en kötü durumda, hava akımının olmaması, sahiplerin karbon monoksitten yanmasına neden olabilir.

Kış için ne kadar kömür rezervi yapmalısınız?

Şimdi tüm bu hesaplamaları kış için ne kadar kömür rezervi yapılması gerektiğini bilmek için yaptığımız gerçeği üzerinde duralım. Bu arada herhangi bir literatürde ve sitemizde örneğin 60 metrekarelik bir evi ısıtmak için saatte yaklaşık 6 kW ısıya ihtiyacınız olacağını okuyabilirsiniz. kW'ı Gcal'e çevirdiğimizde 6x0,86 = 5,16 kcal/saat elde ederiz, buradan 0,86'yı aldık.

Şimdi, öyle görünüyor ki, her şey basit, saat başına ısıtma için gereken ısı miktarını bilerek, bunu 24 saat ve ısıtma günlerinin sayısıyla çarpıyoruz. Hesaplamayı kontrol etmek isteyenler, görünüşte mantıksız bir rakamla karşılaşacak. 60 metrekarelik oldukça küçük bir evi 6 ay ısıtmak için 22291,2 Gcal ısı harcamamız veya 22291,2/7000/0,7 = 3,98 ton kömür depolamamız gerekiyor. Kömürde yanıcı olmayan kalıntıların varlığı dikkate alındığında, bu rakamın yabancı madde yüzdesi kadar arttırılması gerekir; ortalama olarak taşkömürü için 0,85 (%15 yabancı madde) ve kahverengi kömür için 0,6'dır. 3,98/0,85=4,68 ton kömür. Kahverengi için bu rakam genellikle astronomik olacaktır çünkü neredeyse 3 kat daha az ısı üretir ve çok fazla yanıcı olmayan kaya içerir.

Hata nedir evet, sadece soğuk havalarda evin 10 metrekaresi başına 1 kW ısı harcıyoruz, örneğin Rostov bölgesi için -22 derece, Moskova -30 derece. Konut binalarının duvar kalınlıkları bu donlara göre hesaplanıyor ama yılda kaç gün bu tür donlar yaşıyoruz? Doğru, maksimum 15 gün. Dolayısıyla, kendi amaçlarınıza yönelik basitleştirilmiş bir hesaplama için, elde edilen değeri 0,75 ile çarpmanız yeterlidir.

0,75'lik katsayı, sanayi kuruluşları (Gorgaz, Regionalgaz, vb.) tarafından devlette aynı yakıt için limitler elde etmek amacıyla standart yakıt ihtiyacının belirlenmesinde kullanılan daha doğru hesaplamaların ortalaması alınarak elde edilmiştir ve tabii ki resmi olarak hiçbir yerde kendi hesaplamaları kullanılamaz. Ancak tonlarca kömürü Gcal'e dönüştürmenin ve ardından kendi ihtiyaçları için kömür ihtiyacını belirlemenin yukarıdaki yöntemi oldukça doğrudur.

Tabii ki, biri de getirebilir Standart yakıt ihtiyacını belirlemek için eksiksiz bir metodoloji ancak böyle bir hesaplamayı hatasız yapmak oldukça zordur ve her halükarda resmi makamlar bunu ancak bu hesaplamaları yapma iznine sahip ve sertifikalı uzmanlara sahip bir kuruluştan kabul edecektir. Ve sıradan insana zaman kaybından başka hiçbir şey vermez.

Rusya Federasyonu Sanayi ve Enerji Bakanlığı'nın 11 Kasım 2005 tarih ve 301 sayılı “Ücretsiz rasyon verilmesine ilişkin standartların belirlenmesine yönelik metodoloji” emri uyarınca bir konut binasını ısıtmak için kömür ihtiyacının doğru bir hesaplamasını yapabilirsiniz. Kömür madenciliği bölgelerinde soba ısıtmalı evlerde yaşayan ve yasaya uygun olarak almaya hak kazanan emekliler ve diğer kategorilerdeki kişilerin hane ihtiyaçları için kömür Rusya Federasyonu" Formüllerle böyle bir hesaplamanın bir örneği aşağıda verilmiştir.

Yıllık ısı ve yakıt ihtiyacını hesaplamak isteyen işletme uzmanları için, kendi başına Aşağıdaki belgeleri inceleyebilirsiniz:

— Yakıt gereksinimlerinin belirlenmesine yönelik metodoloji Moskova, 2003, Gosstroy 08/12/03

— MDK 4-05.2004 “Belediye ısıtma sistemlerinde termal enerji ve soğutucuların üretimi ve iletiminde yakıt, elektrik enerjisi ve su ihtiyacını belirleme metodolojisi” (Rusya Federasyonu Gosstroy, 2004) veya bize hoş geldiniz, hesaplama şu şekildedir: ucuz, hızlı ve doğru bir şekilde gerçekleştireceğiz. Sorularınız varsa 8-918-581-1861 (Yuri Olegovich) numaralı telefondan veya e-posta sayfada belirtilmiştir.

burada В у – standart yakıt tüketimi, kg/saat , - yakıtın kalorifik değeri, kJ/kg; veya , yakıtın kalorifik değeridir, kcal/kg.

Q exp =Q 1 - kazan ünitesinde kullanılan faydalı ısı, kJ/h (kcal/h).

Kendi ihtiyaçları için termal ve elektrik enerjisi maliyetlerini dikkate alan kazan ünitesinin net verimliliği,% formülü ile belirlenir:

,

burada Q1, kazan ünitesinde faydalı olarak kullanılan ısıdır, KJ/h; k = 1 kWh = 860 kcal = 3600 KJ.

Kazan atölyesinde kendi ihtiyaçları için saat başına elektrik tüketimi W сн, kWh formülle belirlenir

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

burada N dv, N ds, N pn – üfleyici fanın, duman aspiratörünün ve besleme pompasının gücü, kW; W r = E r V – yakıtın yakıt besleme yolunda ezilmesiyle boşaltılması, depolanması ve taşınması için elektrik maliyetleri kWh; W pl = E pl V – toz hazırlama için elektrik tüketimi, kWh; W zu = E zu D 0, kWh – külün uzaklaştırılması için elektrik tüketimi, kWh.

burada E r, yakıt besleme yolunda ezilerek yakıtın boşaltılması, depolanması ve taşınması için özgül enerji tüketimidir. E r değeri = 0,6÷2,5 kWh/t yakıt.

E pl - toz hazırlama için spesifik elektrik tüketimi, kWh/t yakıt. Epl'in yaklaşık değerleri tabloda verilmiştir. 1.

tablo 1

Spesifik enerji tüketiminin yaklaşık değerleri

toz hazırlama için E pl

Üretilen 1 ton buhara ilişkin ESU - kül giderme için spesifik elektrik tüketimi, yakıtın türüne, kül giderme sistemine ve yerel koşullara bağlı olarak 0,3 ila 1 kWh/ton buhar arasında değişir.

Yardımcı ihtiyaçlar için kazan ünitesindeki ısı tüketimi, kW

hava giderici için ısı (buhar) tüketimi nerede, kJ/s; - akaryakıt tesisleri için ısı (buhar) tüketimi, kJ/s; - ısıtma yüzeylerini kül ve cüruf birikintilerinden temizlemek için ısı (buhar) tüketimi; - kazan ünitesi dışındaki havayı ısıtmak için ısı tüketimi, kJ/s; – akaryakıt memelerinin ısı (buhar) tüketimi; - besleme pompalarını çalıştırmak için ısı (buhar) tüketimi, kW; B - yakıt tüketimi, kg/sn.

Sadece buhar jeneratörünün kendi ihtiyaçları için enerji maliyetlerini dikkate alan kazan ünitesinin () net verimliliğini, % formülünü kullanarak belirliyoruz.

.

Masada Şekil 2, PK-24 kazanının denge testleri sırasında ölçülen parametrelerin değerlerini göstermektedir.



Tablo 2

PK-24 kazanı için ölçülen parametreler tablosu

№ Parametrelerin adı Tanım Boyut Ölçüm metodu
1. Yakıt
Marka, çeşitlilik
% % % % % % % Aynı
Yanma ısısı daha düşük % Aynı
2. Su ve buhar
Besleme suyu tüketimi Gpv kg/sn Test verilerine göre
Besleme suyu basıncı P pv MPa Aynı
Besleme suyu sıcaklığı t pv o C Aynı
Kızgın buhar tüketimi Yapmak kg/saat Aynı

Masanın sonu. 2

Aşırı ısıtılmış buhar basıncı P o MPa Aynı
Aşırı ısıtılmış buhar sıcaklığı ile o C Aynı
Yeniden ısıtma buhar tüketimi D pp kg/saat Aynı
Yeniden ısıtma ve “soğuk” ipliğin buhar basıncı Pxn MPa Aynı
“Soğuk” ipliğin yeniden ısıtılan buharının sıcaklığı txn o C Aynı
“Sıcak” ipliğin yeniden ısıtılmasının buhar basıncı P gn MPa Aynı
“Sıcak” ipliğin yeniden ısıtılan buharının sıcaklığı t gn o C Aynı
3. Odak kalır
G shl+pr %
Sürüklenmedeki yanıcı içerik Bay. % Aynı
3. Hava ve gazlar
Barometrik basınç P çubuğu Pa Test verilerine göre
txv o C Aynı
Baca gazı sıcaklığı t uh.g o C Aynı
Fırın çıkışındaki oksijen içeriği % Test ve gaz analizlerine göre
O 2 ug.g % Aynı
CO % Aynı
4. Bölüm % Aynı
H2 % Aynı

Masada Şekil 3, TP-10 kazanının denge testleri sırasında ölçülen parametrelerin değerlerini göstermektedir.

Tablo 3

TP-10 kazanı için ölçülen parametreler tablosu

№ Parametrelerin adı Tanım Boyut Ölçüm metodu
1. Yakıt
Marka, çeşitlilik Laboratuvar analizlerine göre
Kömür bileşimi: Karbon Hidrojen Kükürt Azot Oksijen Kül Nem C r H r S r N r Ö r A r W r % % % % % % % Aynı
Yanma ısısı daha düşük % Aynı
2. Su ve buhar
Besleme suyu tüketimi Gpv kg/sn Test verilerine göre
Besleme suyu basıncı P pv MPa Aynı
Besleme suyu sıcaklığı t pv o C Aynı
Canlı buhar tüketimi Yapmak kg/saat Aynı
Canlı buhar basıncı P o MPa Aynı
Sıcak buhar sıcaklığı ile o C Aynı
Temizleme suyunun oranı P % Kimyaya göre. laboratuvarlar
Kazan tambur basıncı Pb MPa Test verilerine göre
3. Odak kalır
Cüruf ve düdendeki yanıcı içerik G shl+pr % Teknik analize göre
Sürüklenmedeki yanıcı içerik Bay. % Aynı

Masanın sonu. 3

4. Hava ve gazlar
Barometrik basınç P çubuğu Pa Test verilerine göre
Soğuk hava sıcaklığı txv o C Aynı
Baca gazı sıcaklığı t uh.g o C Test verilerine göre
Gaz analiz verileri. Fırın çıkışındaki oksijen içeriği % Aynı
Baca gazlarındaki oksijen içeriği O 2 ug.g % Aynı
Baca gazlarındaki karbon monoksit içeriği CO % Aynı
Baca gazlarındaki metan içeriği 4. Bölüm % Aynı
Baca gazlarındaki hidrojen içeriği H2 % Aynı

Tablo 4

Hesaplama sonuçları tablosu

Parametrelerin adı Birimler Efsane Hesaplama sonucu
Kazan PK-24'ün brüt verimliliği %
Kazan TP-10'un brüt verimliliği %
Kazan PK-24'ün brüt yakıt tüketimi kg/sn B ben nat
Kazan TP-10'un brüt yakıt tüketimi kg/sn B II nat
Toplam brüt yakıt tüketimi kg/sn B∑
Kazan ünitesinde faydalı olarak kullanılan ısı kJ/sn Q 1 =Q deneyim
1 GJ ısı üretimi için eşdeğer yakıtın spesifik brüt tüketimi kg/GJ

Kontrol soruları:

1. 1 GJ ısı üretmek için eşdeğer yakıtın özgül tüketimi nedir?

2. Bloğun termal devresine ne denir?

3. Döngünün iş akışını çizin T-S diyagramı ve i-S (aka h-S).

4. Üretilen GJ ısı başına eşdeğer yakıt tüketimi nasıl belirlenir?

5. Yakıtın kalori içeriği, 1 GJ ısı üretimi için eşdeğer yakıtın özgül tüketimini nasıl etkiler?

6. Modern termik santraller üretilen GJ ısı başına eşdeğer yakıt tüketiminin hangi değerlerine sahiptir? 1 GJ ısı üretmek için eşdeğer yakıt tüketimi konusunda edindiğiniz bilgileri literatürdeki mevcut verilerle değerlendiriniz.


Doktora sabah Kuznetsov, Moskova Enerji Enstitüsü (TU)


Tüketicilere ısı temini için bir termik santralden termal enerjinin üretimi ve tedariki için eşdeğer yakıtın spesifik tüketimi, bir termik santralin işleyişinin önemli bir göstergesidir.

Tüm enerji mühendislerinin bildiği ders kitapları daha önce bir termik santralde yakıt tüketimini ısı ve elektrik üretimine bölmek için fiziksel bir yöntem önermişti. Yani örneğin E.Ya. Sokolov “Isıtma ve ısıtma ısıtma ağı» Bir termik santralde ısı üretimi için spesifik yakıt tüketiminin hesaplanmasına ilişkin formül verilmiştir:

b t =143/η k.s.=143/0.9=159 kg/Gcal, burada 143, kg'ı yandığında 1 Gcal termal enerji açığa çıkaran standart yakıt miktarıdır; η k.s - kazan dairesi ile makine dairesi arasındaki buhar boru hatlarındaki ısı kayıplarını dikkate alarak kazan santralinin verimliliği (alınan değer 0,9'dur). Ve V.Ya. ders kitabında. Ryzhkin “Termik Santraller” T-250-240 türbin ünitesinin termal devresinin hesaplanması örneğinde, termal enerji üretimi için spesifik yakıt tüketiminin 162,5 kg standart yakıt/Gcal olduğu tespit edilmiştir.

Bu yöntem yurt dışında kullanılmamaktadır, ancak ülkemizde 1996'dan itibaren Rusya'nın RAO UES'i daha gelişmiş başka bir yöntem olan orantısal ORGRES yöntemini kullanmaya başlamıştır. Ancak bu yöntem aynı zamanda termik santrallerde ısı üretimi için gereken yakıt tüketimini de önemli ölçüde fazla tahmin ediyor.

Bir termik santralde ısı üretimi için yakıt maliyetlerinin en doğru hesaplanması, makalede daha ayrıntılı olarak sunulan ekstraksiyon verimliliği yöntemiyle sağlanır. Bu yönteme göre yapılan hesaplamalar, T-250-240 türbinli bir termik santralde, T-110/120-12.8-5M türbinli bir termik santralde termik enerji üretimi için yakıt tüketiminin 60 kg/Gcal olduğunu göstermektedir. - 40,7 kg/Gcal.

T-58/77-6.7 buhar türbinli bir CCGT ünitesi örneğini kullanarak ekstraksiyon verimliliği yöntemini ele alalım. Böyle bir türbinin ana çalışma göstergeleri tabloda sunulmakta olup, ortalama kış çalışma modunun ısıtma, yaz çalışma modunun ise yoğuşma olduğu görülebilmektedir. Tablonun üst kısmında her iki modda da tüm parametreler aynıdır. Tek fark seçimlerdedir. Bu, ısıtma modunda yakıt tüketimini güvenle hesaplamanıza olanak tanır.

T-58/77-6.7 buhar türbini, Moskova'nın Molzhaninovo bölgesindeki bir termik santralde çift devreli PGU-230'un parçası olarak çalışacak şekilde tasarlandı. Termal yük - Qr =586 GJ/saat (162,8 MW veya 140 Gcal/saat). Isıtma modundan yoğuşma moduna geçiş sırasında türbin ünitesinin elektrik gücündeki değişiklik:

N=77,1-58,2=18,9 MW.

Seçim verimliliği aşağıdaki formül kullanılarak hesaplanır:

ηт=N/Qr =18,9/162,8=0,116.

Aynı ısı yüküyle (586 GJ/h), ancak bölgesel ısıtma kazan dairesinde ayrı termal enerji üretimiyle yakıt tüketimi şöyle olacaktır:

B K =34.1 .Q/ηр к =34.1.586/0.9= =22203 kg/h (158.6 kg/Gcal), burada 34.1, yanması 1 GJ termal enerji açığa çıkaran standart yakıt miktarıdır, kg; η rk. - Ayrı enerji üretimi ile bölgesel kazan dairesinin verimliliği (kabul edilen değer 0,9'dur).

Seçim verimliliği dikkate alınarak termik santrallerde ısı üretimi için güç sistemindeki yakıt tüketimi:

nerede η k. - yedek CES'in kazan dairesinin verimliliği; ηо - yedek IES'nin türbin ünitesinin verimliliği; η e s. - yeterlik elektrik ağları yedek bir IES'den elektrik iletirken.

Bölgesel ısıtma kazan dairesine kıyasla termal ve elektrik enerjisinin birleşik üretimiyle elde edilen yakıt tasarrufu: V=V ila -V t =22203-7053=15150 kg/saat.

Ekstraksiyon verimliliği yöntemini kullanarak termal enerji üretimi için eşdeğer yakıtın spesifik tüketimi: b t =B t /Q g =7053/140=50,4 kg/Gcal.

Sonuç olarak, ekstraksiyon verimliliği yönteminin bilimsel temelli olduğu, ısıtma koşullarında enerji sisteminde meydana gelen süreçleri doğru bir şekilde hesaba kattığı, kullanımının kolay olduğu ve en geniş uygulamayı bulabileceği belirtilmelidir.


Edebiyat

1. Ryzhkin V.Ya. Termal enerji santralleri. M.-L.: Enerji, 1967. 400 s.

2. Sokolov E.Ya. Bölgesel ısıtma ve ısıtma ağları. M.: Energoizdat, 1982. 360 s.

3. Kuznetsov A.M. Yakıt tüketiminin termik santrallerden sağlanan elektrik ve ısıya çeşitli yöntemlerle bölünmesi sonuçlarının karşılaştırılması // Energetik. 2006. Sayı 7. S. 21.

4. Kuznetsov A.M. Türbinleri kojenerasyon moduna geçirirken yakıt ekonomisi // Energetik. 2007. No. 1. S. 21-22.

5. Kuznetsov A.M. T-250-240 türbinli bir ünitede yakıt ekonomisi ve performans göstergeleri // Enerji tasarrufu ve su arıtma. 2009. No. 1. S. 64-65.

6. Kuznetsov A.M. T-110/120-12.8-5M türbininin yakıt ekonomisi ve performans göstergelerinin hesaplanması // Enerji tasarrufu ve su arıtma. 2009. No. 3. S. 42-43.

7. Barinberg G.D., Valamin A.E., Kultyshev A.Yu. JSC UTZ'un buhar türbinleri gelecek vaat eden projeler PGU // Termik enerji mühendisliği. 2009. No. 9. S. 6-11.



 

Okumak faydalı olabilir: