Сравнение тепловых схем энергоблоков с одноступенчатым (см. схему слева)
и двухступенчатым (см. схему справа) подогревом сетевой воды
Условия сравнения
- директивно заданы равные теплофикационные нагрузки Qт (через расход сетевой воды и
температуру) и электрические Nэл. Принят "физический" метод разделения затрат.
Одинаковая температура прямой и обратной сетевой воды при одинаковом её расходе.
Одинаковое давление в конденсаторе. Учитываются затраты на привод ПН и на привод
циркуляционных насосов. Не учитываются затраты конденсатных насосов.
Затраты сетевых насосов одинаковы.
Расчет теплофикационной нагрузки исходя из заданного давления в отборе, расхода сетевой воды и её температуры на входе в сетевой подогреватель
Энтальпия пара в камере отбора, если бы процесс расширения происходил без энергетических потерь (по изоэнтропе)
Энтальпия пара в выхлопе турбины, если бы процесс расширения происходил без энергетических потерь (по изоэнтропе)
Проверочный расчет величины среднего удельного объема воды в насосе (уточните ранее принятую величину)
Расход теплоты турбоустановкой, относимый на производство электроэнергии
(по "физическому" методу разделения затрат)
Мощность механизмов собственных нужд, относимая на производство электроэнергии пропорционально доле теплоты затрачиваемой на производство электроэнергии
Электрическая мощность, отпускаемая энергоблоком без учета затрат на обеспечение производства теплофикационной мощности
Принимаем условие равенства температуры сетевой воды в сравниваемых схемах.
При этом будет равенство давления в камере верхнего отбора в сравниваемых схемах (при равенстве температурных напоров сетевых подогревателей)
Вводим в расчет отношение величины подогрева сетевой воды в нижнем сетевом подогревателе tнижн к подогреву в верхнем tверхн
Составляем систему из двух уравнений для определения величин подогрева в каждом сетевом подогревателе при принятой величине bt
Решаем систему из двух уравнений с двумя неизвестными методом подстановки (для расчета при разных величинах bt применяем операции векторизации)
Энтальпия пара в камере 1-го отбора, если бы процесс расширения происходил без энергетических потерь (по изоэнтропе)
Энтальпия пара в камере 2-го отбора, если бы процесс расширения происходил без энергетических потерь (по изоэнтропе)
Энтальпия пара в выхлопе турбины, если бы процесс расширения происходил без энергетических потерь (по изоэнтропе)
Энтальпия дренажа, сливаемого из второго сетевого подогревателя, подключенного к 1-му отбору турбины
Энтальпия дренажа, сливаемого из второго сетевого подогревателя, подключенного ко 2-му отбору турбины
Необходимый расход свежего пара в схеме с двухступенчатым подогревом сетевой воды определяем из уравнения энергетического баланса
Проверочный расчет величины среднего удельного объема воды в насосе (уточните ранее принятую величину)
Полный расход теплоты турбоустановкой при двухступенчатом подогреве сетевой воды и расход теплоты на производство электроэнергии
Расход теплоты турбоустановкой на производство электроэнергии (по "физическому" методу разделения затрат)
Относительное снижение полного расхода теплоты турбоустановкой в схеме с двухступенчатым подогревом по сравнению с схемой с одноступенчатым подогревом
Следовательно полный расход теплоты турбоустановкой в схеме с двухступенчатым подогревом сетевой воды на 2,7% меньше, чем в схеме с одноступенчатым подогревом при условии равенства тепловой и электрической нагрузок.
Относительное снижение полного расхода топлива в схеме с двухступенчатым подогревом по сравнению с схемой с одноступенчатым подогревом
Мощность механизмов собственных нужд, относимая на производство электроэнергии пропорционально отношению расходов теплоты на турбоустановку
Электрическая мощность, отпускаемая энергоблоком без учета затрат на обеспечение производства теплофикационной мощности
Удельный расход топлива на отпускаемую электроэнергию в цикле производства электроэнергии по физическому методу распределения расхода теплоты и топлива
Абсолютное и относительное снижение расхода топлива при переходе к схеме с двухступенчатым подогревом сетевой воды
Удельный расход топлива на отпускаемую тепловую энергию в цикле производства электроэнергии по физическому методу распределения расхода теплоты и топлива
Следовательно, при переходе к двухступенчатому подогреву сетевой воды при тех же нагрузках удельный расход условного топлива на отпускаемую электроэнергию снижается (tнижн= 0,95*tверх) на 6,7% (12 г/кВт*ч) при равном удельном расходе на теплофикационную нагрузку. Полный расход топлива снижается на 3%.
Расход свежего пара снижается на 4%, а расход пара в конденсатор снижается на 18%.
Формулы для величины удельного расхода условного топлива на теплоту передаваемую сетевой воде можно преобразовать к виду (по "физическому" методу разделения затрат)
В этой формуле присутствуют только КПД котла и КПД транспорта теплоты от котла к турбине
и нет параметров зависящих от места отборов пара, от количества ступеней подогрева, от
внутреннего относительного КПД отсеков. Следовательно, технические и режимные мероприятия,
изменяющие эффективность работы турбоустановки не влияют на удельный расход топлива,
относимый на теплофикационную нагрузку турбины. Вместе с тем удельный расход топлива на
отпускаемую теплоту зависит от затрат электроэнергии электродвигателями сетевых насосов.
Поэтому при снижении экономичности турбины удельный расход условного топлива на
отпускаемую теплоту увеличивается из-за затрат электроприводом более "дорогой" электроэнергии.
Влияние рапределения подогрева между первой и второй ступенями подогрева
сетевой воды tнижн/tверхн на снижение удельного расхода топлива на отпускаемую электроэнергию, % по сравнению с одноступенчатым подогревом
В схеме турбины без конденсатора (выхлоп в сетевой подогреватель) повышения эффективности от перехода к двухступенчатой схеме нет.
