Расчет показателей теплопотребления промышленного района.

Вариант № 16.

Наименование потребителя	Единица измерения	Объемы производства
Хлопчатобумажный комбинат	млн. м^2
Станкостроение	млн. руб.
Азотно-туковый завод	тыс. т
Городское население n	тыс. чел.
Условия водоснабжения и топливо сжигания	неблагоприятные
Вид топлива	Газ
Район сооружения	Московская область

 

РАСЧЕТ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ТЕПЛОПОТРЕБЛЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННОГО РАЙОНА.

Расчет потребности в паре производственных параметров

Пар производственных параметров используется для покрытия технологической нагрузки промышленных потребителей.

Годовая потребность в паре производственных параметров определяется размерами производственной программы промышленных потребителей, т.е. объемов годового выпуска продукции, а режим теплопотребления – особенностями технологических процессов.

Для расчета годовой потребности в теплоте используется нормативный метод:

где – суммарная годовая потребность в паре производственных параметров, ГДж/год; – годовая потребность i -го промышленного потребителя в паре производственных параметров, ГДж/год; – годовой объем выпуска продукции i -ым промышленным потребителем, т, руб., шт./год; – норма удельного расхода теплоты пара производственных параметров на технологические нужды, ГДж/ед.пр.; i – номер промышленного потребителя.

Таким образом, получаем следующие величины:

Максимальная часовая потребность в теплоте составляет:

В этих формулах – суммарная часовая потребность в паре производственных параметров, ГДж/ч; – максимальная часовая потребность в паре производственных параметров i -го промышленного потребителя, ГДж/ч; – годовое число часов использования максимума технологической нагрузки, ч/год.

Результаты расчетов приведены в таблице 1.1.

Таблица1.1.

Определение потребности промышленных потребителей в паре производственных параметров.

Наименование потребителя	Годовой объем производства	Норма удельного расхода теплоты qпр.i	Годовая потребность Q^техг.пр.i	Число часов использования максимальной нагрузки hnp.i	Максимальная нагрузка Q^техч.пр.i
Ед. изм.	Количество, Vгi	ГДж/ед	ГДж/год	ч/год	ГДж/час
1. Х/б комбинат	тыс. м^2		8.9			1103,6
2. Станкостроение	тыс. руб.		0.9			88.235
3. Кондитерская фабрика	т					266,667
Итого	-	-	-		-	1458,502
Проверка Q^техг.пр.i / Q^техч.пр.i 5243,737

 

РАСЧЕТ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КОМБИНИРОВАННОЙ СХЕМЫ ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННОГО РАЙОНА.

 

Выбор основного оборудования ТЭЦ.

Потребность в теплоте района энергоснабжения покрывается из отборов турбин различных типов: «Т», «ПТ» и пиковых источников. Данные по годовым и часовым нагрузкам берутся из расходной части баланса теплоты промышленного района.

В первую очередь должна быть полностью покрыта технологическая нагрузка производственных параметров. Для этой цели применяются двухотборные турбины типа «ПТ». Необходимая мощность отборов пара производственных параметров турбин типа «ПТ» соответствует потребности в паре производственных параметров (табл. 1.5):

где – необходимая мощность отборов пара производственных параметров турбин типа «ПТ», ГДж/ч.

Необходимая мощность отборов отопительных параметров определяется из уравнения:

где – необходимая мощность отборов пара отопительных параметров, ГДж/ч; – часовой коэффициент теплофикации по отопительной нагрузке (при неблагоприятных условиях топливо- и водоснабжения).

 

Выбор турбин.

Имея часовые расходы пара из отборов турбин «Т» и «ПТ» подбирают совокупность турбин возможно большей единичной мощности на одинаковые начальные параметры пара (13,0 и 24,0 МПа).

Количество теплоты необходимо перевести из тепловых единиц (ГДж/ч) в весовые единицы (т/ч). Для этого можно принять следующие соотношения для средних условий (по доле возврата конденсата, энтальпии возвращаемого конденсата и исходной воды):

· для отборного пара производственных параметров 0.37 т/ГДж

· для отборного пара отопительных параметров 0.43 т/ГДж

Для выполнения заданной нагрузки потребуется 2 турбины марки

«ПТ-135/165-130/65» со следующими параметрами:

Таблица 2.1.

Начальные параметры пара -давление P0 , МПа -температура t0, °С	13.0
Номинальная мощность, МВт	135/165
Номинальная величина отборов пара отопительных параметров, т/час	210/220
Номинальная величина отборов пара производственных параметров, т/час	320/390
Номинальный расход пара, т/час
Максимальный расход пара, т/час

 

По номинальной величине производственных отборов пара с помощью графика связи предельных значений отборов (рис.1 [2]) определим величину отборов пара отопительных параметров:

Так как по условиям тепловой нагрузки требуется 2 одинаковых турбины типа «ПТ», то производственная нагрузка поровну распределяется на их отборы. Следовательно, от этих турбин будет получено равное количество пара производственных и отопительных параметров:

Здесь принято: – суммарное количество пара производственных параметров, получаемое из отборов турбин типа «ПТ», т/час; – суммарное количество пара отопительных параметров, получаемое из отборов турбин типа «ПТ», т/час; – номинальная величина отборов пара производственных параметров, т/час; – номинальная величина отборов пара отопительных параметров, т/час; – количество турбин типа «ПТ».

Суммарное количество пара, получаемое из отборов турбин типа «ПТ» недостаточно для покрытия отопительной нагрузки района. В связи с этим, дополнительное количество пара отопительных параметров может быть получено из отборов турбин типа «Т»:

На основании полученного значения выбираем 1 турбину «Т-180/210-130» и 2 турбины «Т-50/60-130» В таблице 2.2 представлены параметры турбины типа марки «Т-50/60-130».

Таблица 2.2.

Начальные параметры пара -давление P0 , МПа -температура t0, °С	13,0
Номинальная мощность, МВт	50/60
Максимальная мощность, МВт
Номинальная величина отборов пара отопительных параметров, т/час
Номинальный расход пара, т/час	245,5
Максимальный расход пара, т/час

 

В таблице 2.3 представлены параметры турбины типа марки «Т-180/210-130».

Таблица 2.3.

Начальные параметры пара -давление P0 , МПа -температура t0, °С	13,0
Номинальная мощность, МВт
Максимальная мощность, МВт
Номинальная величина отборов пара отопительных параметров, т/час
Номинальный расход пара, т/час
Максимальный расход пара, т/час

 

Номинальное количество пара отопительных параметров, вырабатываемое тремя турбинами типа «Т» вместе составляет соответственно:

Для выбранного состава оборудования определим фактическое (расчетное) значение часового коэффициента теплофикации по нагрузке отопительных параметров:

Полученное расчетное значение коэффициента теплофикации оказывается близким к его принятому изначально оптимальному значению () для заданных условий топливосжигания и водоснабжения ТЭЦ. Таким образом, выбранный состав оборудования принимается к дальнейшим расчетам.

Топлива на ТЭЦ.

Число часов использования электрической мощности ТЭЦ зависит от условий работы ТЭЦ в энергосистеме и числа часов использования тепловой мощности турбоагрегатов ТЭЦ.

Число часов использования тепловой мощности отборов турбоагрегатов «Т» и «ПТ» отопительных и производственных параметров определяются по формулам:

Число часов использования установленной электрической мощности турбоагрегатов типа «ПТ» и «Т» соответственно:

Определим годовую выработку электроэнергии каждым турбоагрегатом типа «ПТ» и «Т», установленными на ТЭЦ:

Для ПТ-135/165-130/65

Для Т-180/210-130

Для Т-50/60-130

Таким образом, годовая выработка электроэнергии на ТЭЦ с учетом количества установленных турбоагрегатов составляет:

Расход топлива на ТЭЦ состоит из расхода топлива, определяемого по топливным характеристикам турбоагрегатов и дополнительного расхода топлива пиковыми котельными на покрытие пиковых тепловых нагрузок:

где – годовой расход топлива турбоагрегатами ТЭЦ, тут/год; – годовой расход топлива пиковыми котельными, тут/год.

Годовые отборы пара производственных и отопительных параметров определяются равенствами:

Топливная характеристика i -го турбоагрегата типов «Т» и «ПТ» имеет вид:

где годовое число часов работы турбоагрегата при базовом режиме работы станции принимается равным

В результате расход топлива турбоагрегатами ТЭЦ составляет:

Расход топлива пиковыми котельными на покрытие пиковой нагрузки в паре отопительных параметров:

Следовательно, расход топлива на ТЭЦ равен:

По полученному значению расхода топлива на ТЭЦ, определяются удельные расходы топлива на производство электроэнергии и теплоты. Для этих расчетов необходимо разделить расход топлива между различными видами продукции.

На производство теплоты относится часть расхода топлива, определяемая по известным отборам пара каждой турбины типа «Т» и «ПТ». Рассчитаем годовой расход топлива на производство теплоты i- ым турбоагрегатом ТЭЦ:

Определим годовой расход топлива на производство теплоты всеми турбоагрегатами ТЭЦ:

Тогда расход топлива на производство электроэнергии равен:

Рассчитаем удельный расход топлива на выработку электроэнергии (брутто):

Удельный расход топлива на выработку теплоты (брутто):

где – годовое количество теплоты, отпускаемое потребителям от ТЭЦ.

 

Без пиковых котлов.

Порядок расчета себестоимости электроэнергии и теплоты определяется тепловой схемой ТЭЦ. В общем случае тепловая нагрузка ТЭЦ покрывается из отборов турбин и пиковых котлов. Для расчета себестоимости электроэнергии и теплоты необходимо полученные годовые эксплуатационные затраты распределить между двумя видами энергетической продукции. Для этого в данном расчете применяется физический (балансовый) метод распределения затрат. Прежде всего, между тепловой и электрической энергией распределяется расход электроэнергии на собственные нужды. При этом расход электроэнергии на циркуляционные насосы полностью относится на электроэнергию, а на сетевые насосы – на тепловую энергию. Остальные составляющие распределяются пропорционально расходу топлива на каждый вид продукции.

Расход электроэнергии на собственные нужды, относящийся на электроэнергию:

Расход электроэнергии на собственные нужды, относящийся на тепловую энергию:

Удельные расходы условного топлива на отпуск электроэнергии и теплоты (без учета пиковой котельной) с учетом собственных нужд составляют соответственно:

Здесь годовое количество теплоты, отпускаемой из отборов турбоагрегатов ТЭЦ равно:

Следовательно, абсолютные расходы топлива на отпуск каждого вида продукции ТЭЦ составят:

КПД по отпуску теплоты от ТЭЦ:

Далее составляется сокращенная калькуляция электроэнергии на ТЭЦ. Калькуляционными единицами являются: отпущенный 1 кВт·ч с шин ТЭЦ; отпущенный 1 ГДж с коллекторов ТЭЦ.

Составление калькуляции производится в следующей последовательности:

1. Распределяются составляющие затрат ТЭЦ между тремя группами цехов:

· топливно-транспортный и котельный ();

· машинный и электроцех ();

· общестанционные расходы ().

Суммарные составляющие затрат записываются в 5-ю горизонтальную строчку таблицы 2.6 в столбцы 3 ÷ 8. Распределение их между тремя группами цехов принимается таким, как указано в табл. 2.6 в горизонтальных строчках 1÷4 столбцов 3 ÷ 7.

Суммируя по каждой из горизонтальных строчек 1 ÷ 5 значения элементов затрат, получим общие затраты по группам цехов и по ТЭЦ в целом:

1.

2.

3.

2. Рассчитывается цеховая структура суммарных затрат ТЭЦ по каждому виду продукции.

Общие затраты по топливно-транспортному и котельному цехам приближенно распределяются между двумя видами продукции следующим образом:

на электроэнергию:

на тепловую энергию:

Общие затраты по машинному залу и электроцеху полностью относятся на электроэнергию:

Общестанционные расходы распределяются пропорционально тому, как распределились затраты по другим цехам:

на электроэнергию:

на тепловую энергию:

3. Распределяются годовые затраты между отдельными видами продукции.

Суммарные затраты на выработку каждого вида продукции:

на электроэнергию:

на тепловую энергию:

Данные вышеприведенных расчетов позволяют заполнить правую верхнюю часть таблицы 2.6. Рассчитывается структура затрат в процентах по каждому виду продукции /

4. Рассчитывается себестоимость единицы энергии каждого вида и ее структура по элементам.

Распределение годовых затрат на топливо между видами продукции ТЭЦ пропорционально расходам топлива на них с учетом расходов топлива на собственные нужды:

на электроэнергию:

на тепловую энергию:

Остальные элементы затрат (, , , ) распределяются между видами продукции пропорционально тому, как распределились общие затраты (за исключением затрат на топливо) между рассматриваемыми видами продукции.

Для этого рассчитываются коэффициенты распределения:

на электроэнергию:

на тепловую энергию:

Выполним проверку правильности расчета:

Следовательно, расчет проведен верно.

Составляющие затрат на амортизацию, текущий ремонт, заработную плату и прочие, относимые на электроэнергию и теплоту, определяются путем умножения суммарных составляющих на соответствующие коэффициенты:

Суммируя затраты по отдельным элементам получаем общие затраты по электроэнергии, теплоте и сжатому воздуху, которые заносятся в столбец 8 строки 6:

Исходя из годового отпуска электроэнергии и теплоты, определяется удельная себестоимость каждого вида продукции по элементам:

Таблица 2.6.

Сокращенная калькуляция себестоимости энергии на ТЭЦ (при учебных расчетах).

 

№ п/п	Наименование статей	Элементы затрат в млн. руб./ год	Распределение затрат:
Топливо	Амортизация	Ремонт	Зарплата	Прочие расходы	Всего	на электроэнергию	на теплоту
млн.руб./год	%	млн.руб./год	%
	Топливно-транспортный и котельный цеха	4528,601	233,104	326,346	39,532	-	5127,583	2273,057	75,43	2854,526	93,45
	Машинный и электроцеха	-	203,794	293,711	39,532	-	543,037	543,037	18,02	-	-
	Всего пп. 1 и 2	4528,601	442,898	620,057	79,064	-	5670,62	2816,094	93,45	2854,526	93,45
	Общестанционные расходы	-	23,31	32,692	33,884	307,962	397,791	197,548	6,55	200,244	6,55
	Всего затрат по пп.3 и 4	4528,601	466,208	652,692	112,948	307,962	6068,411	3013,641		3054,77
	Распределение годовых затрат	электро-энергия	2007,529	304,621	426,469	73,8	201,223	3013,641	Структура себестоимости энергии на ТЭЦ
Элементы затрат	электроэнергия	тепловая энергия
коп./кВт-ч	%	руб./ГДж	%
Топливо	54,9374	54,25	127,989	68,14
тепловая энергия	2521,073	161,587	226,222	39,148	106,739	3054,77	Амортизация	14,0253	9,9	18,147	9,66
Текущий ремонт	19,6354	19,39	25,405	13,53
7. себестоимость	Электроэнергии, коп./(кВт·ч)	69,3624	10,525	14,735	2,5499	6,9525	104,125	Зарплата	3,3979	3,36	4,396	2,34
Теплоты, руб./ ГДж	128,151	8,214	2,168	1,99	5,426	145,948	Прочие	9,2647	9,15	11,987	6,38
Всего	101,261		187,833

Вариант № 16.

Наименование потребителя	Единица измерения	Объемы производства
Хлопчатобумажный комбинат	млн. м^2
Станкостроение	млн. руб.
Азотно-туковый завод	тыс. т
Городское население n	тыс. чел.
Условия водоснабжения и топливо сжигания	неблагоприятные
Вид топлива	Газ
Район сооружения	Московская область

 

РАСЧЕТ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ТЕПЛОПОТРЕБЛЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННОГО РАЙОНА.