К вопросу определения топливной составляющей для тепловых абонентов на ТЭЦ Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

ИЗВЕСТИЯ

ТОМСКОГ О ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО

ИНСТИТУТА имени С. М. КИРОВА

Том 119 1963 гТ"

К ВОПРОСУ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТОПЛИВНОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ ДЛЯ ТЕПЛОВЫХ АБОНЕНТОВ НА ТЭЦ

И. Н. БУТАКОВ

В инструкции МЭС к составлению технического отчета но эксплуатации тепловых электростанций 1955 г. для определения расхода в тоннах условного топлива на ТЭЦ на отпуск тепла на сторону дается формула (Инструкция, п. 3, стр. 10)

iE Q» 2 Q™ _ v Q v Q \ . 10:;

гл ^-отп ^-отп ^ воз vf 1к)1 / * ^ || f

7000 •

Здесь II Q^T1I—суммарный отпуск тепла в виде пара различных параметров на сторону как непосредственно из котельной, так и из отборов или противодавления турбин, мгк; £ — то же с горячей водой вне зависимости от того, откуда шел пар на водоподогревате-ли, мккал\ S QB03 — возврат тепла от потребителей с конденсатом, мккая; £ Q пот — потери тепла в мккал в связи с отпуском тепла на сторону (п. 3 Инструкции); к. п, д. нетто тепловой котельной (п. 56 Инструкции).

В формуле (î) является принципиально неправильной обезличка, допущенная в отношении тепловых потребителей, которые имеют разные к. и. д. в зависимости от того, питаются ли они из отборов турбин или непосредственно из котлов, а также, кроме того, неполный учет потерь всей тепловой схемы ТЭЦ, так как D Qnoi учитывает их частично. Вследствие этого фактический расход топлива для тепловых абонентов будет несколько больше, чем он определяется по формуле (1).

В своей статье (Электрические станции, 1957, №12) Л. М. Мит-тельман внес поправку в формулу (1), добавив второе слагаемое, состоящее из суммы расходов топлива на электроэнергию собственных нужд, относимых на тепловых абонентов, а именно:

(Энас -!-Эш,с — Эиас) • 10 ;; ■ btn ,

4 сеть иод ни ' 9

где расходы электроэнергии в квтч на сетевые насосы; ЭЦ^ — ю

же на иодпиточные насосы; Э"*1'— то же на конденсатные насосы сетевых водоподогревателей, а удельный расход в кг ¡квтч условного топлива на отпущенную электроэнергию. Таким образом, иоправ-

М. Миттелымана дает расход топлива с учетом расхода электроэнергии на собственные нужды, отяжеляя тем еще более положение тепловых потребителей. Но такая поправка отвечает действительности 1! не должна вызывать возражений.

В предшествовавший период высказано было немало возражений против действующей методики распределения топлива на ТЭЦ между электрическими и тепловыми потребителями. Так, например, указывалось, что эта методика выгоду от комбинированного производства тепла и электроэнергии в отношении расхода топлива относит на электрических абонентов, удешевляя значительно себестоимость квтч и ставя в тяжелое положение тепловых потребителей. В связи с этим отмечалось далее, что это может даже воспрепятствовать распространению ТЭЦ. Указывалось, кроме того, на то. что себестоимость мегакалории не зависит здесь от параметров пара, поскольку скрытая ■теплота последнего, утилизируемая тепловыми абонентами, мало зависит от давления пара в отборах. Это, как говорилось, противоречит здравому смыслу.

Чтобы лучше разобраться во всех этих вопросах, напишем уравнение теплового баланса ТЭЦ. ориентируясь на какой-то отрезок времени, например, год

_860 Э ■ •; (¿ОТ(1 860 {Э — ЭТ) (Ло, _

К60 • (¿„„ ■ (V

ко

(2»

Лдесь Э — общая выработка электроэнергии, квтч, ЭТ— то же на тепловом потреблении фотй из отборов турбины, ккал.у (¿кот — отпуск гепла непосредственно из котлов ккал, цк к. п. д. конденсационной ¡нети, противодавленческой, ?]Ку — котельной установки, т^1ЮТ — потока тепла внутри ТЭЦ, а общий экономический к. п. д. ТЭЦ.

Отберем члены левой части выражения (2) по расходу тепла ч топливе, зависящие от теплового потребления, зная что • Эг,

де д ■— количество килокалорий в тепле выхлопного пара ни 1 квтч ■\а базе теплового потребления <?0тб. гогда()

^ког а.

860 Я

к кал год

) Физический смысл второго слагаемого выражении для тот, что выработка электроэнергии на тепловом потреблении Э квтч вытесняет такое же количество конденсационных квтч, давая л а год экономик» в тепле топлива

«М ' Эт (\:Т,К \ 1Ш) .. - .^£.»(1 1 ТШ1) к кал.

Таким образом, на тепловых потребителей, получающих нар из от боров турбин, бу-!(.■ г приходиться расход тепла в топливе за год не р 6-'т; а

Уотб да)-дотГ уот

--------— - _ ... ......... ( ! 1 !■ | <1т) . ----

<1

Ш) <1

е. общи расход тепла топлива, падающий па тепловых абонентов, будет

ггкуд а

Ф ко г _ 1

860

] —-----

(3;

я \

Зависимость фр/фотг, от д гиперболическая, если д = х, то гг ризонтальная асимптота

а ко, 1 1

Рот.) —

С ОТО ' *^ПОТ

Как видно, она зависит от отношения (¿кот С}1пс> . Если <Зф/(2отб : ^ -г то вертикальная асимптота д -- 0. Точку для построения гиперболы найдем на месте пересечения ее осью д, когда (?{з/С2ото 0 и, следовательно,

1/ - 1 860, V ото ^ку ' '¡НОТ ^/п '

откуда

С^кот /С ОТО ' 1 ^ку ' ^|пот 1

Пусть — 0,8; '/,Ку*7(пот = 0,82. Тогда при —^ 0,5 получаем

С? ото

асимптоту отс> 1,86. При Скот, фото - М асимптота — 2,47

Q отб

Л ос; ^ п 860/0,8(3,2—1) 10„ Если 7<к=0,25, то при —— == 0 и а --------—-—- --■= 12/0

Сото 1,86 или 2,47

пли 960.

На рис. 1 построены эти две гиперболы для 0,5 и 1,0. Но

0 отб

860 ,, ккал

(¿1 — 'V;/ • Н /\(„:

И • -/;пэ кв¡а я

Выражение в скобках представляет скрытую теплоту парообразования отъемного пара, которая мало меняется при изменениях давления в отборах пара. Таким образом, д в зависимости от теплопере-пада до точки отбора пара варьирует по закону, близкому к гиперболе с асимптотами Н — 0 п д = 0. Итак, повышение давления отбора пара, уменьшение теплового перепада Н-^оэ до точки отбора влечет возрастание^, а увеличение д обусловливает рост величины <2<?/фотм на рис. 1, причем при заданной величине 0отг. неизбежно увеличивается т. е. расход топлива.

Из сказанного следует, что расход тепла для тепловых потребителей при заданном тепловом потреблении оказывается зависимым от давления в отборе, как и от начальных параметров пара.

Рис. 1 дает изменения (¿(¿/(¿отб от д, но в условиях практики, как правило, <}<? приходится относить не к <30Тб, но к (Фотб+Скот). т. е. ко всей продукции ТЭЦ для тепловых абонентов, имея в виду необходимость срезания пиков тепловой нагрузки, что дает при (¿кот1(1отб= 0,5 отношение

а

(2 отб кот 1,5-ГЛТ,-,

а при <Укот СЛп-л КО это отношение становится

Фото-

Таким образом, в обоих указанных случаях это отношение расхода тепла в топливе на тепловых абонентов к теплу ( фото ' (■) ко с) , действительно отпущенному последним, как продукции ТЭЦ, оказывается дробями тем меньшими, чем меньше значение </. На практике

отношение фКОт, Фо-п, 0,5 чаще встречается, чем случай-^0— 1,0.

Q ото

Дли иллюстрации только что сказанного возьмем частный пример, когда (¡ ---2875 ккал'квтч и, следовательно, при (?кот/Фото ■ 0.5 на

рис. 1 имеем ото1,0. а-------^---= 1 1,5 0.66 ккал ккал,

1.5* фото

лричем

С/ кот '^ку ' 7|М0Т Фот б/^ш)'

Рис. 1.

При Qq/Q0tó<1, т. е. при </<2875ккал/кв/ич, удельный расход тепла, отнесенный ко всей продукции ТЭЦ для тепловых абонентов (Qotg + Qkot), окажется меньше 0,66 ккал\ккал или меньше 0,66-• 106/7000=94,5 кг/мккал условного топлива на одну мккал, и, наоборот, при Qq/Qot6>1 он увеличивается против 0,66 ккал[ккал, и достигает величины удельного расхода 170 кг/мккал, обычно определяемого по действующей инструкции, при Qq/Qotg — 170/94,5—1,8, чему отвечает на рис. 1 при QqIQotú = 1,0 около q 4000 ккал/квтч, а при Qq/Qotó ^0,5 величина q будет близка к бесконечности, удельный же расход 170 кг/мккал вообще не может быть практически достигнут. Таким образом, расход топлива при рассматриваемой методике будет распределяться более равномерно между тепловыми

-м

и электрическими потребителями. Поскольку --- является

Qoтб 0. кот

дробью и иа тепловых абонентов упадет теперь меньшая доля израсходованного топлива с усилением доли электрических потребителей, будет сниматься возражение о препятствиях, мешающих распространению ТЭЦ. Такие мощные потребители тепла, как овощные комбинаты, или работы, связанные с таянием снега в крупных городах, на заводах и на ж.-д. станциях, где уборка и вывозка снега обходится дорого, могут получать тепло по значительно более низкой цене. Кроме того, отпадут появившиеся за последнее время предложения заменять ТЭЦ котельными по местам потребления тепла с получением электроэнергии от мощных энергосистем, т. е. предложения по применению раздельных установок. . Последнее обусловлено обезличкой по действующей методике МЭС в получении тепла для тепловых потребителей как из отбора турбин, так и непосредственно из котлов, когда утверждается, что тепло из отборов турбин получается тоже из котлов, а турбогенераторы тут ни при чем (Горшков А. С., Технико-экономические показатели ТЭС., стр. 56, 63, 1949 г.).