CC BY
12
ИЗВЕСТИЯ
ТОМСКОГО ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО Тем 80 ИНСТИТУТА имени С. М. КИРОВА 1955 г.
ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ТЕПЛОВЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ ПРИ РОСТЕ ПОДАЧИ В ЭНЕРГОСИСТЕМЫ ЭНЕРГИИ
ГИДРОСТАНЦИЙ
И. Н. БУТАКОВ
В связи с широким развитием гидростроительства в СССР встает вопрос о роли тепловых электростанций в энергосистемах.
Предполагаем, что в состав. энергосистемы входят и самостоятельные котельные, могущие дать тепловым потребителям 0.кот ккал за рассматриваемый промежуток времени (год, месяц) при средне-взвешенном значении .к.п.д. их ,'г{пот-. дополнительно к 0.Кот ккал тепловые потребители получают из отборов турбин еще 0.отп ккал при к.п.д. г\т, обеспечивающих выработку электроэнергии на тепловом потреблении Эт квтч. Тогда будем иметь тепловой баланс энергосистемы в виде
860 Эт. + О-отп 860(Э —Эт—Эгидр) Якот _
'<{т *1к "Чку'Цпот
отп кот ГЛ ч
—. . . , (1) 'П
Здесь Э—общая выработка энергосистемой электроэнергии в квтч за тот же отрезок времени; Эгадр— выработка квтч гидростанциями, подающими электроэнергию в рассматриваемую энергосистему; средне-взвешенный к.п.д. конденсационных частей системы, а экономический к.п.д. тепловой •части всей энергосистемы.
Отсюда получаем
1 Г (}
кот | ^о
1/7]=
г.у • пот ''\т
860 {Э—Эгадр) + О.отп + О.кот
+ тш^э^ъ _ 860.Зя/ — - -1)1 .
% \'Чк '1т 1-
(2)
•При заданной величине общего теплового потребления (2„т„ -}- <3,..ош=соп51 всякое увеличение О.кот уменьшает С}отп, а следовательно, и выработку электроэнергии Эт на тепловом потреблении, что, как видно из формулы (2), увеличивает количество ккалорий, расходуемых на получение 1 ккал, отпущенной потребителям энергосистемой независимо от назначения этой ккалории (для электрических или тепловых абонентов). С другой стороны квтч гидростанций будут вытеснять в первую очередь квтч (Э—Эгшдр—Эт), полученные на конденсационном режиме, как дающие больший удельный расход ккал/квтч.
Отсюда ясно, что при общем росте во времени отпуска энергосистемой ккалорий [860 (Э—Эгидр) + О.отп + 0.кот\ наши усилия должны быть направлен ы на развитие теплофикации, на увеличение 0_Отп-
Подставив в выражение (2) вместо Эт его значение Эт ■
средне-взвешенная для энергосистемы величина д=(ц—г^Н—Ъонд))
-, где
%Я
ккал/квтч определяется для всей энергосистемы проще всего по заданным С>от„ и Эт, и вынесем за скобки в числителе и знаменателе того же выражения (2). величину 860ф—Эшдр)- Тогда получим после деления мно-очлена числителя на многочлен знаменателя (2)
11'П ■ О.кот
1
860
цт
я
1
цт
г{ку ■ 'Ц пот • 860(3 — Эгцдр) т/л-
Qкo7n
1 +
860 (Э - ЭтоР)
О.кот |
СЦт 1
860
1___
'О к 'Цт
(¿о
860 (Э — Эг,1др) 860 (Э — Эгидр)
О.отп
Таким образом, зависимость между 1 и
860 (Э - Этдр)
гипероолическая.
Асимптотами гиперболы являются, с одной стороны, при
0.0
860 (Э — Эгидр) а, с другой, стороны, при
1 +
Qo
1 /V
860 (Э — Эгидр)
Л_ _ 860 / 1
Я \'Чк
860 (Э —Эгидр) \
со.
Цт
1
Цт
^сотп а
Точку для построения гипероолы найдем, полагая -- = и.
860 (Э — Эгидр)
Пусть для частного примера имеем: % — 0,20; -/]т=0,8; д — 3000 ккал/'квтч:
<3К
860 (Э - Эгидр) другая асимптота
0,1; г(ку. 1{пот — 0,8. Тогда одна асимптота 1 ¡у\ = 0,18;
0,отп _
860 (Э — Эгидр)
1,1 и для точки на оси ординат по-
лучим 1/т| = 4,66. Гипербола построена на рис, 1.
Итак, развитие теплофикации (увеличение (^о,,ш) с одновременным увеличением подачи тока от гидростанций, когда уменьшается (Э — ЭгШ}Р), обеспечивает снижение 1/-/] или количества клал, топлива на 1 ккал. отпускаемую энергосистемой потребителям независимо от природы этой ккадории. Отсюда глубокая правильность директивы XIX съезда партии „Обеспечить строительство ТЭЦ и теплосетей для осуществления широкой теплофикации городов и промышленных предприятий". Отсюда, же необходимость для энергетиков изыскивать и всемерно развивать тепловое
потребление (<30„т), памятуя, что „хозяйственники должны искать, находить и использовать скрытые 'резервы,.. .максимально использовать имеющиеся производственные мощности,.. .снижать себестоимость производства".
Помимо широкого охвата бытового сектора путем теплофикации, включая сюда и подачу горячей воды потребителям, необходимо стремиться обеспечить теплоснабжение промышленных предприятий от ТЭЦ с закрытием местных котельных, являющихся часто очагами расточительного " расхода топлива, надо добиваться устройства в пригородных зонах огородов под стеклом1) как крупных потребителей тепла, па необходимость чего особенно указывается в постановлении пленума ЦК КПСС от 3 IX 1953 г. по докладу т. Хрущева Н. С. Агротеплофикация оказывается в климатических условиях большей части нашей страны круглогодовым потребителем тепла, так как и летом требуется почвенный обогрев для возможности выращивания теплолюбивых растений (дыни, арбузы, помидоры и т. д.).
Не исключена возможность целесообразности применения теила для таяния снега на улицах густо населенных частей городов, а также на крупных ж.-д. узлах -), где огромные средства и силы затрачиваются в настоящее время на уборку этого снега, стесняя движение. К сожалению, этим вопросом никто еще серьезно не занимался, так что говорить об этом приходится пока предположительно.
В настоящее время возможности широкого охвата объектов теплофикации значительно возрастают, поскольку устанавливается целесообразность дальнего теплоснабжения (на 20—50 км и даже более).
Вместе с тем выявляется также целесообразность включения в энергосистему самостоятельных котельных для срезания пиков тепловой нагрузки в целях, с одной стороны, повысить коэффициент использования отборов турбин, что дает возможность расширить круг тепловых потребителей, а с'другой стороны, удешевить основные фонды, поскольку срезание тепловых пиков может быть осуществлено котельными простейшего устройства с низкими параметрами пара, более дешевыми, чем основное обору-
1) Речь может итти о площадях под стеклом порядка 10—20 га и даже более. ") В первую очередь надо иметь в виду обогрев стрелочных переводов и тракцнонпых путей.
360* ч/
Рис. 1.
дование ТЭЦ, имея в виду, что продолжительность пикового временя невелика, составляя обычно 500—1000 часов в год. Понятно, что в качестве пиковых котельных могут быть использованы наиболее подходящие из существующих промышленных центральных котельных, подлежащих закрытию в связи с централизацией теплоснабжения.
Дальнейшее существование конденсационных станций, особенно низкого и повышенного давлений, с подачей тока от гидростанций в первую очередь окажется под угрозой из-за их слабой утилизации или даже из-за полного исключения из работы энергосистем, почему заблаговременно должны быть приняты меры к их использованию в качестве теплофикационных с обоснованием целесообразности перевода машин на ухудшенный вакуум с одновременным отбором пара из промежуточных ступеней для догрева сетевой воды, с превращением нерегулируемых отборов в регулируемые с сохранением, конечно, регенерации.
Широкое развитие теплофикации по-новому ставит вопрос о приводе вспомогательного оборудования тепловых электростанций: электрическим привод для ряда механизмов должен быть заменен паровым с использованием тепла выхлопного пара для целей теплофикации. Электрический же привод перейдет на положение резервного. Новая роль парового привода ставит задачу пересмотра конструкции его с тем, чтобы сделать его способным к длительной и более экономичной эксплуатации. Например, на ТЭЦ высокого давления выпар продувки котлов от двух расширителей должен быть направлен в промежуточные ступени турбин питательных насосов, а не в деаэраторы, как это обычно делается, снижая тем к.п.д. регенеративного процесса главных турбин. Ясно, что при таком задании паровой привод питательных насосов должен быть конструктивно оформлен иначе, чем теперь, получив несколько ступеней приводной турбины. Понятно, что включение в эксплуатацию паровых приводов значительно смягчит остроту вопроса о расходе электроэнергии на собственные нужды.
Итак, будущее тепловых электростанций при развитии гидростроительства в нашей стране в широком росте теплофикации, к расширению которой работники энергетического фронта должны принимать меры заблаговременно, выявляя на местах все новых и новых потребителей тепла.
