Освоение технологических процессов выработки тепловой и электрической энергии. Комбинированная выработка тепловой и электрической энергииКомбинированная выработка - тепловая электрическая энергияКомбинированная выработка - тепловая электрическая энергияCтраница 1 Комбинированная выработка тепловой и электрической энергии называется теплофикацией. Если учесть, что использование тепловой мощности ТЭЦ сильно затягивается во времени, то становится понятным широкое применение в последние годы крупных районных котельных. [1] Для комбинированной выработки тепловой и электрической энергии предназначены ТЭЦ, которые сооружаются в пределах крупных городов или промышленных районов. [2] При комбинированной выработке тепловой и электрической энергии, что является главной особенностью теплофикации, используется теплота, выделяемая в подогревателях при конденсации пара, который предварительно проходит турбину. Эта теплота на конденсационных электростанциях, как уже указывалось, теряется с охлаждающей водой. [3] При комбинированной выработке тепловой и электрической энергии пар отпускается потребителю из ( Промежуточного отбора. От 1 кг свежего пара потребитель получает тепло в количестве ( / - fк шд) ккал / кг, где / к - теплосодержание пара по выходе из котлов ниекого давления, а / конд - возвращаемого от потребителя конденсата; от 1 кг пара из отбора турбины потребитель получает ( / отб - / к. [5] Значительными преимуществами отличается комбинированная выработка тепловой и электрической энергии. В тех случаях, когда наряду с потребителями электрической имеются потребители и тепловой энергии ( для отопления, для технологических целей), можно использовать тепло отработавшего пара паровой турбины. Но при этом давление отработавшего пара, или, как его принято называть, противодавление, всецело определяется параметрами пара, необходимыми для тепловых по требителей. Так, например, при использовании пара для молотов и прессов требуемое давление его составляет 10 - 12 ата, в ряде технологических процессов используется пар давлением в 5 - 6 ата. Для отопительных целей, когда требуется нагрев воды до 90 - 100 С, может использоваться пар с давлением 1 1 - 1 2 ата. [6] Даже с учетом эффекта комбинированной выработки тепловой и электрической энергии расход топлива на покрытие тепло-потерь составляет 18 млн т топлива в год в условном исчислении. При снижении те-плопотерь вдвое, что вполне достижимо при современных теплоизоляционных конструкциях, можно получить экономию около 9 млн т топлива в год в пересчете на условное. [8] Принятая методика распределения расхода топлива при комбинированной выработке тепловой и электрической энергии применяется и при определении себестоимости этих обоих видов энергии, отпускаемых от ТЭЦ. [9] По мощности действующих теплофикационных установок, величине комбинированной выработки тепловой и электрической энергии и протяженности тепловых сетей наша страна занимает первое место в мире. [10] ТЭЦ с парогазовым циклом также относятся к системам с комбинированной выработкой тепловой и электрической энергии. В отличие от обычных ТЭЦ, где преобразование тепла в механическую энергию совершается с помощью водяного пара, на ТЭЦ с парогазовым циклом работа совершается параллельно паром и газом - продуктами сгорания топлива. Для ознакомления с парогазовой ТЭЦ рассмотрим принципиальную схему ее. [11] Для повышения энергоэффективности этих технологий необходимы: перевод крупных муниципальных котельных в режим комбинированной выработки тепловой и электрической энергии путем их надстройки газотурбинными установками; повышение теплозащитных свойств вновь возводимых и эксплуатируемых жилых и общественных зданий путем увеличения повышению термического сопротивления стеновых конструкций и окон; сокращение расходов холодной и горячей воды путем установки регуляторов давления на вводах зданий, а также путем установки регуляторов расхода на водоразборных кранах; проведение гидрохимической промывки систем отопления, а для сетей холодного и горячего водоснабжения использование электрогидроимпульсного и других способов очистки систем. При выполнении этих мероприятий может быть реализовано до 20 % имеющегося потенциала экономии ТЭР. [12] Из термодинамики известно, что наиболее экономичным способом получения теплоты для потребления промышленными и бытовыми установками является совместная комбинированная выработка тепловой и электрической энергии. В этом случае для централизованного теплоснабжения потребителей используется отработавший в паровой турбине теплоноситель. [13] Тепловое хозяйство России в течение длительного периода развивается по пути концентрации тепловых нагрузок, централизации теплоснабжения и комбинированной выработки тепловой и электрической энергии. [14] В настоящее время большое количество электрических станций снабжает потребителя одновременно электрической и тепловой энергией. Централизованное теплоснабжение на базе комбинированной выработки тепловой и электрической энергии, с использованием теплоты отработавшего пара ( или газа), называют теплофикацией. [15] Страницы: 1 2 www.ngpedia.ru Комбинированная выработка тепловой и электрической энергий на ТЭЦ
Одновременная выработка электрической и тепловой энергий в паротурбинной установке называется комбинированной. Выработку на ТЭС тепловой энергии для бытовых и технологических нужд внешних потребителей за счет использования отработавшего в турбине пара на базе централизованного теплоснабжения называют теплофикацией. Теплофикация является важнейшим средством снижения удельного расхода топлива на тепловых электрических станциях, которые называют теплоэлектроцентралями (ТЭЦ). Тепловая схема ТЭЦ с турбиной, имеющей регулируемый отбор пара, представлена на рис. 3.4. В таких установках выработка электрической энергии и отпуск теплоты внешнему потребителю (ТП) могут изменяться в достаточно широких пределах независимо друг от друга. При существенном понижении электрической нагрузки, а также при останове турбины, часть пара к тепловому потребителю может направляться через редукционно-охладительную установку (РОУ). Применяемые на ТЭЦ паровые турбины обычно имеют от одного (турбины типа Т и П) до трех регулируемых отборов, из которых два являются теплофикационными, а один - производственным (турбины типа ПТ). Кроме того, для удовлетворения тепловых нужд потребителя с повышенным давлением применяются паровые турбины с противодавлением типа Р. В таких установках одновременно с выработкой электроэнергии почти вся теплота отработавшего пара в турбине используется для нужд тепловых потребителей.
Рис. 3. 4. Тепловая схема ТЭЦ
В качестве примера на рис. 3.5 приведена упрощенная тепловая схема турбоустановки Т-250/300-23,5 с элементами теплофикационной части (сетевыми подогревателями).
Рис. 3.5. Принципиальная тепловая схема турбоустановки Т-250/300-23,5-5: 1 - сетевые насосы; 2, 3 - верхний и нижний сетевые подогреватели; 4 - дренажные насосы сетевых подогревателей; 5 - обратная сетевая вода; 6 - конденсатный насос; 7 - сливные насосы; 8 – подогреватели низкого давления; 9 - питательный турбонасос; 10 – подогреватели высокого давления
Похожие статьи:poznayka.org Освоение технологических процессов выработки тепловой и электрической энергии.В городах и промышленных районах наряду с потребителями электрической энергии всегда имеются также и потребители тепловой энергии. К ним относятся системы отопления, а также различные технологические установки, служащие для подогрева, варки и сушки материалов. Расход теплоты на отопление в большой степени зависит от времени года, достигая максимальной величины в наиболее холодные зимние месяцы и почти полностью исчезая в летнее время. Промышленные потребители обычно нуждаются в теплоте в течение всего года. Большое экономическое преимущество может быть достигнуто при комбинированной выработке электроэнергии и теплоты. Комбинированная выработка тепловой и электрической энергии называется теплофикацией. Если учесть, что использование тепловой мощности ТЭЦ сильно затягивается во времени, то становится понятным широкое применение в последние годы крупных районных котельных. Для комбинированной выработки тепловой и электрической энергии предназначены ТЭЦ, которые сооружаются в пределах крупных городов или промышленных районов. При комбинированной выработки тепловой и электрической энергии , что является главной особенностью теплофикации, используется теплота, выделяемая в подогревателях при конденсации пара, который предварительно проходит турбину. Эта теплота на конденсационных электростанциях, как уже указывалось, теряется с охлаждающей водой. Значительными преимуществами отличается комбинированная выработка тепловой и электрической энергии . В тех случаях, когда наряду с потребителями электрической имеются потребители и тепловой энергии ( для отопления, для технологических целей), можно использовать тепло отработавшего пара паровой турбины. Даже с учетом эффекта комбинированной выработки тепловой и электрической энергии расход топлива на покрытие теплопотерь составляет 18 млн. тонн топлива в год в условном исчислении. При снижении теплопотерь вдвое, что вполне достижимо при современных теплоизоляционных конструкциях, можно получить экономию около 9 млн. тонн топлива в год в пересчете на условное. Принятая методика распределения расхода топлива при комбинированной выработки тепловой и электрической энергии применяется и при определении себестоимости этих обоих видов энергии, отпускаемых от ТЭЦ. Итак, наиболее экономичным способом получения теплоты для потребления промышленными и бытовыми установками является совместная выработка тепловой и электрической энергии. Ознакомление с основным и вспомогательным технологическим оборудованием.Индивидуальный тепловой пункт (ИТП) – установка, предназначенная для передачи тепловой энергии от тепловой сети к системам теплопотребления (отопление, ГВС, калориферы вентиляционных установок). Источником тепловой энергии может являться котельная, генерирующая пар или перегретую воду. Индивидуальный тепловой пункт включает в себя разнообразное оборудование: теплообменники, насосы, задвижки, шаровые краны, запорно-регулирующие клапаны, обратные клапаны, манометры, термометры, приборы управления и автоматизации. Современные индивидуальные тепловые пункты (ИТП) снабжены системой автоматического регулирования потребления тепловой энергии. Регулирование теплопотребления осуществляется за счет изменения температуры теплоносителя, поступающего в системы теплопотребления. Известны два основных способа подключения систем теплопотребления зданий к тепловым сетям централизованного теплоснабжения: Подключение по зависимой схеме – наиболее распространенное в настоящее время – предполагает поступление самой сетевой воды в систему отопления и другие системы теплопотребления здания. При этом регулирование температуры поступающей в систему отопления воды осуществляется за счет смешивания с обратной водой за счет изменения коэффициента подмеса.
Недостатком независимого способа подключения является возникновение другой зависимости – зависимости от наличия электроснабжения здания. Побудителем движения воды во вторичном контуре, включающем систему отопления здания, является электрический насос, который не будет работать в отсутствии электроснабжения. При зависимой схеме подключения авария по электроснабжению не приведет к остановке теплоснабжения, которое будет обеспечиваться за счет давления сетевой воды. studfiles.net Комбинированная выработка тепловой и электрической энергии в котельных Часть №3(Окончание, начало в журнал "Новости теплоснабжения" № 4-5, 2002 г.). Что касается блок-ТЭЦ с ДВС, то они достаточно распространены в Европе: так, на конец 1998 года только в Германии находилось в эксплуатации 5755 штук общей мощностью 6661 МВт. Для сравнения, суммарная электрическая мощность Мосэнерго составляет 14,8 ГВт или 14800 МВт. На Москву приходится 53% потребления вырабатываемой Мосэнерго электроэнергии, т.е. ориентировочная мощность, работающая на Москву, – 14800 ´ 0,53 = 7844 МВт. Таким образом, в Германии электрическая мощность мини ТЭЦ почти равна используемой Мосэнерго для питания г. Москвы. В Великобритании суммарная мощность ТЭЦ может достигать в будущем 10-15 ГВт или 10000-15000 МВт, что может превышать всю установленную мощность Мосэнерго. Отметим, что даже очень маленькие микро ТЭЦ на базе ДВС имеют приличные параметры. Так, в германском городе Гера организуется производство мотор-генераторов электрической мощностью до 5 кВт и тепловой – до 13,5 кВт. Коэффициент использования теплоты сгорания топлива – 93%. Себестоимость генерируемой электроэнергии – 6-8 пфенинг/кВт час. И это при европейских ценах на газ, в 15 раз превышавших внутрироссийские в 1999 году. Только в первый год планируется выпустить 1000 таких установок. Как уже указывалось выше, г. Москва – наименее пригодный для внедрения поршневой техники регион России, так как паротурбинные ТЭЦ уже осуществляют комбинированную выработку тепловой и электрической энергии. Однако районные тепловые станции (РТС) имеют мощность 10 тыс. Гкал/час, что равно 11,6 ГВт. При применении газотурбинных надстроек РТС на круглогодичном тепловом потреблении (горячее водоснабжение) можно получить 1 ГВт электрической мощности. С учетом более высокого КПД двигатель-генератора и возможности их внедрения в небольшие РТС при использовании надстроек в РТС поршневого типа можно иметь величину электрической мощности большую, чем 1 ГВт. Однако вследствие более высокого КПД ДВС (до 50%) по сравнению с любыми паротурбинными установками, работающими по конденсационному циклу, ДВС можно использовать и летом с выбросом тепла выхлопных газов в атмосферу. При КПД 40% это означает возможность получения (по условиям пропускной способности газопроводов РТС 11,6 ´ 0,4 = 4,64 ГВт) электрической мощности круглогодично. Как показано выше, электрическая мощность Мосэнерго, обеспечивающая всю Москву, – 7,84 ГВт. То есть использование РТС как электростанций обеспечивает больше половины мощности, нужной г. Москве! Это означает, что все коммунальное хозяйство г. Москвы реально сделать автономным от Мосэнерго по электроэнергии (электроснабжение жилого фонда, бюджетных организаций, насосных станций водоканала, троллейбусов, трамваев и даже метро, которое относится к МПС вместе с пригородными электричками). Газа такая система мощностью 4,5 ГВт будет жечь меньше, чем те же 4,5 ГВт от Мосэнерго, в связи с существенно большим КПД летом, по сравнению с работой ТЭЦ Мосэнерго по конденсационному циклу и круглогодичной комбинированной выработкой на тепловом потреблении по крайней мере 1 ГВт электрической мощности. При создании этой системы станут невозможными такие события, как отключение от отопления зимой 2001-2002 года 193 домов в г. Москве. Это означает, что в столице, как в условиях Приморья, живут примерно 115 тыс. человек. Что касается Московской области, то ее электрическая мощность не более (100 – 53)% от 14,8 ГВт всего Мосэнерго, т.к. Мосэнерго снабжает электроэнергией и другие области. То есть электрическая мощность Московской области не более 14,8 ´ (1 – 0,53) = 6,956 ГВт. Тепловая мощность Московской области около 29 ГВт. Это означает (при КПД ДВС 40%) возможность получения до 29 ´ 0,4 = 11,6 ГВт электроэнергии, т.е. почти в 2 раза больше, чем необходимо Московской области. Суммарно возможная муниципальная электрическая мощность г. Москвы и Московской области больше, чем все Мосэнерго! Может быть, мэру и губернатору легче договориться друг с другом, чем с Мосэнерго. Тогда не исключено, что можно объединить электросети г. Москвы и близлежащих к ней городов. Может быть, этого хватит, чтобы обеспечить всю Москву муниципальной электроэнергией. Что касается самой Московской области, то, вероятно, соотношение круглогодичной тепловой нагрузки и пиковой такое же, как в Москве. Это означает возможность получения по аналогии с Москвой не менее 2,5 ГВт электрической мощности на круглогодичном тепловом потреблении или почти половину потребной электрической мощности (6,956 ГВт, как показано выше). То есть все коммунальные потребности Московской области в электроэнергии можно покрыть муниципальной электроэнергией, вырабатываемой на тепловом потреблении круглогодично с более чем в 2 раза меньшей затратой газа. То же самое, что можно сделать в Московской области, можно сделать и во всей России, где концентрация промышленных предприятий, потребляющих львиную долю электроэнергии, меньше. Это означает, что в большинстве городов России дешевым муниципальным электричеством на тепловом потреблении можно обеспечить не только коммунальные нужды, но и всю промышленность, и иметь доходы в городской бюджет от продажи электроэнергии предприятиям. Посмотрим обеспеченность производственными возможностями этого предложения. Из всех 14 заводов России, производящих поршневые двигатели, выберем ЗАО «Волжский дизель имени Маминых», а из всей его номенклатуры – только один двигатель-генератор на природном газе мощностью 500 кВт. По словам заместителя генерального директора по производству дизель-генераторов, завод способен выпускать до 600 таких двигателей в месяц на существующих площадях и оборудовании. Это означает получение эжегодно электрической мощности: 500 ´ 600 ´ 12 = 3600000 кВт = 3,6 ГВт. То есть всего один этот завод всего одним из своих трех двигателей способен за 4 года обеспечить оборудованием перевод Москвы и Московской области на муниципальное электричество! Что касается всей России, то из-за выхода за парковый ресурс оборудования для удержания производства электроэнергии хотя бы на сегодняшнем уровне необходимо ежегодно вводить 7 ГВт электрогенерирующих мощностей. Газовые электростанции разных типов дают менее половины всей электроэнергии, вырабатываемой в России. Это означает, что один из 14 заводов всего одним из своих трех двигателей генераторов способен компенсировать всю ту часть энергетики России, выходящей за парковый ресурс, которая работает на газе. Что касается восточных районов России, где вся энергетика работает на угле и тех регионов России, где достаточно древесных отходов, а также предприятий целлюлозно-бумажной промышленности с их отходами, то там надо применять паровые машины, но это тема другой статьи. В данной статье предпринята попытка доказать экономическую целесообразность децентрализованной выработки электроэнергии по сравнению с централизованной для предприятий и населенных пунктов. Но дело в том, что глобальное потепление климата может привести к технической невозможности дальнейшей централизованной выработки электроэнергии. То, что г. Сочи, г. Туапсе и все побережье Черного моря в предновогоднюю неделю 2001 года осталось без электричества, – это, похоже, только начало. Очень жаль, что руководители этих городов пока не поняли, что происходит. Мэр Сочи в своем выступлении по телевидению досадовал, что хваленые импортные провода подвели. Он не понял, что авария 2001 года носила качественно иной характер: именно потому, что провода были прочнее российских и не порвались вовремя под тяжестью налипшего на них снега, произошло падение 22 высоковольтных опор, чего никогда не было. Только в Сочинском и Новороссийском энергорайонах были повреждены 22 линии электропередач (ЛЭП). По Туапсинскому району число разрушенных опор ЛЭП превысило 2500; из них в Тенгинском сельском округе более 400 (видимо, здесь речь идет об относительно низковольтных ЛЭП на напряжение 10000 и менее вольт). Все началось еще 18 декабря 2001 года, а 18 января сообщалось, что к концу января 2002 года получат электроэнергию 9000 человек, оставшихся без света. В этой ситуации по телевидению руководители Кубаньэнерго говорят о строительстве Сочинской ТЭС и строительстве еще одной линии электропередачи. Можно предположить, что, как всегда, все это строительство будет оплачиваться из возросшего тарифа на электроэнергию, а в очередную зиму побережье будет опять без электроэнергии – следовательно, без воды и отопления (насосы водозаборов и котельных приводятся электродвигателями). Надо не этим заниматься, а превратить каждую газовую котельную в мини ТЭЦ и строить не ЛЭП, а газопроводы. Они не боятся дождя при минусе 3 ° С, когда ледяная муфта на проводе ЛЭП достигает 15 сантиметров в диаметре. Климат меняется на глазах: в телевизионных интервью жители Черноморского побережья говорят, что за 10 последних лет зимние аварии в электроснабжении стали привычными. Изменения заметны и в средней полосе России: летом 2001 и 1998 годов ураганы в Московской области нарушили электроснабжение. Старожилы не помнят, чтобы в Московской области такое случалось раньше. Уже зима 2001-2002 года с ее морозами, еще далеко не достигшими расчетной для Москвы и Московской области температуры (–26 ° С), показала, чем это грозит. Из-за аварий теплотрасс в г. Волхове Ленинградской области без отопления остались 128 домов, где проживают 11 тыс. человек; в Москве на Солнечногорской улице без отопления осталось 38 домов. Тут надо напомнить, что в тридцатые годы в г. Москве расчетная температура была –30 ° С. До аварии в г. Москве 1978/79 годов расчетная температура была –25 ° С, а затем –26 ° С. Поэтому в районах послевоенной застройки при –30 ° С (даже при исправном оборудовании коммунального хозяйства) возможны аварии по сценарию 1978/79 годов в тогдашнем Брежневском районе Москвы. Мощности отопления не хватало, в помещениях было холодно, население включало электроотопительные приборы. Перегрузка энергосистемы, выход из строя оборудования, останов котельных с электроприводным вспомогательным оборудованием, обеспечивающих теплом более 1,5 миллиона человек, десятки тысяч людей заболели, 2000 летальных исходов на почве переохлаждения. Еще не поздно каждую котельную превратить в мини ТЭЦ и избежать таких последствий. Тут надо отметить, что опасна не сама по себе низкая температура окружающего воздуха, а сочетание с длительностью ее стояния. Например, в Москве зимой 2001/2002 года был момент, когда температура упала до –30 ° С за 12 часов, потом снова пошла вверх. Это не вызвало серьезных последствий из-за большой тепловой инерции зданий. Член-корреспондент РАН Л.С.Попырин предупреждает: «Из приведенных исследований следует однозначный вывод о возможности крупных аварий в системе теплоснабжения Москвы. Масштабы возможных последствий велики, т.к. мощность частей системы теплоснабжения, в которых ТЭЦ не обеспечивают приемлемого значения температуры воздуха в отапливаемых жилых помещениях, достигает 50% общей мощности системы». www.combienergy.ru 2.4 Комбинированная выработка тепловой и электрической энергииРоссия является самой холодной страной и на отопление расходуется от 35% до 40% вырабатываемых ресурсов. В то же время на электрических станциях превращается в электрическую энергию не больше 40% теплоты сжигаемого топлива, а более 50% теряется с охлаждающей водой. При этом уменьшается работа, совершаемая в турбине. Но отработанный пар имеющий такую температуру можно направить в теплообменник и подогреть воду для нужд теплоснабжения. Совместная выработка тепла и электрической энергии называется комбинированной. Тепловая и электрическая нагрузки не совпадают: летом – отопительная нагрузка = 0, а электрическая энергия потребляется столько же сколько и зимой. График электрической нагрузки выполняется крупными ГРЭС, ТЭС и АЭС, а ТЭЦ работает по тепловому графику. В России по теплофикационному циклу вырабатывают 20-25% электрической энергии. Эту цифру можно увеличить. 2.5 Газотурбинные и парогазовые установки (гту и пгу)В настоящее время газотурбинные и парогазовые установки являютсяся самыми перспективными из всех установок для пр-ва тепловой и электрической энергии. Применение этих установок во многих странах мира позволило значительно повысить экономичность станции и улучшить экологию. Принцип работы газовой турбины такой же, как и паровой: продукты сгорания разгоняются до скорости 300 м/с и более, они давят на лопатки турбины при их обтекании и тем самым вращают ротор турбины, соединенный с электрогенератором. КПД ГТУ тем больше, чем выше температура газов на входе в ГТУ. Эта температура определяется жаропрочностью элементов газовой турбины. Отработанный в ГТУ газ выходит из турбины с температурой 500ºС. Теплоту этих газов можно использовать для получения пара, который совершает работу в паровой турбине и тем самым увеличивается КПД цикла. Max КПД ПГУ составляет 58%, планируется его увеличение до 60%.
В камеру сгорания ГТУ подается топливо и сжатый в компрессоре воздух. Образовавшиеся продукты сгорания поступают в газовую турбину. В современных ГТУ существует система охлаждения ее деталей. Это связано с высокими температурами на входе в газовую турбину (1000 - 1300ºС). Из условий длительности работы элементов газовой турбины, температура этих газов не должна превышать 900 С. Для охлаждения обычно используют воздух, отбираемый за отдельными ступенями компрессора. Температура газов на выходе из ГТУ в зависимости от начальной температуры воздуха и степени сжатия в компрессоре составляют 500-600С. После газовой турбины продукты сгорания поступают в котел-утилизатор, где отдают часть своего тепла рабочему телу, которое циркулирует в контуре. Полученный в котле-утилизаторе перегретый пар вращает паровую турбину. Перспективным является использование ТЭС, работающих на природном газе. В них можно смонтировать несколько газовых турбин необходимой мощности. Постепенно, действующие паровые котлы, которые выработали свой ресурс, можно заменить на котлы-утилизаторы. Оставшуюся схему станции, т.е. паровая турбина, паропроводы, водоподготовка, электрическая часть, можно использовать без капитальных затрат. Как показывает зарубежный опыт, при таком варианте реконструкции удельная стоимость надстройки составит от 400 до 500 дол. за кВт. Такая надстройка дает возможность снизить температуру перегретого пара без значительного снижения КПД станции, а снижение параметров пара увеличивает ресурс работы оборудования в 3-5 раз. studfiles.net Комбинированное или раздельное производство тепловой и электрической энергии_Д.И.Аронов_2005Комбинированное или раздельное производство тепловой и электрической энергии? http://www.thermonews.ru/analytics/kommunal/combenergo.htm 18 Августа 2005 / Аналитика / Проблемы ЖКХ Автор: И.З. Аронов Казалось бы, что за вопросы? Ведь этот вопрос давно решен в пользу комбинированной выработки на теплоэлектроцентралях. Экономически обоснованный выбор был сделан много десятков лет назад, и СССР неуклонно руководствовался им до 60–70–х годов прошлого века. Однако любители поспорить могут справедливо заметить: техника все время прогрессирует и обстановка может измениться таким образом, что все, что было хорошо и справедливо 70 лет назад, сегодня целесообразно изменить. К сожалению, такие любители нашлись еще 30–40 лет назад и дело повернулось так, что наша страна бесполезно потеряла много топлива и денег и, к сожалению, продолжает их терять и теперь. Прошу читателя извинить за такое отступление и перехожу к делу. Электроэнергия производится на тепловых паротурбинных электростанциях, а также дизельных, гидроэлектростанциях, атомных электростанциях. Наибольшую электрическую мощность можно получить на конденсационной паротурбинной электростанции (КЭС), состоящей из парового котла с пароперегревателем, вырабатывающих нагретый пар нужного давления и температуры, парового турбогенератора (блок паровой турбины и электрогенератора, сидящего на валу турбины), конденсатора, в котором отработанный в турбине пар конденсируется, а конденсат насосом подается в котел. Такова упрощенная схема работы КЭС. Для того, чтобы получить максимально возможную мощность, пар на входе в турбину должен иметь максимально возможное давление и температуру, а на выходе – минимальное давление. В современных КЭС пар на входе в конденсатор имеет давление 0,04 атм, температуру около 28 град. Цельсия, а теплосодержание очень высокое, около 575 ккал/кг. Чтобы сконденсировать этот пар, надо пропустить через трубы конденсатора воду в количестве не менее 55 кг на 1 кг пара с температурой ее как можно ниже 20 град. Выходящая из конденсатора вода имеет температуру не более 25 град. Как правило, тепло этой воды не может быть использовано. Потеря тепла с охлаждающей водой огромна: до 60% тепла топлива, сожженного в котле, бесполезно теряется с водой; еще 10% тепла топлива теряется в самом котле. В результате коэффициент использования топлива на КЭС самого современного типа и при высоких параметрах пара не превышает 40%. Как указывалось выше, КЭС вырабатывает только электроэнергию. Народное хозяйство (промышленность, коммунальное хозяйство, жилые, общественные здания и т.п.) потребляют в не меньшем количестве и тепловую энергию. При раздельном производстве тепловой и электроэнергии одновременно с КЭС сооружаются котельные с паровыми или водогрейными котлами; коэффициент использования топлива в котельных значительно выше. Необходимо подчеркнуть, что при производстве электроэнергии используются дымовые газы высокого потенциала (с температурой 1000–1200 град. на выходе из топки). Теплоэнергия требуется в виде перегретой воды с температурой 130–150 град. (на входе в тепловой пункт). Как видите, потенциал таков, что грех строить специальные котельные для нагрева воды до 150 град. в тех случаях, когда на электростанциях установлены паровые турбины, в которых предусмотрен отбор пара низкого давления в количестве, необходимом для подогрева воды до этой температуры в системе теплофикации. Подобные теплоэлектроцентрали (ТЭЦ) за многие десятки лет эксплуатации доказали преимущества комбинированного производства электро- и теплоэнергии, главным из которых является значительная экономия топлива, которая тем выше, чем больше потребителей тепла. Естественно, чем квалифицированнее топливо и чем выше его экономическая (народнохозяйственная) ценность, тем более предпочтительны ТЭЦ с комбинированным производством тепла и электроэнергии. Повторяю, это доказано многолетним опытом. Да вроде и противников явных нет. Тем не менее, посмотрите, сколько в крупных и средних городах РФ с 1960–70–гг. построено районных и групповых котельных! Все авторы книг и статей по электроснабжению городов, последних 50–60 лет, подчеркиваю, все без исключения, писали о значительных преимуществах ТЭЦ. Некоторые из них, правда, полагают, что необходимо принимать подобные решения, на основании технико–экономических расчетов. Правильно! Ради Бога. Без должного технико–экономического обоснования не должен рассматриваться ни один проект. Но в те далекие годы закладывали в расчеты безбожно низкую цену природного газа (считалось, что природный газ – самое дешевое топливо и не надо его экономить). В результате произошло обесценивание многого полезного, высоко оцененного мировой теплоэнергетикой из того, что было наработано теоретиками и практиками теплофикации в СССР. С учетом высочайшего качества природного газа как топлива и сырья для переработки, с точки зрения народного хозяйства и, в первую очередь, охраны окружающей среды его следует считать самым высокоценным топливом. Следует также учесть, что большое количество добываемого природного газа экспортируется за рубеж РФ. Поэтому в любые расчеты, связанные с использованием природного газа, имеет смысл закладывать его экспортную цену для стран Западной Европы. Если бы любители раздельного производства энергии и сооружения районных котельных с водогрейными котлами теплопроизводительностью по 100 и 180 Гкал/ч выполняли технико–экономические сопоставления с учетом объективной цены топлива, то они поняли бы, что заслуживают как минимум экстренной отставки. Другое дело, что в отдельных случаях (подчеркиваю – в отдельных) решения о строительстве котельной мощностью до 100–200 Гкал/ч можно оправдать, пожалуй, только в одном – когда строительство жилых домов значительно опережает энергетические возможности электроснабжения от ТЭЦ и существующих теплосетей. Но и в этих случаях хотя бы для частичного снижения ущерба народному хозяйству следует вместо водогрейных котлов устанавливать паровые котлы и паровые турбогенераторы с противодавлением, вырабатывающие электроэнергию по тепловому графику. Подобные ТЭЦ дороже котельных, но они экономичны благодаря выработке электроэнергии и, безусловно, заслуживают широкого применения. Альтернативой сооружению постоянной котельной являются транспортабельные котельные для временного теплоснабжения микрорайона, действующие до сооружения ТЭЦ и тепловых сетей. Могут быть использованы также и передвижные дизельные и газотурбинные ТЭЦ. Выводы 1. Решая задачи энергоснабжения города, района, поселка следует, безусловно, ориентироваться на комбинированный метод энергоснабжения, предусматривающий сооружение ТЭЦ. Отход от подобного решения должен быть обязательно серьезно аргументирован. В противном случае Россия имеет хорошие шансы превратиться из страны–экспортера топлива в импортера. Так что принятого на вооружение 70 лет назад комбинированного производства на ТЭЦ (любых, но ТЭЦ!) надо придерживаться еще жестче, чем раньше. 2. При наличии стабильных и значительных тепловых нагрузок и возможности получения электроэнергии из электросети в достаточном количестве наиболее эффективно сооружение ТЭЦ с противодавленческими турбинами: при минимальных капвложениях достигается максимальная экономия топлива. Срок окупаемости строительства подобных ТЭЦ по сравнению с другими вариантами комбинированного и раздельного производства энергии, как правило, самый короткий. 3. Даже в пределах большого или среднего города, а тем более для энергоснабжения поселков и малых городов и сел, целесообразно использовать транспортабельные котельные и ТЭЦ, хотя и в этих случаях классические ТЭЦ обеспечивают минимальное потребление топлива. studfiles.net Комбинированная выработка - энергия - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1Комбинированная выработка - энергияCтраница 1 Комбинированная выработка энергии имеет рад преимуществ по сравнению с выработкой электроэнергии на отдельной электростанции и энергии пара и электричества на обособленных промышленных установках. [2] При отсутствии комбинированной выработки энергии применяется раздельное производство электрической энергии на конденсационных электростанциях ( КЭС) и теплоты в котельных установках. [3] Для возможности осуществления комбинированной выработки энергии теплота должна отпускаться потребителям при температуре, превышающей окружающую среду, например Т3, так как только при этом она может быть использована потребителем. [5] Имеется возможность осуществлять четыре метода промышленной комбинированной выработки энергии или производства электроэнергии. На рис. 14.65 приведен схематически высокотемпературный цикл газотурбинной установки. [6] Системы энергоснабжения с раздельной или комбинированной выработкой энергии могут в равной степени обеспечить промпредприятия теплом и электроэнергией. [7] В турбоагрегатах, предназначенных для одновременной выработки электроэнергии и теплоты заданных параметров, используется принцип комбинированной выработки энергии, основанный на теплоснабжении частично отработавшим паром. [9] При одновременном переходе к более высоким начальным параметрам пара на конденсационных электростанциях и ТЭЦ экономия топлива при комбинированной выработке энергии возрастает. [10] Поэтому на ТЭЦ в механическую ( электрическую) энергию превращается меньшая доля теплоты топлива, чем на конденсационной станции, хотя общее использование теплоты топлива при комбинированной выработке энергии значительно лучше. Централизованное снабжение потребителей теплом от теплоэлектроцентралей называется теплофикацией. [11] Наиболее значительное влияние комбинированной выработки заключается в том, что она существенно улучшает полноту превращения энергии. На рис. 14.70 иллюстрируются относительные значения эффективности использования топлива для хорошо работающей установки, вырабатывающей только электрическую энергию, и для установки комбинированной выработки энергии, имеющей сбалансированность выработки тепла и электроэнергии. [12] Что касается сооружения и эксплуатации энерготехнологических установок, следует отметить, что схема энерготехнологического комбинирования имеет ряд преимуществ перед простейшей схемой использования БЭР как в технологической, так и в энергетической частях процесса. Это открывает большие перспективы в области создания высокоорганизованных технологических процессов и обеспечения более полного использования вторичных энергоресурсов. По существу, энерготехнологическое комбинирование в сфере производственных процессов имеет много общего с уже давно получившим в нашей стране распространение комбинированным производством тепла и электрической энергии на ТЭЦ, взамен раздельной их выработки. Известно, что на ТЭЦ при комбинированной выработке энергии удельный расход тепла на 1 кВт - ч составляет 5000 - 6300 кДж, что недостижимо для конденсационных ТЭС. [13] Таким образом, энерготехнологическое комбинирование имеет преимущество перед простейшей схемой использования ВЭР как в технологической, так и в энергетической частях установки. Это открывает большие перспективы в области создания высокоорганизованных технологических процессов и обеспечения использования их вторичных энергоресурсов. По существу энерготехнологическое комбинирование в сфере производственных процессов имеет много общего с уже давно получившим в нашей стране распространение комбинированным производством тепла и электрической энергии на ТЭЦ взамен раздельной их выработки. Известно, что на ТЭЦ при комбинированной выработке энергии удельный расход тепла на 1 кВт ч составляет 5000 - 6300 кДж, что недостижимо для конденсационных ТЭС. При энерготехнологическом комбинировании обеспечивается круглогодичное использование ВЭР, в то время как комбинированная выработка тепла на ТЭЦ в большинстве случаев имеет сезонный характер, характеризуется значительной неравномерностью годового графика. [15] Страницы: 1 2 www.ngpedia.ru |
|
||||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||
|
.jpg)
