• Электрическая нагрузка ТЭЦ (Pтэц) предварительно определяется на основе максимальной электрической нагрузки района. При этом учитывается расход электроэнергии на собственные нужды и потери в сетях

, МВт (1.12),

где - суточный максимум электрической нагрузки района (из табл. 1.4), МВт;

- коэффициент, учитывающий мощность собственных нужд ТЭЦ;

- коэффициент, учитывающий потери мощности в сетях. При выполнение расчётов можно принять .

МВт

.3 Расчёт годовой потребности района теплоснабжения в тепловой энергии

Расчёт производится для основных групп потребителей тепловой энергии с учётом вида и параметров теплоносителя. Основными группами потребителей являются:

• промышленные предприятия, потребляющие пар давлением 8-13 кгс/см² для технологических нужд и пар 1,2 кгс/см² для технологических нужд, отопления и вентиляции;
• жилые и общественные здания, потребляющие тепло для отопления (пар 1,2 кгс/см²);
• системы горячего водоснабжения жилых зданий и предприятий городского хозяйства: бань, прачечных, столовых и т.п. (пар 1,2 кгс/см²);
• Годовое потребление тепла по основным группам потребителей рассчитывается с использованием средних удельных норм расхода тепла на единицу продукции или одного жителя [2, таблица 1.9].

, т/год (1.13),

где - удельный расход пара 8-13 кгс/см² на единицу продукции i-го вида, т;

- годовой объём производства продукции i-го вида в принятых единицах;

- годовой расход пара 8-13 кгс/см² на производство i-го вида продукции, т/год.

т/год

т/год

т/год

Отсюда можем сделать вывод, что на производство единицы магния, свинца и асбеста пар не расходуется.

, Гкал/год (1.14),

где - годовой расход тепла в паре 1,2 кгс/см² на производство продукции i-го вида, Гкал/год;

- удельный расход тепла в паре 1,2 кгс/см² на производство единицы продукции i-го вида, Гкал/ ед.продукции

- годовой объём производства продукции i-го вида в принятых единицах.

Гкал/год

Гкал/год

Гкал/год

Тепловая технологическая нагрузка определяется составом и количеством промышленных предприятий, снабжающихся теплом от ТЭЦ. Общий расход тепла зависит от теплоёмкости технологической схемы, режима потребления тепла в течение суток и года. Результаты расчётов тепловой технологической нагрузки сводятся в таблице 1.5

Таблица 1.5.

Потребление тепла на технологические цели в паре 8-13 кгс/см².

№ п/пНаименование потребителей (отрасли промышленности)Расход пара на единицу продукции, , тГодовой расход пара Число часов использования максимума Часовое потребление пара 8-13 кгс/см², т/ч1Целлюлоза615000008000187,52Бумага5750000800093,753Хим. волокно13130000766016,971279Итого24238000023660298,22128

Число часов использования максимума для технологической тепловой нагрузки принимается такое же, как и для электрической нагрузки [2, таблица 2].

Часовое потребление пара 8-13 кгс/см² по отдельным промышленным потребителям можно определить по формуле:

, т/ч (1.15).

Часовое потребление тепла промышленным потребителям можно определить по формуле

, Гкал/ч (1.16),

где - годовое число часов использования максимума нагрузки в паре 1,2 кгс/см² i-м потребителем тепла, ч/год.

Значение может быть ориентировочно определено из соотношения

, ч/год (1.17),

где - продолжительность отопительного периода в сутках для данного района [2, таблица 10]/

Результаты расчётов сводятся в таблице 1.6.

Таблица 1.6.

Потребление тепла промышленными потребителями в паре 1,2 кгс/см².

№ п/пНаименование потребителя (отрасли промышленности)Расход тепла на единицу продукции, qi, Гкал/едГодовой расход тепла , Гкал/год, ч/год, Гкал/ч1Целлюлоза0,4100000228273636,552Бумага0,345000228273616,453Хим. волокно44000002282736146,20Итого4,70545000,006848208199,20

• Годовое потребление тепла на коммунально-бытовые нужды по i-ой группе потребителей можно определить по формуле:

, Гкал/год, (1.18),

где - удельный расход тепла в паре 1,2 кгс/см² по i-ой группе потребителей на одного жителя, Гкал/год; [2, таблица 9];

- коэффициент охвата городских потребителей теплоснабжением от ТЭЦ [2, таблица 1];

- число жителей, чел.

Отопление и вентиляция жилых зданий: Гкал/год

Отопление и вентиляция общественных зданий: Гкал/год

ГВС жилых зданий: Гкал/год

Бани: Гкал/год

Прачечные: Гкал/год

Предприятия общественного питания: Гкал/год

На основе годового расхода тепла и числа часов использования максимума нагрузки для каждой группы потребителей определяется часовой расход тепла:

(1.19),

где - годовое число часов использования максимума тепловой нагрузки для i-ой группы потребителей [2, таблица 12].

Отопление и вентиляция жилых зданий: Гкал/ч

Отопление и вентиляция общественных зданий: Гкал/ч

ГВС жилых зданий: Гкал/ч

Бани: Гкал/ч

Прачечные: Гкал/ч

Предприятия общественного питания: Гкал/ч

Результаты расчётов сводятся в табл. 1.7.

Таблица 1.7.

Потребление тепла на коммунально-бытовые нужды

ПотребителиНорма расхода тепла, Гкал/чел Годовой расход тепла, Гкал/годЧисло часов использования максимума, ч/годЧасовой расход тепла, Гкал/чОтопление и вентиляция жилых зданий3,320,87569602736276,67Отопление и вентиляция общественных зданий0,810,8184680273667,5Горячее водоснабжение1,950,75416812,51200347,34Бани0,150,52137530007,13Прачечные0,30,651300350014,66Предприятия общественного питания0,280,755860300018,62Итого6,814,151486987,5016172731,91

• После расчёта тепловых нагрузок можно определить годовой отпуск тепла от ТЭЦ:
• по технологическому пару 8-13 кгс/см²:

, т/год (1.20),

где - суммарное годовое потребление пара на технологические нужды (из таблицы 1.5);

- КПД паровых сетей (0,9-0,93);

по теплу в паре 1,2 кгс/см²

т/год

(1.21),

где- суммарный годовой расход тепла в паре 1,2 кгс/см² промышленными потребителями (таблица 1.6), Гкал/год;

- суммарное годовое потребление тепла на коммунально-бытовые нужды (таблица 1.7), Гкал/год;

- КПД тепловых сетей (0,9-0,94).

Гкал/год

С учётом потерь в паровых и тепловых сетях необходимо скорректировать и значения часового отпуска тепла от ТЭЦ:

по технологическому пару

(1.22)

по теплу в паре 1,2 кгс/см²

(1.23).

На основе полученных результатов можно рассчитывать часовое количество тепла, отпускаемого из отборов турбин на отопление и горячее водоснабжение

, Гкал/ч, (1.24),

где - часовой коэффициент теплофикации;

, - часовые значения тепловых нагрузок соответственно на отопление и горячее водоснабжение, Гкал/ч.

Гкал/ч

Величина - это доля покрытия максимума внешней тепловой нагрузки ТЭЦ на отопление и вентиляции. За счёт полного использования теплофикационных отборов турбин. Значение определяет экономичность комбинированной схемы энергоснабжения, так как влияет на электрическую и тепловую мощность ТЭЦ. Экономически обоснованное значениележит в пределах 0,4-0,7. Для районов, расположенных в зоне средних широт, а также с недостаточно благоприятными условиями топливоснабжения, можно принимать = 0,5 - 0,6.

Пиковая (кратковременная) часть отопительной нагрузки

Гкал/ч, (1.25).

Гкал/ч

2.ВЫБОР ОСНОВНОГО ОБОРУДОВАНИЯ ТЭЦ

• В большинстве случаев промышленно-отопительные ТЭЦ связаны с районными энергосистемами и работают по тепловому графику нагрузки. Развиваемая электрическая мощность ТЭЦ определяется тепловой нагрузкой. Поэтому мощность устанавливаемых турбин выбирается из расчёта необходимого отпуска тепловой энергии и её параметров.
• При выборе основного оборудования ТЭЦ необходимо сравнить не менее двух вариантов, отличающихся количеством и типом турбоагрегатов (ПТ, Т, Р). Выбор состава оборудования начинается с определения типа, мощности и числа турбин.
• При этом должны полностью покрываться технологическая тепловая нагрузка, отопительная нагрузка (кроме пиковой её части) и нагрузка горячего водоснабжения. Сравниваемые варианты должны обеспечивать примерно одинаковые расчётные нагрузки потребителей, а также примерно одинаковую степень надёжности энергоснабжения, охраны окружающей среды.
• Выбор наилучшего элемента оборудования можно осуществлять как на одно-, так и многокритериальной основе. В первом случае в качестве критерия можно использовать минимум приведённых затрат. Во втором случае следует воспользоваться некоторыми критериями.
• Приведённые затраты определяются по формуле

, млн.руб/год (2.1),

где -капиталовложения по i-му варианту, млн.руб;

- нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений (0.12);

- ежегодные издержки производства по i-му варианту, млн.руб/год.

Из числа сравниваемых при однокритериальном подходе выбирается вариант с минимальными приведёнными затратами. Перед расчётом приведённых затрат по вариантам необходимо выбрать основное оборудование.

.1 Выбор турбинного оборудования

Основные нормативно-справочные данные по турбинам содержатся в [2, таблица 13]. При выборе турбин необходимо учитывать следующие положения:

• число агрегатов целесообразно сокращать до минимума за счёт большей единичной мощности;
• при значительной технологической нагрузке следует рассмотреть вопрос об установке турбин с противодавлением для покрытия базовой части нагрузки;
• в случае чисто отопительной ТЭЦ необходимо стремиться к блочной схеме;
• необходимо выделить головные агрегаты.
• В том случае, когда тепло опускается в виде пара и горячей воды, первым, как правило, устанавливается
• агрегат типа ПТ:
• значения часовых тепловых нагрузок по технологическому пару, а также по отоплению и горячему водоснабжению, берутся из формул (1.22) и (1.24);
• в каждом варианте все турбины должны быть с одинаковыми начальными параметрами пара.
• 2.2 Выбор котельного оборудования
• При выборе энергетических котлов необходимо руководствоваться следующими рекомендациями:
• для промышленно-отопительных ТЭЦ с унифицированными начальными параметрами поток отборного пара не должен иметь промежуточный перерыв;
• паропроизводительность и число котлов на ТЭЦ с поперечными связями выбираются по максимальному расходу пара турбинным цехом с учётом расхода пара на собственные нужды и трёхпроцентным запасом;
• в случае выхода из строя одного энергетического котла оставшиеся в работе должны обеспечивать максимально длительный отпуск тепла на производство, отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение. При этом для ТЭЦ, входящей в энергосистему, допускается снижение электрической мощности.

Основные справочные данные по котлам приведены в [2, таблица 14].

Суммарная часовая производительность энергетических котлов может быть определена по выражению

, т/ч, (2.2),

где - максимальный часовой расход пара i-той турбиной, т/ч [2, таблица 13];

n - число турбин.

Выбранные котлы должны не только соответствовать выбранным ранее турбинам по суммарной паропроизводительности и начальным параметрам пара, но и работать на принятом для проектируемой ТЭЦ виде топлива (уголь или газ).

Для покрытия пиковой части графика тепловых нагрузок наиболее целесообразным является использование специальных пиковых водогрейных котлов низкого давления (ПВК). Количество пиковых котлов может быть найдено из соотношения

(2.3),

где - пиковая часть отопительной нагрузки, Гкал/ч (формула 1.23);

-единичная производительность одного ПВК, Гкал/ч

- КПД тепловых сетей (0,9-0,94).

Нормативно-справочные материалы по ПВК приведены в [2, таблица 15]. Пиковые котлы должны быть однотипными. Их общее число по условиям надёжности теплоснабжения должно быть не менее двух.

Т.о., на основании приведенных рекомендаций по выбору оборудования, нормативно-справочных данных и основных показателей, получились следующие варианты:

ТурбиныЭнергетические котлыПиковые водогрейные котлы1 вариантПТ-80/100-130/13(2шт), Т-100/120-130(2шт)ПК-24(8шт)КВГМ-50(3шт)2 вариантПТ-60/75-130/13(3шт) Т-175/210-130(2шт)ТГМ-444(4шт)ПТВМ-301(6шт)

2.3 Технико-экономическое сравнение вариантов (однокритериальный подход)

Как уже отмечалось, при подобном подходе в качестве критерия оптимизации чаще всего используется минимум приведённых затрат. По каждому варианту необходимо определить капитальные вложения и ежегодные издержки производства.

Капитальные вложения в ТЭЦ определяются по формуле

, млн.руб (2.4.),

где - капитальные вложения в головной турбоагрегат, млн. руб.;

- капитальные вложения в последующий турбоагрегат, млн.руб.;

, - капвложения соответственно в головной и последующий котлоагрегаты, млн.руб;

, - капвложения соответственно в головной и последующий пиковые водогрейные котлы, млн.руб;

, , -общее количество соответственно турбин данного типа, энергетических котлов и пиковых водогрейных котлов;

- капвложения, зависящие от общей мощности ТЭЦ, млн.руб;

- коэффициент, учитывающий районные условия сооружения ТЭЦ.

Значения величин, содержащихся в формуле (2.4) берутся из [2, таблицы 16,17,18,19].

вариант:

млн руб.

вариант:

млн руб.

Ежегодные издержки производства по каждому варианту

, млн.руб./год (2.5),

где - затраты на топливо, млн.руб./год;

- затраты на амортизацию основных средств, млн.руб./год;

- затраты на заработную плату эксплуатационного персонала, млн.руб./год;

- затраты на ремонт, млн.руб/год;

- прочие затраты, млн.руб/год.

1 вариант:

3699,2 млн руб.

2 вариант:

4678,5 млн руб.

Годовые затраты на топливо:

, млн.руб/год (2.6),

где - цена 1 тонны условного топлива, руб/ т у.т. (1500 руб/т у.т.)

- годовой расход условного топлива, т у.т./год.

1 вариант:

млн руб./год

вариант:

млн руб./год

В связи с тем, что топливо на ТЭЦ расходуется на производство электрической и тепловой энергии, годовой расход топлива можно представить как сумму соответствующих составляющих

, тыс. т у.т/год, (2.7),

где - расход топлива на производство электроэнергии, т у.т./год;

- расход топлива на производство теплоэнергии, т у.т/год.

вариант:

т у.т.

2 вариант:

т у.т.

Годовой расход топлива на выработку электроэнергии

т у.т/год, (2.8)

вариант:

т у.т./год

вариант:

т у.т./год

Величинаопределяется путём расчётов с использованием энергетических характеристик турбоагрегатов [2, таблица 20].

В общем виде уравнение энергетической характеристики турбины записывается следующим образом:

, Гкал/ч (2.9),

где - часовой расход тепла на холостой ход, Гкал/ч;

- относительный прирост расхода тепла при работе по теплофикационному циклу, Гкал/МВт·ч;

- электрическая мощность при работе по теплофикационному циклу, МВт;

- относительный прирост расхода тепла при работе по конденсационному циклу, Гкал/ МВт·ч

- электрическая нагрузка на генераторе. МВт.

Для расчёта годового расхода теплоты необходимо предварительно распределить заданную нагрузку между турбинами, после чего выполнять расчёты путём трансформации часовых энергетических характеристик турбин в годовые. В общем виде уравнение годовой характеристики характеризуется соотношением

, Гкал/год, (2.10),

где - число часов работы турбины в течение года, (8000-8100 ч/год);

- годовая выработка электроэнергии по теплофикационному циклу, МВт·ч;

- то же, по конденсационному циклу, МВт·ч.

вариант:

Гкал/год

Гкал/год

вариант:

Гкал/год

Гкал/год

Выработка электроэнергии по теплофикационному циклу

, МВт·ч, (2.11),

где - годовой отпуск тепла из теплофикационного отбора, Гкал/год;

- то же, из производственного отбора (для турбин типа ПТ) Гкал/ год;

- соответственно удельная выработка электроэнергии на тепловом потреблении для теплофикационного и производственного отборов, кВт·ч/Гкал.

вариант:

МВтч

МВтч

вариант:

МВтч

МВтч

Величина (для каждого параметра отборного пара) рассчитывается по формуле

, кВт·ч/ Гкал (2.12),

где - теплосодержание пара на входе в турбину, ккал/кг;

- теплосодержание пара в отборе, ккал/кг;

- КПД, учитывающий электрические потери в генераторе (0,95-0,97);

- КПЖ, учитывающий механические потери (0,98);

- теплосодержание возвращаемого на ТЭЦ конденсата, ккал/кг.

Используемые в формуле значения теплосодержаний приведены в [2, таблица 21].

КВтч/Гкал

КВтч/Гкал

Годовой отпуск тепла из отборов определяется по результатам распределения тепловой нагрузки (часовой) между отборами турбин

, Гкал/год (2.13),

где - годовое число часов использования отбора.

вариант:

Гкал/год

Гкал/год

вариант:

Гкал/год

Гкал/год

, Гкал/год (2.14).

вариант:

Гкал/год

вариант:

Гкал/год

Таким образом, после определения для каждой турбины теплофикационной выработки электроэнергии можно рассчитать и конденсационную

, МВт·ч (2.15) ,

где - общая годовая выработка электроэнергии турбоагрегатом данного типа, МВт·ч,

вариант:

МВтч

МВтч

вариант:

МВтч

МВтч

величина определяется по формуле

, МВт·ч, (2.16),

где - установленная мощность турбоагрегата, МВт;

- годовое число часов использования установленной мощности ТЭЦ (принимается равным 6000-6500 ч/год).

вариант:

МВтч

вариант:

МВтч

В итоге, определив по энергетическим характеристикам расходы тепла по отдельным турбинам, можно рассчитать общее потребление тепла на ТЭЦ, а затем и расход топлива на выработку электроэнергии (формула 2.8).

Расход топлива на производство теплоэнергии

т у.т./год (2.17),

где - годовой отпуск тепла из отборов турбин;

- годовой отпуск тепла от пиковых водогрейных котлов;

- КПД энергетических котлов (0,93);

- КПД теплофикационного отделения (0,98);

- КПД пиковых водогрейных котлов (0,9).

вариант:

т у.т./год

вариант:

т у.т./год

Величина может быть найдена по формуле:

, Гкал/ год, (2.18),

где - часовая нагрузка пикового источника теплоснабжения (формула 1.25);

- годовое число часов использования максимальной нагрузки пиковых котлов (1000 ч/год).

вариант:

Гкал/год

вариант:

Гкал/год

Далее рассчитываем по каждому варианту остальные составляющие ежегодных издержек, входящие в формулу 2.5.

Годовые затраты на амортизацию основных средств

, млн.руб/год (2.19),

где - средняя норма амортизации на реновацию [2, таблица 23];

- суммарные капвложения в сооружение ТЭЦ.

вариант:

млн руб./год

вариант:

млн руб./год

Годовые затраты на заработную плату

, млн.руб/год, (2.20),

где - штатный коэффициент ТЭЦ по эксплуатационному персоналу, чел/МВт [2, таблица 23];

- среднегодовой фонд заработной платы одного работающего, тыс.руб/год. (70 000 руб./мес)

- установленная мощность ТЭЦ, МВт (количество турбин, умноженное на их номинальную мощность)

вариант:

млн руб./год

вариант:

млн руб./год

Затраты на ремонт можно принять в размере 6% от капитальных вложений в ТЭЦ.

вариант:

млн руб./год

вариант:

млн руб./год

Составляющую издержек по прочим расходам определяют по формуле

, млн руб/год (2.21),

где - коэффициент, характеризующий прочие расходы с учётом установленной мощности ТЭЦ [2, таблица 22], рассчитывается с помощью экстрополяции и равен 25,6 - 1 вариант, 20,16 - 2 вариант.

вариант:

млн руб./год

вариант:

млн руб./год

Результаты расчётов по сравниваемым вариантам сводятся в таблицу 2.1

3.КАЛЬКУЛЯЦИЯ СЕБЕСТОИМОСТИ ЭНЕРГИИ

Ранее по формуле (2.5) были рассчитаны суммарные годовые затраты на производство энергии на ТЭЦ и их отдельные составляющие (статьи затрат). Эти статьи затрат необходимо распределить по фазам производства (цехам) в соответствии с данными таблицы 3.1

Результаты расчётов в стоимостном выражении сводятся в таблицу.

Таблица 3.1

Распределение затрат по цехам ТЭЦ (%)

(для приближённых расчётов).

Статьи затратЦехи: топливно-транспортный, котельный, химическийТурбинный и электро-цехОбщестанционные расходы100--5045550455353530--100

Статьи затрат (тыс. руб.)Цехи: топливно-транспортный, котельный, химический (тыс. руб.)Турбинный и электро-цех (тыс. руб.)Общестанцион ные расходы (тыс. руб.)1 вариант2 вариант1 вариант2 вариант1 вариант2 вариант18464002503500----2354402888502118962599652354428885123985155820111586,514023812398,515582267246327866267246327866229068281028----370400348880ИТОГО24730713276036590728,5728069635410,5674375

Распределение цеховых затрат между видами энергии:

а) затраты I-ой группы цехов (топливно-транспортного, котельного, химического, теплового контроля) распределяются между тепловой и электрической энергий пропорционально расходам топлива

, тыс.руб/год (3.1)

вариант:

тыс. руб./год

вариант:

тыс. руб./год

, тыс.руб/год (3.2).

вариант:

тыс. руб./год

вариант:

тыс. руб./год

б) затраты турбинного и электрического цехов (машзал) относятся целиком на электроэнергию , тыс.руб/год (3.3);

вариант:

тыс.руб./год

вариант:

тыс.руб./год

в) общестанционные затраты:

, тыс.руб/год (3.4)

вариант:

тыс.руб./год

вариант:

тыс.руб./год

, тыс.руб/год (3.5).

вариант:

тыс.руб./год

вариант:

тыс.руб./год

Далее суммируются все затраты на электро- и теплоэнергию, а именно

, тыс.руб/год (3.6)

вариант:

тыс.руб./год

вариант:

тыс.руб./год

тыс.руб/год (3.7).

вариант:

тыс.руб./год

вариант:

тыс.руб./год

Распределение статей затрат между видами энергии:

а) расходы на топливо

, тыс.руб/ год (3.8)

вариант:

тыс.руб./год

вариант:

тыс.руб./год

, тыс.руб/год (3.9)

вариант:

тыс.руб./год

вариант:

тыс.руб./год

б) для определения остальных статей затрат находим коэффициент распределения, который для электроэнергии равен

(3.10)

вариант:

вариант:

в) заработная плата

, тыс.руб/год (3.11)

вариант:

тыс.руб/год

вариант:

тыс.руб/год

, тыс.руб/ год (3.12)

вариант:

тыс.руб/ год

вариант:

тыс.руб/ год

г) амортизация

, тыс.руб/ год (3.13)

вариант:

тыс.руб/ год

вариант:

тыс.руб/ год

, тыс.руб/год (3.14)

вариант:

тыс.руб/год

вариант:

тыс.руб/год

д) текущий ремонт

, тыс.руб/год (3.15)

вариант:

тыс.руб/год

вариант:

тыс.руб/год

, тыс.руб/ год (3.16)

вариант:

тыс.руб/ год

вариант:

тыс.руб/ год

е) прочие издержки

, тыс.руб/год (3.17)

вариант:

тыс.руб/год

вариант:

тыс.руб/год

, тыс.руб/ год (3.18).

вариант:

тыс.руб/ год

вариант:

тыс.руб/ год

Определяем себестоимость 1 кВт·ч электроэнергии

, руб/ кВт·ч, (3.19)

вариант:

руб/ кВт·ч

вариант:

руб/ кВт·ч

Себестоимость 1 Гкал тепловой энергии

, руб/Гкал (3.20)

вариант:

руб/Гкал

вариант:

руб/Гкал

Определяем структуру себестоимости электрической энергии:

а) доля топлива

,% (3.21)

вариант:

вариант:

б) доля амортизации

, % (3.22).

вариант:

вариант:

в) доля заработной платы

(3.23)

вариант:

вариант:

г) доля ремонтных затрат

(3.24)

вариант:

вариант:

д) доля прочих затрат

(3.25)

вариант:

вариант:

Аналогично определяется структура себестоимости тепловой энергии. На основании полученных результатов составляется проектная калькуляция.

а) доля топлива

вариант:

вариант:

б) доля амортизации

вариант:

вариант:

в) доля заработной платы

вариант:

вариант:

г) доля ремонтных затрат

вариант:

вариант:

д) доля прочих затрат

вариант:

вариант:

4. ОСНОВНЫЕ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ТЭЦ

Расход электроэнергии на собственные нужды по отпуску тепла

Мвт·ч (4.1)

где - удельный расход электроэнергии на отпуск тепла (для газомазутных ТЭЦ= 20 кВт·ч/Гкал);

- годовой отпуск тепла от ТЭЦ, Гкал.

вариант:

Мвт·ч

вариант:

Мвт·ч

Расход электроэнергии на собственные нужды ТЭЦ по отпуску электроэнергии

, МВт·ч (4.2)

вариант:

МВт·ч

вариант:

МВт·ч

Расход топлива на теплоснабжение с учётом электроэнергии собственных нужд

, т у.т. (4.3),

где - удельный расход условного топлива на 1 отпущенный кВт·ч;

вариант:

т у.т.

вариант:

т у.т.

электрический энергия нагрузка потребитель

г у.т./ кВт·ч (4.4)

вариант:

г у.т./ кВт·ч

вариант:

г у.т./ кВт·ч

Удельный расход условного топлива на 1 отпущенную Гкал тепла

, кг у.т/ Гкал (4.5)

вариант:

кг у.т/ Гкал

вариант:

кг у.т/ Гкал

Коэффициент использования установленной мощности ТЭЦ

, (4.6)

где - годовой фонд времени (8760 ч).

вариант:

вариант:

КПД ТЭЦ по производству электроэнергии (нетто)

, % (4.7)

вариант:

%

вариант:

%

Удельные капиталовложения

, руб/кВт (4.8.)

вариант:

руб/кВт

вариант:

руб/кВт

Результаты расчетов приведены в таблице 2.1:

Таблица 2.1

Результаты расчетов по вариантам

ВариантыПоказателиЕд-ца измерения12Тип и число турбинПТ-80/100-130/13(2шт), Т-100/120-130(2шт)ПТ-60/75-130/13(3шт) Т-175/210-130(2шт)Уст. мощность ТЭЦМВт460740Общие кап вложения в ТЭЦмлн.руб.12726,415612,65Общие издержки производства:млн.руб./год3699,24678,5Издержки на топливомлн.руб./год1846,42503,5Издержки на ЗПмлн.руб./год247,97311,64Издержки на Амортизациюмлн.руб./год470,88577,7Издержки на ремонтмлн.руб./год763,56936,76Издержки прочиемлн.руб./год370,4348,88Удельные расходы топливана 1 отпущенный кВт*чг у.т./кВт ч232,34190,48на 1 отпущенную Гкал теплакг у.т./Гкал156,83156,8Коэффициент использования установленной мощности ТЭЦ0,620,62КПД ТЭЦ по производству ЭЭ%51,0962,6Удельные капиталовложенияруб/кВт27666,121098,2СебестноимостьЭлектроэнергиируб/кВт*ч0,950,95Теплоэнергиируб/Гкал380,4359,6

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

При сравнении капиталовложений в первый и второй варианты строительства ТЭЦ, мы видим, что разница между ними велика и составляет около 2900 млн.руб. Общие издержки производства в первом варианте меньше, чем о втором, разница составляет 2886 млн.руб./год, в том числе больше издержки на топливо. Но разница в удельных капиталовложениях (6568 руб/кВт) и меньший годовой расход топлива говорят в пользу второго варианта, как немного более экономичного.

Установленная мощность первого варианта строительства ТЭЦ составляет 460 МВт, а второго - 740 МВт, то есть второй вариант мощнее на 280 МВт, и имеет более высокий КПД (разница примерно в 11,5%), что, несомненно, является очень важным показателем для электростанции. Однако, себестоимость 1 КВт*ч электроэнергии одинакова в обоих вариантах и составляет 0,95 руб/кВт*ч .

Себестоимость 1 Гкал теплоэнергии дешевле в втором варианте на 21 рубль, и тепло используется как на коммунально-бытовые нужды, так и на производственные нужды.

Используя принцип потребителя и производителя (потребителю - меньшую себестоимость, производителю - большие объемы производства) выбор был сделан в пользу первого варианта ТЭЦ. ТЭЦ с мощностью в 740 МВт, себестоимостью электроэнергии в 0,95 рублей за кВт и теплоэнергии 359,6 рублей за Гкал.

ПРИЛОЖЕНИЕ

НОРМАТИВНО-СПРАВОЧНЫЕ ДАННЫЕ

Таблица I.

Ориентировочные нормы удельных расходов электрической и тепловой энергии в промышленности

№ в исх.таблВид продукцииЕдиницы измеренияРасход электроэнер., кВт чРасход тепла5-10 кг/см² т пара, dОтопит.-вент. нужды и гор.вода, Гкал, qПромышленные:26Химическое волокнот455013,04,039Бумагат6555,00,341Целлюлозат3656,00,4

Таблица 2

Расчётные коэффициенты нагрузки

№ в исх.таблГруппы потребителейdпdосн, %12Химия полунепрерывная0,77660416Целлюлозно-бумажная и гидролизная0,880006

Таблица 3

Типовой график переменной нагрузки для промышленных производств с 7-часовым рабочим днём

ЧасыПеременная технологическая нагрузка ?,%ЧасыПеременная технологическая нагрузка ?,%Промышленность, кроме горнодобывающейПромышленность, кроме горнодобывающей152139225114973501592,54501686551179266218897631985878208399621841010022771194236512882455

Таблица 4.

Число часов использования максимума промышленного освещения.

0,95700

Таблица 5

Типовой график осветительной промышленной нагрузки, %

Зима

Часы1-678910-14151617-212223240,9901009890607090100989795

Таблица 6

Расчётно типовые графики коммунально-бытововй нагрузки (t от)

ЧасыЗимаЧасыЗимаЧасыЗима1369701787233106018100330115619984311255209553513542184645145522747601557235987516602440

Таблица 7

Средние нормы удельного расхода электроэнергии в быту и сфере обслуживания городов. кВт·ч/ чел.год

Районы РоссииЖилой секторОбщественный секторВсегоУральский5005601060

Таблица 8

Поправочные коэффициенты к удельным нормам электропотребления

ГородНаселение, тыс.челКоэффицентКрупный и крупнейший250-500 и более1,1

Таблица 9

Годовой расход тепла на одного жителя по видам теплопотребления, Гкал

ПотреблениеРайонСибирь, Урал и север европейской частиОтопление и вентиляция жилых зданий3,32Отопление и вентиляция общественных зданий0,81Горячее водоснабжение1,95Бани0,15Прачечные0,30Предприятия общественного питания0,28Итого6,81

Таблица 10

Продолжительность отопительного периода в сутках для некоторых городов России

ГородTотоп, суткиЕкатеринбург228Таблица 11

Значения Kохв в зависимости от численности населения по видам теплопотребления

ПотребителиЧисленность населения, тыс.чел250-500 и болееОтопление и вентиляция жилых и общественных зданий0,8Горячее водоснабжение жилых зданий0,75Бани0,50Прачечные0,60Предприятия общественного питания0,70

Таблица 12

Годовое число часов использования максимума тепловой нагрузки для различных групп коммунально-бытовых потребителей

ПотребителиhкбОтопление и вентиляция жилых зданийПоловина отопительного периодаОтопление и вентиляция общественных зданийПоловина отопительного периодаГорячее водоснабжение1200Бани3000Прачечные3500Предприятия общественного питания3000

Таблица 13

Турбины с регулируемым отбором пара и противодавлением

Тип турбиныНоминальная мощность, МВтНачальная температура пара, °СНачальное давление, кгс/см²Максим. расход пара, т/чОтпуск пара из регулируемых отборов или противодавленияНа пр-во, т/чНа теплофикацию, т/чПТ-60/75-130/136055513038714050ПТ-80/100-130/1380555130470185132Т-100/120-130100540130485-160Т-175/210-130175555130760-270Таблица 14

Основные характеристики энергетических котлов

Тип котлаПроизводительность, т/чПараметрыОсновной вид топливаКПД котла, %Давление кгс/см²Температура, °СПК-24270140570Уголь, газ91,8/92,4ТГМ-444500140560Газ, мазут96,3/96,4

Таблица 15

Характеристика водогрейных котлов серийного производства

Тип котлаНоминальная мощность, Гкал/чСжигаемое топливоКПД, брутто *, %КВГМ-5060Газ, мазут92/91ПТВМ-30130Газ, мазут91/88* в числителе - для газа; в знаменателе - для мазута

Таблица 16

Затраты, отнесённые на один турбоагрегат, млн.руб.

Тип турбоагрегатаВсегоПервыйПоследующийПТ-60/75-130/13420200ПТ-80/100-130/13560260Т-100/120-130660320Т-175/210-130990673

Таблица 17

Капиталовложения, зависящие от общей мощности ТЭЦ, млн.руб.

Установленная мощность, МВт400500КN, млн.руб214239

Таблица 18

Затраты, отнесённые на установку одного энергетического и одного водогрейного котла, млн.руб

Паропроизводительностьт/чВид топливаЗатратыНа первый агрегатНа последующий агрегат210Твёрдое Газ,мазут370 285197 152220Твёрдое Газ,мазут356 274214 165420Твёрдое, Газ,мазут518 358310 238480Твёрдое, Газ,мазут- 440- 354500Твёрдое, Газ,мазут- 514- 370Водогрейные котлы100 Гкал/чГаз,мазут5240180 Гкал/чГаз,мазут10080

Таблица 19

Территориальные коэффициенты изменения сметной стоимости строительства

РайонЗначение коэффициентаСвердловская обл.1,13

Таблица 20

Уравнения линейных энергетических характеристик для турбин

Тип турбоагрегатаУравнение энергетической характеристики Q(Гкал/ч); N(МВт)ПТ-60/75-130/13Qэ=16,4+1,97Nк+0,864Nт; Nт=0,374Qпр+0,625Qт-8,85ПТ-80/100-130/13Qэ=24,4+1,982Nк+0,875Nт; Nт=0,385Qпр+0,723Qт-9,65Т-100/12-130Qэ=19+0,765Nт+1,916Nк; Nт=0,628Qт-8,4Т-175/210-130Qэ=29,0+0,827Nт+1,823Nк; Nт=0,725Qт-22,7

Таблица 21

Энтальпия пара и воды

P, кг с/см²13081,21,0Tк=100°СTк=70°Сi ккал/кг870710636100 (для горячей воды)70 (для технологич. пара)

Таблица 22

Коэффициенты, характеризующие прочие расходы

Установленная мощность пара, МВт400500750?пр, %282420

Примечание. Для промежуточных значений мощности электростанций норматив прочих расходов определяется методом интерполяции.

Таблица 23

Средние нормы амортизационных отчислений на ТЭЦ на реновацию, %

Мощность агрегатов, МВтВид топливаГаз,мазутУголь4003,63,75003,73,8

Таблица 24

Расход электроэнергии на собственные нужды ТЭЦ, % от выработки при Pо=130 атм, tо=565°С

Вид топливаТурбина с противодавлениемТурбина с конденсациейКаменный уголь11-12,57-7,5Бурый уголь10-116-6,5Газ, мазут9-9,55-5,5Вид топливаТурбина с противодавлениемТурбина с конденсациейГаз, мазут9-9,55-5,5Таблица 25

Численность персонала на ТЭЦ

Мощность ТЭЦ, МВтАдминистративно-управленч. чел.ЭксплуатационныйОбщая, чел.Удельная, чел/МВтIIIIII60252421924,843,84100252772092,772,09150313672512,451,67200313792581,891,29300414153011,391,00400414473301,120,82500414783500,950,70800---0,840,67Мощность ТЭЦ, МВтАдминистративно-управленч. чел.ЭксплуатационныйОбщая, чел.Удельная, чел/МВтIIIIII400414473301,120,82500414783500,950,70I-при сжигании твёрдого топлива, II - при сжигании газа.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. ОРГАНИЗАЦИЯ И ПЛАНИРОВАНИЕ ЭНЕРГЕТИКИ / Нормативно-справочные материалы к выполнению курсовой работы для студентов всех форм обучения энергетических специальностей ЭТФ и ТЭФ/Методическое указание №15

. ОРГАНИЗАЦИЯ И ПЛАНИРОВАНИЕ ЭНЕРГЕТИКИ/ Методические указания к выполнению курсовой работы для студентов всех форм обучения энергетических специальностей ЭТФ и ТЭФ/Методическое указание №16

Больше работ по теме: