Диссертация (1152220), страница 31
Текст из файла (страница 31)
Засчет увеличения тепловой нагрузки вырабатывается дополнительная электрическая мощностьна тепловом потреблении. В часы провала электрической нагрузки вода из бака-аккумуляторагорячей сетевой воды подается на вход в сетевой подогреватель. Тепловая нагрузкатурбоагрегата уменьшается и пропорционально снижается его электрическая мощность.На рисунке 2.50 показано изменение мощности тепловых источников ТЭЦ отэлектрической мощности турбоустановки Т-110/120-130 при использовании аккумуляторасетевой воды (АСВ).Тепловая мощнось, МВт300250200Суммарная тепловаянагрузка ТЭЦ, МВт150Тепловая нагрузка ТУ,МВт100Тепловая нагрузкаПВК, МВтТепловая мощностьАСВ, МВт500100105110Электрическая мощность, МВт115Рисунок 2.50 – Изменение мощности тепловых источников ТЭЦ при разрядке АСВИсточник: разработано автором158При близкой к максимальной тепловой нагрузке использование АСВ позволяет повыситьвыработку электроэнергии энергоустановкой, заместив тепловую мощность отборов отпускомЭлектрическая мощность, МВтаккумулированного в баке тепла (рисунок 2.51).1121101081061041021000200400600800Расход воды из АСВ, кг/с10001200Рисунок 2.51 – Повышение производства электроэнергии на тепловом потреблении приразрядке АСВИсточник: разработано авторомДостоинством схемы с баками-аккумуляторами сетевой воды является то, что всямощностьсучетомпиковойнагрузкипроизводитсянатепловомпотребленииихарактеризуется малыми топливными затратами.
В то же время имеется ограничение пополучению дополнительной электрической мощности в часы максимальных тепловых нагрузок.При низких температурах наружного воздуха, когда тепловая нагрузка максимальна, зарядкуаккумулятора осуществлять сложно.Следующее производственно-технологическое решение направлено на повышение числачасов использования установленной мощности ТЭЦ в теплофикационном режиме. Повышениедоли выработки энергетической продукции на тепловом потреблении в течение годадостигается с помощью схемы многоступенчатого подогрева сетевой воды.
Концепция решениязаключается в том, что с понижением температуры наружного воздуха последовательновключаются один или несколько сетевых подогревателей, осуществляющие догрев сетевойводы. Таким образом, повышается тепловая мощность энергоустановки, что позволяетосуществлять комбинированное производство энергетической продукции при более низкихтемпературах и, соответственно, снижается потребность к переходу к раздельномупроизводству и использованию дорогих пиковых котлов [308].159На рисунке 2.52 представлена схема ступенчатого подогрева сетевой воды на ТЭЦ.ЭлектрогенераторПерегретый пар ТеплофикационныйЭлектроэнергияПотребительэлектроэнергииОтработанный партурбоагрегатТепловой отборТепловой отборСетевойподогреватель (3)Сетевойподогреватель (2)Сетевойподогреватель(конденсатныйпучок) (1)Обратная сетевая водаПотребитель теплаПиковыйводогрейный котелПрямая сетевая водаРисунок 2.52 – Схема многоступенчатого подогрева сетевой водыИсточник: разработано авторомВ начале для подогрева сетевой воды используется специально выделенная вконденсаторе поверхность нагрева (конденсатный пучок), в который подается обратная сетеваявода, нагреваемая утилизируемым теплом отработанного в турбине пара.
Таким образом, такжедостигается экономия топлива в 1,5%. Далее по мере роста тепловой нагрузки включаются одинили несколько сетевых подогревателей и производятся соответствующие им тепловые отборыпара из турбины. Все это время энергоустановка работает в экономичном теплофикационномрежиме. При сильном снижении температуры окружающей среды и значительном ростетепловой нагрузки уже задействуется пиковый водогрейный котел и частично осуществляетсяраздельное производство энергетической продукции.На рисунке 2.53 представлены зависимости удельного расхода топлива от температурынаружного воздуха для стандартной схемы теплофикационной энергоустановки Т-110/120-130и ее модификации с тремя сетевыми подогревателями.160Удельный расход условноготоплива (брутто) на выработкуэлектроэненргии, г/кВтч235-30230225Включение ПВК прииспользованиистандартной схемы2202153 подогревателя210205Стандартная схема200195190-20-100Температура наружного воздуха10Рисунок 2.53 – Зависимости удельного расхода топлива от температуры наружного воздуха длястандартной схемы энергоустановки и с тремя сетевыми подогревателямиИсточник: разработано авторомКак видно из представленных графиков схема с тремя сетевыми подогревателямипозволяет снизить расход удельного топлива на выработку электроэнергии при отрицательныхтемпературах наружного воздуха.
При положительных температурах отопительный отборотключается, тепловая нагрузка по заданному расходу сетевой воды удерживается, отсюдаудельные расходы топлива схемы с тремя сетевыми подогревателями совпадают состандартной схемой. Также данная схема расширяет возможности турбоагрегата по отдачетепловой энергии, что приводит к подключению дорогих пиковых водогрейных котлов приболее низких температурах воздуха, чем в стандартной схеме.Достоинствамипроизводственно-технологическогорешения,основанногонамногоступенчатом подогреве сетевой воды, являются повышение доли комбинированногопроизводства энергетической продукции в течение года, снижение удельных расходов топливаи эксплуатационных затрат на использование дорогих пиковых тепловых источников.
Вкачестве недостатка следует отметить, что увеличение отпуска тепла из отборов приводит кснижению эффективности выработки электроэнергии на тепловом потреблении, а такжеснижению электрической мощности при неизменном расходе перегретого пара.Последним производственно-технологическим решением, исследуемым в работе,является повышение выработки электроэнергии на тепловом потреблении путем организации втепловой схеме энергоустановки контура предварительного подогрева сетевой воды [151, 155,161285]. Данное решение рассматривается для газотурбинных установок, работающих в рамкахкомбинированного цикла (ГТУ ТЭЦ).На рисунке 2.54 представлена схема ГТУ-ТЭЦ с контуром предварительного подогревасетевой воды.ЭлектроэнергияЭлектрогенераторВоздушныйкомпрессорВохдухСжатыйвоздухКамера сгоранияПродуктысгоранияТопливоПотребительэлектроэнергииГазовая турбинаУходящие газыГазоводянойтеплообменникПрямая сетевая водаВодоводянойтеплообменникУходящие газыПотребитель теплаОбратная сетевая водаРисунок 2.54 – Схема ГТУ-ТЭЦ с контуром предварительного подогрева сетевой водыИсточник: разработано авторомСогласно схеме рабочее тело (воздух) закачивается компрессором, сжимается добольшего давления и направляется в камеру сгорания.
В камеру сгорания подается топливо(природный газ), которое сгорает, обеспечивая постоянный подвод теплоты. Сжатый воздухсмешивается с продуктами горения и образует газ высокой температуры, который поступает вгазовую турбину, где, расширяясь до атмосферного давления, совершает полезную работу,вырабатывая электроэнергию. После турбины уходящие газы утилизируются в газоводяномтеплообменнике, где они используются для нагрева сетевой воды, и, соответственно,теплоснабжения потребителей.В рассматриваемом решении газоводяной теплообменник состоит из двух поверхностейнагрева.
Первая по ходу газов поверхность нагрева служит для передачи теплотытеплоносителю, циркулирующему в замкнутом контуре предварительного подогрева обратнойсетевой воды. Для этого применяется водоводяной теплообменник. Подогретая сетевая воданаправляется на вторую поверхность нагрева газоводяного теплообменника, где уже набираетоставшуюсятемпературусогласнотемпературномупотребителю.162графикутеплосетииподаетсяНарисунках2.55и2.56приведенытехнико-экономическиехарактеристики,Электрическая мощность, кВтотражающие преимущества представленного производственно-технологического решения.600005500050000450004000035000300002500020000150001000050000стандартная схемасхема с контуромпредварительногоподогрева2520151050-5-10-15Температура наружного воздуха, °С-20-25Рисунок 2.55 – Прирост электрической мощности за счет применения контурапредварительного подогрева сетевой воды в ГТУ-ТЭЦИсточник: разработано авторомСуммарное количествоотпущенной электроэнергии,МВт*ч6000050000400003000020000100000стандартная схемасхема с контуромпредварительного подогреваРисунок 2.56 – Прирост отпущенной электроэнергии в летний период при применении контурапредварительного подогрева сетевой воды в ГТУ-ТЭЦИсточник: разработано авторомДостоинством данного производственно-технологического решения является повышениеэлектрической мощности, выдаваемой на тепловом потреблении, в первую очередь, в летнеевремя, когда потребность в тепле достаточно низкая.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
