Энергоснабжение города (стр. 6 из 7)

Q_{пик.кот.} = 251,4 ГДж/ч → Р_{шт.п.кот.} = 0,1 [чел./(ГДж/ч)]

И_{з/пл.п.к.} = 251,4 · 0,1 · 25 = 628,5 [тыс.руб.]

И_пик = 1,3 · (349,95 + 69,99 +628,5) = 1 362,97 [тыс.руб.]

Затраты по топливу З_т определяются на основе данных о его расходе на годовую выработку тепловой и электрической энергии по каждому варианту схемы энергоснабжения города и удельных замыкающих затрат.

Расход топлива на ТЭЦ, КЭС и в котельных установках зависит от годовой выработки тепловой и электрической энергии и основных характеристик установленного оборудования: типа турбин и котлов, их единичной производительности, совершенства конструкции, КПД и др. Характеристики основного оборудования энергоустановок оказывают существенное влияние на удельный расход топлива. В курсовом проекте годовой расход топлива для вариантов комбинированной В_к и раздельной В_р схем энергоснабжения города можно определять по формулам:

В_к = (Э_т·в_т + Э_к·в_к + Q·в_q)· 1,13·10^-3 [т.у.т.]

В_р = (Э_КЭС·в_КЭС·1,13 + Q·в_q)· 10^-3 [т.у.т.]

где Э_т, Э_к, К_КЭС — соответственно годовая выработка электрической энергии на ТЭЦ (по

теплофикационному и конденсационному режимам) и замещаемой КЭС, кВт·ч;

Q — годовая выработка тепловой энергии на ТЭЦ или в котельных установках, ГДж;

в_т, в_к, в_КЭС — соответственно удельный расход топлива на выработку электрической энергии на

ТЭЦ (по теплофикационному и конденсационному режимам) и замещаемой КЭС,

кг у.т./кВт·ч;

в_q — удельный расход топлива на выработку единицы тепловой энергии на ТЭЦ или в котельных

установках, кг у.т./ГДж;

1,13 — коэффициент, учитывающий естественные потери твердого топлива при его

транспортировке и подготовке к сжиганию.

Для приближенных расчетов в курсовом проекте удельные расходы топлива на единицу выработанной энергии можно принять в следующих размерах:

в_т = 0,16 кг у.т./кВт·ч

в_к = 0,38 кг у.т./кВт·ч

в_КЭС = 0,34 кг у.т./кВт·ч

в_q = 40 кг у.т./ГДж (для ТЭЦ)

в_q = 42 кг у.т./ГДж (для котельных установок)

При укрупненных расчетах годовая выработка тепловой энергии Q принимается в среднем на 5% больше суммарной годовой потребности в теплоте на бытовые и технологические нужды городских потребителей в связи с потерями тепла в сетях и складывается из двух составляющих: Q = Q_быт+Q_тех.

В курсовом проекте годовую выработку тепловой энергии для бытовых нужд Рент следует рассчитывать на основе графика отпуска теплоты в течение года на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение всех городских потребителей, снабжаемых тепловой энергией от централизованных источников. При этом общая площадь графика будет соответствовать величине годовой выработки теплоты для бытовых нужд города.

График отпуска теплоты на бытовые нужды города в течение года строится следующим образом: по оси абсцисс откладывается продолжительность отопительного периода в часах и нагрузки горячего водоснабжения (8400 часов), а по оси ординат - величина зимней среднечасовой нагрузки горячего водоснабжения и общей бытовой нагрузки потребителей с учетом потерь тепловой энергии в сетях. Зимняя нагрузка горячего водоснабжения остается постоянной в течение всего отопительного периода, а затем снижается на 30 - 35 % до величины летней среднечасовой нагрузки, которая продолжается до конца года.

Q^год_г.в — годовой отпуск теплоты на горячее водоснабжение, ГДж;

Q^год_о.в — годовой отпуск теплоты на отопление и вентиляцию, ГДж;

Q^р_быт, Q^ср_г.з, Q^ср_г.л — соответственно расчетная бытовая нагрузка и среднечасовая нагрузка

горячего водоснабжения в зимний и летний периоды с учетом тепловых

потерь в сетях, ГДж/ч;

n_г.в, n_о.в — соответственно продолжительность нагрузки горячего водоснабжения и отопительно-

вентиляцнонной, ч.

Годовая выработка тепловой энергии для технологических нужд промышленных потребителей Q_тех определяется на основе исходных, данных к проекту с учетом потерь теплоты в сетях по формуле: Q_тех = Q^р_т · h_max^т · 1,05.

Годовая выработка электрической энергии на ТЭЦ и замещаемой КЭС Э_ТЭЦ, Э_КЭС рассчитывается исходя из их установленной мощности и числа часов работы в году с этой мощностью h_max. При этом предполагается, что h^ТЭЦ_max = h^КЭС_max.

Выработка электроэнергии на ТЭЦ по теплофикационному режиму Э_т определяется на основе энергетических характеристик выбранных турбин и их загрузки в течение года (график покрытия тепловых нагрузок). В курсовом проекте для расчета Э_т можно использовать энергетические характеристики турбин, приведенные в таблице 12.

Методика расчета Э_т более-подробно излагается в курсе лекций и учебном пособии [1].

Выработка электроэнергии на ТЭЦ по конденсационному режиму Э_к представляет разницу между общей годовой выработкой Э_ТЭЦ и выработкой электроэнергии по теплофикационному режиму Эт.

При сравнении вариантов комбинированной и раздельной схем энергоснабжения города по основным экономическим показателям может оказаться, что капиталовложения, годовые эксплуатационные расходы и замыкающие затраты но топливу в одном варианте меньше, чем в другом. В этом случае вполне очевидно, что вариант с меньшими затратами является наиболее экономичным. В большинстве случаев единовременные капиталовложения, текущие годовые издержки производства и затраты по топливу оказываются разнонаправленными, т.е. в одном варианте меньше капиталовложения и годовые эксплуатационные расходы, но больше затраты по топливу, чем в другом варианте. Вопрос о выборе наиболее экономичного варианта системы теплоснабжения при разнонаправленных затратах решается после определения приведенных затрат. При этом необходимо учитывать санитарно-гигиенические условия и расход топлива по сравниваемым вариантам.

Расчёты:

Э_ТЭЦ = N_ТЭЦ * h^ТЭЦ_max [Мвт*ч]

Э_ТЭЦ =87*5900 = 513 000 [Мвт*ч]

n_г.в =(365-15)*24=8400 [ч]

Q^{ср c 1/05}_г.з = Q^ср _г.з * 1,05 =58,8*1,05=61,74 [ГДж/ч]

Q^{ср c 1.05}_г.л = Q^ср _г.л * 1,05=41,16*1,05=43,22 [ГДж/ч]

n_о=227*24=5448 [ч]

ПТ-50-90 243,0 [ГДж/ч]

ПТ-12-90 62,8 [ГДж/ч]

Т-12-90 217,9 [ГДж/ч]

Рис. График отпуска теплоты на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение в течение года.

Для нахождения координат точек A₁ , A₂ , A₃ исследуем график.

y =ax+b , b=801,55 a= - 0,13579

y=- 0,13579*x +801,55

ПТ-50-90

A₁(4113,33;243)

S₁=(8400-5448)*43,22+5448*61,74+(5448+4113,33)*181,26/2=1 330 488,298

Э_т=0,215*92*5600+0,41* S₁ /4,2-1,85*5900=229,734*10³ [МВт*ч]

ПТ-12-90

A₂(3650,86;305,8)

S₂=(4113,33+3650,86)*(305,8-243,0)/2= 243 795,566

Э_т=0,2*23*5600+0,47* S₂ /4,2-2,4*5900=38,882*10³ [МВт*ч]

Т-25-90

A₃(2046,17;523,7)

Э_т=0,45*(2046,17+3650,86)*52/2-4*5900=43,055*10³ [МВт*ч]

Выработка электроэнергии на ТЭЦ по теплофикационному режиму равна:

ΣЭ_т =229,734+38,882+43,055=311,671 10³ [МВт*ч]

Э_к= Э_ТЭЦ - ΣЭ_т=513-311,671=201,329*10³ [МВт*ч]

Q_выр = Q_быт+Q_тех=4 714,253 * 10³ [ГДж]

Q_быт = S₁ + S₂ + S₃ =1 330 488,298 +243 795,566+620 691=2 194,974* 10³ [ГДж]

Q_тех = Q^р_т · h_max^т · 1,05 =430*5600*1,05=2 528,4*10³ [ГДж]

Q_пик =(801,55-523,7)*2046,17/2=284,264 *10³ [ГДж]

В_пик = Q_пик * в_q *10^-3=284,264*42=11 939 [т.у.т]

З_пик = В_пик *С_г =11 939*132=1,575 948 (млн.руб)

И_пик= И_пик+ З_пик = 1 362,97+ 1 575,948 =2 938,948 (тыс. руб)

В_тец = (ΣЭ_т·в_т + Э_к·в_к + Q·в_q)· 1,13·10^-3 [т.у.т.]

В_тец=(311,671*10⁶*0,16+201,329*10⁶*0,38+4 714,253*10³*40)*1,13*10^-3= 355 885[т.у.т]

З_тэц = В_тэц С_т = 355 885*84=29 894,34 (тыс.руб)

И_тэц= И_тэц+ З_тэц =25 726,12+29 894,34=55 620,46 (тыс.руб)

П_к = Е_н · (К_ТЭЦ + К_пик)+И_ТЭЦ+И_пик=0,15*(123730+5832,48)+ 55 620,46 +2 938,948 =

= 78 002,78 [тыс.руб.]

Расчеты по варианту 2 (снабжение от районной отопительной и промышленных котельных установок)

N_кэс =1,06* N_тэц=1,06*87=92 220 (кВт)

К_кэс= 840*92 220=77 486,8 (тыс.руб)

К_лэп=175*92 220=16 138,5 (тыс.руб)

4*ПТВМ-50	838	20,3	17 011,4
3*ГМ-50-14	377,1	33,6	12 670,56
1*Е-35-ГМ-14	88	31,5	2772
Итого			32 453,96

К_к =32 453,96 (тыс.руб)

Расчет И_кэс

И_кэс = И_аморт. + И_т.р. + И_з/пл + И_пр [тыс.руб.]

И_аморт. = 0,07 · К_кэс [тыс.руб.]

И_аморт. = 0,07 ·77 486,8 = 5 424,07 [тыс.руб.]

И_т.р. = 0,2 · И_аморт. [тыс.руб.]

И_т.р. = 0,2 · 5 424,07 =1084,8 [тыс.руб.]

И_з/пл = N_КЭС · 30 [тыс.руб.]

И_з/пл = 92,22 · 30 = 2 766,6 [тыс.руб.]

И_кэс = 1,3 · (5 424,07+1 084,8+2 766,6) = 12 058,1 [тыс.руб.]

Расчет И_к

И_к = И_аморт. + И_т.р. + И_з/пл + И_пр [тыс.руб.]

И_аморт. = 0,06 · К_к [тыс.руб.]

И_аморт. = 0,06 ·32 453,96 = 1 947,24 [тыс.руб.]

И_т.р. = 0,2 · И_аморт. [тыс.руб.]

И_т.р. = 0,2 ·1 947,24 =389,45 [тыс.руб.]

И_з/пл = N_К · 25 [тыс.руб.]

И_з/пл = 116,19 · 25 = 2 904,7 [тыс.руб.]

4*ПТВМ-50	838	0,08	67,04
3*ГМ-50-14	377,1	0,1	37,71
1*Е-35-ГМ-14	88	0,13	11,44
Итого			116,19

И_к = 1,3 · (5 424,07+1 084,8+2 904,7) = 12 237,64 [тыс.руб.]

И_ЛЭП =0,088* К_лэп =0,088*16 138,5=1 420,19 [тыс.руб.]

В_р = (Э_КЭС·в_КЭС·1,13 + Q·в_q)· 10^-3 [т.у.т.]