МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К РЕШЕНИЮ ЗАДАЧИ 5

«ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ТЕПЛОВОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СТАНЦИИ»

Экономичность работы электрической станции оценивается коэффициентами полезного действия, удельным расходом условного топлива, удельным расходом тепла на выработку электроэнергии и себестоимостью энергии.

К.п.д. электростанции подразделяются на к.п.д. брутто, определяемый без учета расхода энергии на собственные нужды, и к.п.д. нетто – с учетом расхода электрической энергии и тепла на собственные нужды.

К.п.д. конденсационной электростанции (КЭС) брутто представляет собой отношение количества выработанной электроэнергии, подведенной с топливом,

, (41)

где Э^выр - количество выработанной электроэнергии, кДж;

В – расход топлива, кг;

- низшая теплота сгорания рабочей массы топлива, кДж/кг.

Если известны к.п.д. отдельных узлов и установок электростанции, то без учета работы питательных насосов к.п.д. КЭС брутто может быть определен по формуле:

,

где - к.п.д. котельной установки;

- к.п.д. трубопроводов;

- термический к.п.д. цикл Ренкина при заданных параметрах пара на электростанции;

- относительный внутренний к.п.д. турбины;

- механический к.п.д. турбины;

- электрический к.п.д. генератора.

К.п.д. конденсационной электростанции нетто представляет собой отношение отпущенной электроэнергии к энергии, подведенной с топливом,

, (42)

где - количество отпущенной электроэнергии , равное разности выработанной и израсходованной на собственные нужды станции , кДж.

Для теплоэлектроцентралей (ТЭЦ) применяются частные к.п.д. выработке электроэнергии и тепла .

К.п.д. ТЭЦ брутто по выработке электроэнергии определяется по формуле:

, (43)

где - расход топлива на выработку электроэнергии, кг.

К.п.д. ТЭЦ брутто по выработке тепла находится по формуле:

, (44)

где - количество тепла, отпускаемого потребителям, кДж;

- расход топлива на выработку отпущенного тепла, кг.

К.п.д. ТЭЦ нетто по отпуску электроэнергии определяется по формуле:

, (45)

где -расход топлива на выработку электроэнергии для собственных нужд, потребляемый в связи с отпуском тепла, кг.

К.п.д. ТЭЦ нетто по отпуску тепла находятся по формуле

(46)

Удельный расход условного топлива ( кг/ МДж) на КЭС на выработку 1 МДж ( 10³ кДж) электроэнергии определяется по формуле:

(47)

Удельный расход условного топлива на КЭС на выработку 1 кВт∙ч электроэнергии находится по формуле:

Удельный расход условного топлива (кг/МДж) на ТЭЦ на выработку 1 МДж электроэнергии определяется по формуле:

. (48)

Удельный расход условного топлива ТЭЦ на выработку 1 кВт .ч электроэнергии находится по формуле:

Удельный расход условного топлива (кг/ МДж) на ТЭЦ на выработку 1 МДж тепла определяется по формуле:

.

Удельный расход тепла на выработку электроэнергии на КЭС находится по формуле:

, (49)

или

.

Удельный расход тепла на выработку электроэнергии на ТЭЦ определяется по формуле:

, (50)

или

.

Расход топлива (кг) на выработку отпущенного находится по формуле

. (51)

Расход топлива (кг) на ТЭЦ может определено по формуле:

,

где И – испарительность топлива, кг/кг;

D- расход на ТЭЦ, кг.

Коэффициент использования тепла топлива на ТЭЦ оценивает эффективность использования топлива:

. (52)

Себестоимость 1 кВт./ч электроэнергии отпускаемой КЭС, определяется по формуле:

, (53)

где ΣИ – сумма затрат, руб/год;

И_топ- затраты на топливо, руб/год;

И_ам- затраты на амортизацию, руб/год;

И_з∙п – затраты на заработную плату, руб/год;

ΣИ_пр - все остальные статьи затрат, руб/год.

Себестоимость 1 кВт∙ч электроэнергии отпускаемой ТЭЦ, находится по формуле:

. (54)

Варианты заданий

1. Конденсационная станция израсходовала В = 720∙10⁶ кг/год каменного угля с низшей теплотой сгорания кДж/кг и выработала электроэнергии кДж /год, израсходовала при этом на собственные нужды 5% от выработанной электроэнергии. Определить к.п.д. брутто и к.п.д. нетто станции.

2. Определить к.п.д. конденсационной электростанции брутто без учета работы питательных насосов, если к.п.д. котельной установки η_к.у =0,89 к.п.д. трубопроводов η_тр = 0,97, относительный, внутренний к.п.д. турбины =0,84, механический к.п.д. турбины = 0,98, электрический к.п.д. генератора =0,69, начальные параметры пара перед турбинами р₁=9 МПа, t₁ = 550^оС и давление пара в конденсаторе p_к=4∙10³Па.

3. Конденсационная электростанция работает при наличных параметрах пара перед турбинами р₁=8,8 МПа, t₁ = 535^оС и давлением пара в конденсаторе p_к=4∙10³Па. Определить, на сколько повысится брутто без учета работы питательных насосов с увеличением начальных параметров пара до р₁=10 МПа и t₁ = 560^оС если известны к.п.д. котельной установки η_к.у = 0,9, к.п.д. трубопроводов η_тр=0,97, относительный внутренний к.п.д. турбины =0,84, механический к.п.д. турбины = 0,98 и электрический к.п.д. генератора =0,98.

4. Теплоэлектроцентраль израсходовала кг/год каменного угля с низшей теплотой сгорания кДж/кг, выработав при этом электроэнергии =61∙10¹⁰ кДж/год и отпустив тепла внешним потребителям =4,4∙10¹¹ кДж/год. Определить к.п.д. ТЭЦ брутто по выработке электроэнергии и тепла, если расход топлива на выработку отпущенного тепла составляет =23∙10⁶ кг/год.

5. Теплоэлектроцентраль израсходовала кг/год каменного угля с низшей теплотой сгорания кДж/кг, выработав при этом электроэнергии =48∙10¹⁰ кДж /год и отпустив тепла внешним потребителям =3,1∙10¹¹ кДж /год. Определить к.п.д. ТЭЦ брутто по выработке электроэнергии и тепла, если к.п.д. котельной установки η_к.у = 0,88.

6. Теплоэлектроцентраль израсходовала кг/год бурого угля с низшей теплотой сгорания кДж/кг, выработав при этом электроэнергии =38∙10¹⁰ кДж/ год и отпустив тепла внешним потребителям =3,2∙10¹¹ кДж/ год. Определить к.п.д. ТЭЦ нетто по отпуску электроэнергии и тепла, если расход электроэнергии на собственные нужды 8% от выработанной энергии, расход топлива на выработку отпущенного тепла =20∙10⁶ кг/год и расход топлива на выработку электроэнергии для собственных нужд =4,6∙10⁶ кг/год.

7. Теплоэлектроцентраль израсходовала кг/год бурого угля с низшей теплотой сгорания кДж/год, выработав при этом электроэнергии =39∙10¹⁰ кДж/год и отпустив тепла внешним потребителям =3,6∙10¹¹ кДж/год. Определить к.п.д. ТЭЦ нетто по отпуску электроэнергии и тепла, если расход электроэнергии на собственные нужды =3,5∙10¹⁰ кДж/год, к.п.д. котельной установки η_к.у = 0,9 и расход топлива на выработку электроэнергии для собственных нужд =5∙10⁶ кг/год.

8. Теплоэлектроцентраль израсходовала кг/год каменного угля с низшей теплотой сгорания кДж/кг, выработав при этом электроэнергии =64∙10¹⁰ кДж/год и отпустив тепла внешним потребителям =4,55∙10¹¹ кДж/год. Определить к.п.д. ТЭЦ брутто и нетто по выработке электроэнергии и тепла, если расход электроэнергии на собственные нужды 6% от выработанной энергии, к.п.д. котельной установки η_к.у = 0,87 и расход топлива на выработку электроэнергии для собственных нужд =4,5∙10⁶ кг/год.

9. Определить к.п.д. ТЭЦ брутто по выработке электроэнергии и тепла, если удельный расход условного топлива на выработку 1 МДж электроэнергии =0,108 кг/МДж и удельный расход условного топлива на выработку 1 МДж тепла =0,042 кг/МДж.

10. Конденсационная станция израсходовала В=660∙10⁶ кг/год каменного угля с низшей теплотой сгорания кДж/кг и выработала электроэнергии =545∙10¹⁰ кДж/год. Определить удельный расход условного топлива на выработку 1 МДж электроэнергии.

11. Теплоэлектроцентраль израсходовала кг/год топлива, выработав при этом электрической энергии =54∙10¹⁰ кДж/год и отпустив тепла внешним потребителям =3,36∙10¹¹ кДж/год. Определить удельные расходы условного топлива на выработку 1 МДж электроэнергии и 1 МДж тепла, если тепловой эквивалент сжигаемого на ТЭЦ топлива Э=0,9 и к.п.д. котельной установки η_к.у = 0,89.

12. Определить удельный расход условного топлива на выработку 1 кВт./ч. электроэнергии для конденсационной электростанции с тремя турбогенераторами мощностью N=50∙10³ кВт каждый и с числом часов использования установленной мощности T_у =5000ч, если станция израсходовала В=305∙10⁶ кг/год каменного угля с низшей теплотой сгорания кДж/кг.

13. Определить удельный расход условного топлива на выработку 1 кВт./ч электроэнергии для конденсационной электростанции с двумя турбогенераторами мощностью N=75∙10³ кВт каждый и с коэффициентом использования установленной мощности k=0,65, если станция израсходовала В=576∙10⁶ кг/год бурого угля с низшей теплотой сгорания кДж/кг.

14. Конденсационная электростанция работает при начальных параметрах пара перед турбинами р₁=16 МПа, t₁ = 610^оС и давлением в конденсаторе p_к=4∙10³Па. Определить удельный расход условного топлива на выработку 1 МДж электроэнергии, если к.п.д. котельной установки η_к.у = 0,89,к.п.д. трубопроводов η_тр = 0,965, относительный внутренний к.п.д. турбины =0,835, механический к.п.д. турбины =0,98 и электрический к.п.д. генератора =0,98.

15. Теплоэлектроцентраль израсходовала кг/год каменного угля с низшей теплотой сгорания кДж/кг, выработав при этом электрической энергии =184∙10⁶ кВт./ч/год. Определить удельные расходы условного топлива на выработку 1 кВт./ч электроэнергии и 1 МДж тепла, если расход топлива на выработку отпущенного тепла =21,5∙10⁶ кг/год и к.п.д. ТЭЦ брутто по выработке тепла =0,81.

16. Теплоэлектроцентраль выработала электроэнергии =56∙10¹⁰ кДж/год и отпустила тепла внешним потребителям =5,18∙10¹¹ кДж/год. Определить удельные расходы условного топлива на выработку 1 МДж электроэнергии и 1 МДж тепла, если расход пара из котлов D=77,4∙10⁷ кг/год, испарительность топлива И= 8,0 кг/кг. К.П.Д. котельной установки η_к.у =0,885 и тепловой коэффициент сжигаемого топлива k_экв=0,88.

17. Определить удельный расход тепла на выработку 1 кВт./ч электроэнергии (для условного топлива) для конденсационной электростанции, если удельный расход топлива = 0,45 кг/(кВт./ч) и тепловой эквивалент топлива Э=0,8.

18. Определить удельный расход тепла на выработку 1 МДж электроэнергии (условного топлива) для КЭС с тремя турбогенераторами мощностью N=7,5∙10³ кВт каждый и с коэффициентом использования установленной мощности k_и=0,64, если станция израсходовала В=670∙10⁶ кг/год каменного угля с низшей теплотой сгорания кДж/кг.

19. Теплоэлектроцентраль израсходовала кг/год каменного угля с низшей теплотой сгорания кДж/кг, выработав при этом электроэнергии =152∙10⁶ кВт∙ч/год, отпустив тепла внешним потребителям =5,14∙10¹¹ кДж/год. Определить удельный расход тепла на выработку 1 кВт./ч энергии (для условного топлива), если к.п.д. котельной установки η_к.у = 0,87.

20. Конденсационная электростанция выработала электроэнергии =30,2∙10¹⁰ кДж/год. Определить годовой расход топлива, если известны удельный расход условного топлива на выработку 1 МДж электроэнергии =0,109 кг/МДж и тепловой эквивалент сжигаемого на КЭС топлива Э =0,84.

21. Теплоэлектроцентраль выработала электроэнергии =32∙10¹⁰ кДж/год и отпустила тепла внешним потребителям =2,8∙10¹¹ кДж/год. Определить годовой расход топлива, если удельный расход условного топлива на выработку 1 МДж электроэнергии = 0,104 кг/МДж, к.п.д. ТЭЦ брутто по выработке тепла = 0,85 тепловой эквивалент сжигаемого на ТЭЦ топлива Э = 0,86.

22. Теплоэлектроцентраль выработала электроэнергии =48∙10¹⁰ кДж/год и отпустила тепла внешним потребителям =42∙10¹⁰ кДж/год. Определить коэффициент использования тепла топлива на ТЭЦ, если низшая теплота сжигаемого топлива 15800 кДж/кг, расход пара из котлов D=61,5∙10⁷ кг/год и испарительность топлива И= 8,2 кг/кг.

23. Теплоэлектроцентраль выработала электроэнергии =48∙10¹⁰ кДж/год и отпустила тепла внешним потребителям =36∙10¹⁰ кДж/год. Определить коэффициент использования тепла топлива на ТЭЦ и расход топлива на выработку электроэнергии, если низшая теплота сжигаемого топлива 15200 кДж/кг, расход пара из котлов D=61,3∙10⁷ кг/год, испарительность потлива И= 8,5 кг/кг и к.п.д. котельной установки η_к.у =0,9.

24. Конденсационная электростанция выработала электроэнергии =100∙10⁶ кВт∙ч/год, израсходовав при этом на собственные нужды 5% от выработанной энергии. Определить себестоимость 1 кВт./ч отпущенной электроэнергии, если сумма затрат на станции ΣИ=7,6∙10⁵ руб./год.

25. Себестоимость 1 кВт./ч электроэнергии при отпуске ее =120∙10⁶кВт∙ч/год равна = 0,7 коп(кВт∙ч). Определить себестоимость 1 кВт∙ч отпущенной энергии при отпуске ее =84∙10⁶ кВт∙ч/год. Сумму годовых затрат на станции считать одинаковой.

26. К.п.д. брутто котельной установки благодаря рационализации процесса сгорания топлива увеличился от η^′_ку =80% до η″_ку =83%. Как изменили расход топлива в котельной при том же количестве вырабатываемого пара?

27. Станция израсходовала В=148,5∙10³ т/год торфа с 29000 ккал/кг и выработала электроэнергии =100∙10⁶ кВт∙ч/год, израсходовав при этом на собственные нужды 5% от выработанной электроэнергии.

Определить к.п.д. брутто и к.п.д. нетто станции, выразив последний через удельные расходы тепла и натурального и условного топлива.

28. ТЭЦ израсходовала кг/год топлива, выработав при этом электроэнергии =150∙10⁶ кВт∙ч/год и потратив на собственные нужды 5% от выработанной энергии. Определить себестоимость 1 кВт∙ч отпущенной энергии, если расход топлива на выработку электроэнергии В_Э =64∙10⁶ кг/год затраты на топливо И_топ=9,6∙10⁵ руб./год, затраты на амортизацию И_ам=3,4∙10⁵ руб./год, затраты на зарплату И_зп=1,37∙10⁵ руб./год и все остальные затраты ΣИ_пр=2,63∙10⁵ руб./год.

29. Определить удельный расход топлива на выработку 1 МДж электроэнергии (для условного топлива) для КЭС с мощностью 225∙10³ кВт и с коэффициентом использования установленной мощности k_U=0,64, если станция израсходовала В=670∙10⁶ кг/год угля с 20500 кДж/кг.

30. ТЭЦ израсходовала кг/год угля с 28500 КДНК/ кг, выработав при этом электроэнергии =60∙10¹⁰ кДж/год и отпустив тепла внешним потребителям =5,0∙10¹¹ кДж/год. Определить к.п.д. ТЭЦ брутто и нетто по выработке электроэнергии и тепла, если расход электроэнергии на собственные нужды 6% от выработанной электроэнергии, к.п.д. котельной установки η_ку =0,87 и расход топлива на выработку электроэнергии для собственных нужд кг/год.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Таблица 4 - Характеристики насыщенного водяного пара (аргумент – давление)

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: