Как рассчитать выработку электроэнергии

Расчет годовой выработки электроэнергии и годового расхода топлива на тэц.

Число часов использования электрической мощности ТЭЦ зависит от условий работы ТЭЦ в энергосистеме и числа часов использования тепловой мощности турбоагрегатов ТЭЦ. Число часов использования тепловой мощности отборов турбоагрегатов «Т» и «ПТ» отопительных и производственных параметров определяются по формулам: Число часов использования установленной электрической мощности турбоагрегатов типа «ПТ» и «Т» соответственно: где для турбины Т-175/210-130 . Определим годовую выработку электроэнергии каждым турбоагрегатом типа «ПТ» и «Т», установленными на ТЭЦ: Таки образом, годовая выработка электроэнергии на ТЭЦ с учетом количества установленных турбоагрегатов составляет: Расход топлива на ТЭЦ состоит из расхода топлива, определяемого по топливным характеристикам турбоагрегатов и дополнительного расхода топлива пиковыми котельными на покрытие пиковых тепловых нагрузок: где – годовой расход топлива турбоагрегатами ТЭЦ, тут/год; – годовой расход топлива пиковыми котельными, тут/год. Годовые отборы пара производственных и отопительных параметров определяются равенствами: Топливная характеристика i-го турбоагрегата типов «Т» и «ПТ» имеет вид: где годовое число часов работы турбоагрегата при базовом режиме работы станции принимается равным В результате расход топлива турбоагрегатами ТЭЦ составляет: Расход топлива пиковыми котельными на покрытие пиковой нагрузки в паре отопительных параметров: Следовательно, расход топлива на ТЭЦ равен: По полученному значению расхода топлива на ТЭЦ, определяются удельные расходы топлива на производство электроэнергии и теплоты. Для этих расчетов необходимо разделить расход топлива между различными видами продукции. На производство теплоты относится часть расхода топлива, определяемая по известным отборам пара каждой турбины типа «Т» и «ПТ». Рассчитаем годовой расход топлива на производство теплоты i—ым турбоагрегатом ТЭЦ: Определим годовой расход топлива на производство теплоты всеми турбоагрегатами ТЭЦ: Тогда расход топлива на производство электроэнергии равен: Рассчитаем удельный расход топлива на выработку электроэнергии (брутто): Удельный расход топлива на выработку теплоты (брутто): где – годовое количество теплоты, отпускаемое потребителям от ТЭЦ.

Расчет себестоимости производства и передачи электроэнергии и теплоты. Годовой расход электроэнергии на собственные нужды.

Годовой расход электроэнергии на собственные нужды ТЭЦ слагается из следующих составляющих: где – расход электроэнергии на циркуляционные насосы, МВт-ч/год;– расход электроэнергии на топливоприготовление, МВт-ч/год;– расход электроэнергии на тягодутьевые устройства, МВт-ч/год;– расход электроэнергии на сетевые насосы, МВт-ч/год; – расход электроэнергии на питательные электронасосы, МВт-ч/год;– расход электроэнергии на гидрозолоудаление, МВт-ч/год;– расход электроэнергии на прочие элементы, МВт-ч/год. Рассчитаем отдельные составляющие указанной выше формулы: где ,– годовая выработка электроэнергии на ТЭЦ, МВт·ч, и годовой расход топлива на ТЭЦ, тут/год, были определены ранее;– максимальный расход пара в головуi-ой турбины, т/ч; – число часов использования электрической мощностиi-го турбоагрегата, ч/год, было определено ранее; – годовое количество теплоты, отпускаемой с ТЭЦ, ГДж/год;– удельные расходы электроэнергии на отдельные элементы. Таким образом, годовой расход электроэнергии на собственные нужды ТЭЦ составляет: Коэффициент расхода электроэнергии на собственные нужды:

3.3. Расчет годовой выработки электроэнергии и отпуска тепла

Суточная выработка электрической энергии определяется исходя из заданного диспетчерского графика нагрузки станции (см. данные табл.5).

Тогда суточная выработка электроэнергии в зимние и летние дни соответственно составит:

Коэффициент использования установленной мощности за сутки составит:

Необходимая годовая выработка электроэнергии ТЭЦ по временам года определяется по формуле:

где М_лето — количество дней в апреле — сентябре,

М_зима — количество дней в октябре — марте.

Число часов использования установленной мощности ТЭЦ определяется по формуле:

где N_y — установленная мощность станции, кВт.

Годовой расход пара на технологические нужды составит:

Д_год тех = Д_max тех  h_max тех т/год (4.16)

То же на отопление:

Годовой отпуск тепла:

Q_год = Д_год тех  i + Д_год от  i Гкал/год (4.18)

Для отопительной и технологической нагрузки i соответственно можно принять равным 0,55 и 0,6 Гкал/т пара.

3.4. Выбор топливной базы электростанции

Выбор топливной базы проектируемой станции в курсовой работе производится на основании экономического сравнения двух (определенных в задании) возможных вариантов топливоснабжения (см. данные табл.4).

При экономическом сравнении вариантов топливоснабжения рекомендуется исходить из следующих соображений:

энергетический процесс превращения химической энергии топлива в тепловую энергию пара, производимого и котельной электростанции (с дальнейшим превращением последней в механическую энергию турбины и в электрическую энергию генератора), складывается из следующих стадий:

а) добыча топлива,

б) транспорт топлива от места добычи до места сжигания (котлы электростанции),

в) сжигание топлива в топках котлов электростанции;

для каждой из перечисленных стадий необходимо рассчитать капитальные затраты на единицу измерителя данного процесса и себестоимость этой единицы. Такими измерителями и их единицами являются:

для добычи топлива — 1т добываемого натурального топлива,

для транспорта топлива — 1т перевозимого натурального топлива,

для сжигания топлива — 1т сжигаемого натурального топлива.

Измерителем, характеризующим весь рассматриваемый процесс в целом, является продукция котельной установки электростанции, выражаемая в Гигакалориях тепла (или тоннах пара). Просуммировав экономические показатели рассмотренных выше 3-х процессов (добыча; транспорт и сжигание топлива с учетом потерь при перевозке, перевалах, складировании и пр.). Относя этот суммарный показатель к единице конечного измерителя (1 Гкал тепла, произведенного котельной установкой), получим итоговые показатели процесса в целом (себестоимость и капитальные затраты на 1 Гигакалорию тепла в год производимого котельной установкой электростанции):

где К_Т и S_Т — соответственно капитальные затраты и себестоимость;

α_пот — потери топлива при перевозке, перевалах, складировании, выраженные в долях единицы; принимаются для твердого и жидкого топлива в зависимости от расстояния;

Q_р н — теплотворная способность топлива в ккал/кг;

 бр — к.п.д. котельной установки (брутто).

Все исходные данные для этих расчетов приведены в табл. 4,6 Вопрос об экономически наивыгоднейшем варианте топливоснабжения электростанции решается сопоставлением суммарных экономических показателей К₁;К₂; S₁; S₂.

При этом могут иметь место два случая:

оба экономических показателя одного из вариантов лучше (меньше) показателей другого;

при одном соотношении показателей себестоимости 1 Гкал имеет место обратное соотношение показателей удельных капиталовложений:

Во втором случае для решения вопроса следует определить срок окупаемости дополнительных капиталовложений по варианту с минимальной себестоимостью, 1 Гкал за счет ежегодной экономии в издержках производства:

Если найденная величина срока окупаемости не превышает 8 лет, то вариант с минимальной себестоимостью следует считать экономически наивыгоднейшим.

Условием выбора оптимального варианта топливоснабжения являются также приведенные затраты:

Для выбора топливной базы расчет следует вести по форме приведенной в табл. 10.

Выбор топливной базы ТЭЦ

2.1.1. Годовая выработка электроэнергии электростанцией

h_y — годовое число часов использования установленной мощности, ч.

В курсовой работе h_y приведено в исходных данных задания.

В экономической части дипломного проекта h_y принимается самостоятельно. При этом следует учитывать район строительства станции и сложившуюся ситуацию с энергоснабжением потребителей и топливоснабжением станции. Ориентировочно h_y = 5000-7000 ч.

2.1.2. Годовой расход электроэнергии на собственные нужды

Определяется по энергетической характеристике, приведенной в приложении 5, в зависимости от мощности энергоблока и вида сжигаемого топлива.

В приложении 5 энергетическая характеристика приведена для любого периода работы энергоблока, электростанции (Тр ). Соответственно выработка электроэнергии (W_B) за этот период подставляется в МВт ч.

Обратите на это внимание при подсчете годового расхода электроэнергии на собственные нужды на формуле (12):

где N_хх — мощность холостого хода, МВт;

Т_р — число часов работы блока в течение года; Т_р не равно h_y. В расчетах принимается 7000-7500 ч;

р — удельный расход электроэнергии собственных нужд при работе оборудования под нагрузкой, кВт ч/кВт ч.

W_в— годовая выработка электроэнергии электростанцией, МВт-ч. В формуле (11) результат получен в тыс. МВт-ч. Следует перевести в МВт ч.

2.1.3.Удельный расход электроэнергии на собственные нужды электростанции

Полученный в результате расчета коэффициент K_сн следует сравнить с данными, приведенными в приложении 6.

2.1.4. Годовой отпуск электроэнергии с шин электростанции

2.2. КПД электростанции по отпуску электроэнергии, тепловой энергии, коэффициент использования топлива

2.2.1. КПД электростанции по отпуску электрической энергии

где 3,6 — тепловой эквивалент, используемый при переводе электроэнергии в теплоту, ГД ж/МВт ч;

29,33 — удельная теплота сгорания условного топлива, ГДж/т;

b э _о— по формуле (30), г у. т./кВт ч.

2.2.2.КПД электростанции по отпуску теплоты (тепловой энергии)

где b т _о — по формуле (31). кг у.т./ГДж;

B т _у — по формуле (28), тыс. т у. т./год.

2.2.3. Коэффициент использования топлива

где W₀ — по формуле (14), тыс. МВт ч/год;

Q г _т — по формуле (7), тыс. ГДж/год;

B г _у — по формуле (23) или (24), тыс. т у. т./год;

29,33 — удельная теплота сгорания условного топлива, ГДж/т,

2.3. Годовой расход условного топлива,

рассчитываемый по топливной характеристике

Топливная характеристика в зависимости от вида топлива и единичной мощности энергоблока приведена в приложении 7.

2.3.1. Годовой расход условного топлива

Топливная характеристика в общем виде

где b_хх — часовой расход условного топлива на холостой ход энергоблока, т у.т./ч;

T_р — число часов работы блока в течение года, равное принятому в формуле (12), ч:

b — средний относительный прирост расхода условного топлива при возрастании нагрузки, т/МВтч;

∆b — разность средних относительных приростов расхода топлива при нагрузках, превышающих критическую, т/МВт-ч;

W_B— годовая выработка электроэнергии электростанцией, определенная по формуле (11). При подстановке в топливную характеристику (в формулу (35)) следует перевести в МВт-ч/год;

N_н — номинальная мощность блока, МВт;

N_кр — критическая нагрузка, МВт;

h_у — число часов использования установленной мощности, равное принятому в формуле (11).

Годовая выработка электроэнергии подсчитывается по формуле

, (МВт/ч) (17.3)

где – установленная мощность электростанции, МВт;

— установленная мощность электростанции

МВт/ч

Годовой расход электроэнергии на собственные нужды определяется на основании энергетической характеристики, приведенной в таблице 2, в зависимости от мощности и вида сжигаемого топлива

, (МВт/ч) (17.4)

где — кол-во установленных блоков;

— число часов работы блока в течении года, принимается 7300–8000 ч;

— годовая выработка электроэнергии МВт.ч

МВт/ч

Удельный расход электроэнергии на собственные нужды определяется:

(17.5)

, (МВт/ч) (17.6)

где: — годовая выработка электроэнергии МВт/ч

МВт/ч

, (тут/год) (17.7)

где: — часовой расход топлива на хх основного оборудования, тут /ч;

— число часов работы блока в течении года, равное принятому в формуле (4), ч;

– средний относительный прирост расхода условного топлива (увеличение расхода топлива на энергоблоке при возрастании его электрической нагрузки на единицу) т/МВт.ч;

– разность средних относительных приростов расхода топлива при нагрузках, превышающих критическую, по сравнению с докритической нагрузкой, т/МВт.ч;

– выработка электроэнергии, МВТ.ч;

— номинальная мощность блока, МВт;

— число часов использования установленной мощности, равное принятому в формуле (3), ч

тут/год

, тн. т/год (17.8)

— удельная теплота сгорания натурального топлива, кДж/кг

— норма потерь топлива при перевозке вне территории электростанции (принимается по приложению II)

тут/год

, (гут/кВт.ч) (17.9)

где — годовой расход условного топлива котлами, (тут/год);

— годовой отпуск электроэнергии с шин электростанции, (МВт.ч).

Для контроля правильности выполнения расчетов рекомендуется использовать приложения 16,17.

гут/кВт.ч

КПД станции по отпуску электроэнергии

(17.10)

где — удельный расход условного топлива по отпуску электроэнергии, ту. т/кВт.ч.

, (тыс руб./год); (17.11)

Для станций, сжигающих газ мазут:

, (тыс руб./год); (17.12)

-годовой расход натурального топлива, тыс. тн. т/год – для твердого и жидкого топлива, млн /год – для газа

тыс руб./год

Укрупнено затраты на воду на технологические цели могут быть определены следующим образом:

, тыс. руб./год (17.13)

где: 40 50 руб./год на одну тонну суммарной часовой производительности котлов (большее значение принимается для блоков 300 МВт и выше);

0,3 0,8 руб./год на 1 кВт установленной мощности в зависимости от типа блока, значения приведены в табл. 4;

— расход натурального топлива, тыс. тн. т/год

– годовая плата за воду в бюджет в зависимости от мощности блока и типа циркуляционной системы водоснабжения в расчете на один блок тыс. руб./год, его значение приведено в табл. 5

— суммарная номинальная паропроизводительность всех установленных котлов (по заданию или из расчета) тыс. т/ч;

— установленная номинальная мощность станции МВт;

— количество установленных блоков, шт.

тыс руб./год

Для укрупненных расчетов затраты на основную заработную плату производственных рабочих определяются по формуле:

, (тыс. руб./год) (17.14)

где: -0,6 0,7 – доля производ. Рабочих в общей численности экспл. Персонала

— удельная численность эксплуатационного персонала (приложение 12,13)

— средняя заработная плата одного производственного рабочего

-районный коэффициент оплаты труда

тыс руб./год

Важными показателями косвенно характеризующими уровень производительности труда на ГРЭС, являются:

удельная численность промышленно-производственного персонала, формула (22); удельная численность эксплуатационного персонала формула

, чел./МВт (17.15)

где -численность промышленно – производственного персонала (приложения 12,13)

чел./МВт

, чел./МВт (17.16)

где — численность эксплутационного персонала (приложение 12,13)

— установленная мощность станций, МВт

чел./МВт

, тыс. руб./год

тыс. руб./год

, тыс. руб./год

тыс. руб./год

Стоимость оборудования являющегося частью капиталовложения определяется:

, тыс. руб./год (17.18)

где: т – коэффициент зависящий от номинальной мощности блока, равной 0,43 для блока 150,200,300 МВт и 0,45 для блоков 500,800,1200;

— капитальные вложения в строительство станций млн. руб.

тыс. руб./год

Амортизационные отчисления для производственного оборудования.

, тыс. руб./год, (17.19)

где: — стоимость оборудования тыс. руб.

— 7,5–8% средняя норма амортизации для производственного оборудования

тыс. руб./год

Расходы по содержанию и эксплуатации оборудования.

, тыс. руб./год (17.20)

где: — 1,15 1,35 – коэффициент, учитывающий расходы за текущий ремонт и эксплуатацию оборудования (большие значения для бурых и многозольных углей).

— амортизационные отчисления на производственное оборудования тыс. руб./год

тыс. руб./год

В эту статью включаются затраты по обслуживанию цехов и управлению ими:

· Заработная плата основная, дополнительная и отчисления по соцстраху общецехового персонала, амортизация, затраты по содержанию и текущему ремонту зданий и инвентаря общецехового значения; расходы по охране труда.

Приближенно эти расходы определяются долей от расходов на содержание и эксплуатацию оборудования

, (тыс. руб./год) (17.21)

где — зависит в первую очередь, от установленной мощности и определяется данными табл. 6

тыс. руб./год

Общестанционные расходы связаны с управлением работой станции (содержание, текущий ремонт, амортизация заводских средств, испытания, опыты, рационализация, охрана труда и т.д.) и составляет:

, (тыс. руб./год) (17.22)

где: — численность адм.-производственного персонала, принимается по приложению 15 для блоков 500 МВт и выше принимается 15% численности эксплуатационного персонала

районный коэффициент по оплате труда (приложение 16);

— доля прочих затрат общестанционного характера, которые определяются через издержки и зависят от установленной мощности, значения приведено в табл. 7