 |
|
Энергетическое нормирование
В основе обоснования целесообразного энергетического режима работы ТЭС лежат энергетические характеристики.
Энергетические характеристики строятся на основе энергетических балансов. Сущность составления энергобаланса состоит в том, что энергобаланс представляется в виде однолинейной схемы энергетического потока, на котором выделяются отдельные слагаемые энергобаланса: подведенная и полезная энергия, а также потери энергии. Возможно также построение баланса в виде дерева или в табличном виде.
Как бы сложна ни была энергетическая схема электростанции, ее можно рассматривать как последовательное и параллельное сочетание простейших энергетических балансов.
Если электростанция производит различные виды энергии, то для каждого из этих видов строится свой энергобаланс, а затем способом наложения воспроизводится вся схема сложного энергобаланса электростанции. При этом производство энергии на ТЭС, рассматривается в виде последовательного процесса, состоящего из ряда стадий:
1. производство тепла (котельный цех)
2. распределение тепла (тепловой поток)
3. производство электроэнергии (турбинный цех)
4. теплофикационное отделение (ТЭЦ)
Для каждой стадии составляется собственный энергобаланс, в котором количество поступившей (подведенной) энергии должно быть равно количеству отданной (полезной) энергии (отпуск в другую стадию производства, потери и необходимые расходы).
Энергобаланс может быть составлен за любой промежуток времени (час, сутки, месяц и т.д.).
Экономичность каждой стадии производства, при работе энергетических агрегатов по определенному режиму, определяется следующими показателями: КПД и удельным расходом тепла (топлива).
КПД каждой стадии
где 
; 
- потери энергии.
Удельный расход энергии в общем виде соответствует отношению количества подведенной энергии к полезной, то есть величина обратная КПД.
Зная КПД последовательных стадий производства и распределения для группы энергетического оборудования, состоящей из ряда последовательных элементов, в которых полезная энергия предыдущего элемента является подведенной энергией последующего элемента, общий КПД определяется по формуле
где 
, 
, 
- КПД отдельных последовательных элементов.
Пример. Для КЭС в целом:
где 
,
,
Следовательно, при КПД 35% потери энергии составляют 65%, что свидетельствует о важности их классификации, анализа, нормирования, и сокращения до технически и экономически возможных значений.
Для ТЭЦ в целом различают два КПД:
1. КПД по выработке электроэнергии
где 
,
2. КПД по выработке теплоэнергии
где ,
Так как пар используется на производство электроэнергии и теплоэнергии, в первом и втором случае учитывается - 
, то же самое относительно передачи теплоэнергии по трубопроводам - 
.
, т. к. по отношению к выработке электроэнергии отпуск тепла это потери.
Можно сделать выводы, что энергобаланс каждой стадии производства складывается из энергобалансов отдельных агрегатов, а составление энергобаланса электростанции и определение расходов топлива и КПД ведется от частного к общему – от агрегата к стадии (цеху) и к общим показателям по электростанции.
Расходные характеристики и показатели экономичности энергетических агрегатов.
Выбор оптимального (наилучшего из возможных) энергетического режима работы оборудования электростанций - важнейшая задача организации основного производства в электроэнергетике.
В основе обоснования оптимального энергетического режима работы электростанции лежат энергетические характеристики агрегатов.
Энергетическая характеристика представляет собой функциональную зависимость между подведенной и полезной энергией.
Подведенную энергию при этом можно представить в следующем виде
где: 
- потери энергии.
По результатам станционных или заводских испытаний строится расходная характеристика агрегата, которая представляет собой зависимость часового расхода первичной энергии или энергоносителя от нагрузки энергетического агрегата.
Расходные характеристики бывают двух видов:
1. весовые;
2. энергетические.
Весовая расходная характеристика — зависимость часового расхода энергоносителя от величины нагрузки агрегата.
Для котлоагрегата: зависимость часового расхода натурального топлива от паропроизводительности котла.
Вкот(н)час = f1 (Dкотчас) , т.н.т./час
где ,
Dкотчас — количество произведённого пара в час, тонн пара в час.
Для турбоагрегата: зависимость часового расхода пара турбиной от электрической нагрузки турбоагрегата.
Dт/ачас = f2 (Р) , т.пара/час
Энергетическая расходная характеристика — зависимость часового расхода первичной энергии от величины нагрузки агрегата.
Для котлоагрегата: зависимость часового расхода условного топлива котлом от часового производства тепла.
Вкотчас = f3 (Qкотчас) , т.у.т./час
где,
Qкотчас — количество произведённого тепла в час, Гкал/час.
Для турбоагрегата: зависимость часового расхода тепла турбиной от электрической нагрузки турбоагрегата.
Qт/ачас = f4 (Р) , Гкал/час
где,
Qт/ачас — количество подведённого тепла к т/а в час, Гкал/час;
Р — электрическая нагрузка, МВт.
Для расчетов абсолютных величин расхода энергоносителя для заданных нагрузок и определения необходимой производственной мощности агрегатов первичной энергии (напр., к/а по отношению к т/а), отвечающей заданным нагрузкам агрегатов вторичной энергии (например, электрической нагрузки т/а), используются весовые расходные характеристики.
Для расчетов относительных величин расхода первичной энергии для заданных нагрузок и определения экономичности работы агрегатов используются энергетические расходные характеристики.
Применительно к т/а: если известна его весовая расходная характеристика, то путем пересчета можно получить энергетическую расходную характеристику, если известна интальпия свежего пара и питательной воды:
Qт/ачас = Dт/ачас * (i0 – iпв); кг*ккал/кг = ккал
Показателями экономичности работы агрегатов являются:
Для к/а — удельный расход условного топлива на единицу производимого тепла:
bqкот = Вкотчас/ Qкотчас , кг у.т. /Гкал
Для т/а — удельный расход тепла на единицу производимой электроэнергии:
qэт/а = Qт/ачас / Р , ккал/кВт*ч.
— определяются делением величины расхода первичной энергии агрегатом на его нагрузку при данном режиме его работы.
Энергетические характеристики строятся по всем элементам оборудования э/с, но основную роль во всех технико-экономических расчетах играют характеристики т/а и к/а.
Применительно к турбоагрегату, зная его весовую характеристику, можно получить расходную характеристику, если известны энтальпия свежего пара ( 
) и температура (энтальпия) питательной воды ( 
), путем пересчета по формуле
Экономичность агрегатов зависит от структуры и величины потерь энергии. Для экономичной эксплуатации оборудования и борьбы с излишними потерями энергии важно знать, какие причины вызывают эти потери, и какова их зависимость от величины полезной энергии.