Построение графика тепловой нагрузки ТЭЦ, коэффициент теплофикации

Из статьи Вы узнаете, как строить графики тепловых нагрузок ТЭЦ.

Теплофикационная нагрузка ТЭЦ включает: расход теплоты на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение

Qтэц = Qот+Qв+Qгв

Изменение отопительной нагрузки в зависимости от температуры наружного воздуха можно представить в виде:

Qот = Qр от *(Тр вп – Тн)/(Трвп – Тр но)

• Qот – текущее значение отопительной нагрузки.
• Qр от – расчетный расход теплоты на отопление
• Тн – текущее значение температуры наружного воздуха
• Тр вп – расчетная температура внутри помещения
• Тр но – расчетная температура наружного воздуха для проектирования систем отопления

Расчетные соотношения для вычисления минимальных Qmin от, средних Qср от значений отопительной нагрузки, суммарного расхода теплоты, отпускаемой ТЭЦ за отопительный период Qz от, годового времени использования максимума отопительной нагрузки tгод от, изменения вентиляционной нагрузки Qр гв приведены в следующей литературе

• Соколов Е.Я. Теплофикация и тепловые сети 1982
• Рыжкин В.Я. Тепловые электрические станции 1987

Нагрузка горячего водоснабжения в течение года сохраняется примерно на одном уровне, несколько уменьшаясь до 70-80% Qр гв летом.

Температура воды Тг, идущей на горячий водоразбор, составляет 333-348 К.

По уравнениям представленным выше производят построение графиков частичных и суммарной теплофикационных нагрузок ТЭЦ:

• В функции температуры наружного воздуха Qтэц = f (Тн)
• По продолжительности Qтэц = F(t)

На рисунке приведены, в качестве иллюстрации, такие графики для ТЭЦ с расчетной тепловой нагрузкой Qmax тэц. Максимальный (расчетный) отпуск теплоты можно представить как:

• Qмах т – расчетная (максимальная) тепловая нагрузка отборов теплофикационных турбин
• Qмах пик – тепловая нагрузка, покрываемая пиковыми источниками.

Понятие коэффициента теплофикации ТЭЦ

Долю расчетной  тепловой нагрузки ТЭЦ, удовлетворяемую из отборов турбин, определяют отношением:

Ар тэц = Qмах т/Qмах тэц

И называют расчетным коэффициентом теплофикации ТЭЦ.

Обоснование выбора величины этого коэффициента является самостоятельной технико-экономической задачей, поэтому при выполнении проекта можно принять коэффициент теплофикации в пределах:

• 0,5 – 0,55 для турбин с электрической мощностью Nэ = 25-50 МВт
• 0,55 – 0,60 для турбин с Nэ = 100-175 МВт
• 0,60 – 0,65 для турбин с Nэ = 180-250 МВт

По принятому значению коэффициента теплофикации определяют максимальный отпуск теплоты из отборов турбины на коммунально-бытовые нужды.

Qмах т = Ар тэц * Qмах тэц

Как следует из первого графика, такая тепловая нагрузка устанавливается при наружной температуре воздуха Тна. При этой температуре вступают в работу пиковые источники, а основные сетевые подогреватели имеют далее Qмакс т = const

Справа на первом рисунке приведен график тепловой нагрузки района теплопотребления по продолжительности. Ордината любой точки этого графика равна часовой тепловой нагрузке ТЭЦ при данной температуре наружного воздуха Тн, а абсцисса – годовой длительности стояния температур наружного воздуха, равных или ниже данной.

Кроме графиков тепловой нагрузки ТЭЦ, строятся также зависимости изменения температур прямой и обратной сетевой воды, как функции температуры наружного воздуха Тпс = f1(Тн) и Тос = f2(Тн)

• Тпс – температура воды в подающей линии тепловой сети.
• Тос – температура воды обратной линии тепловой сети.

Указанные зависимости принимаются линейными и строятся по двум точкам.

При Тн = Тр но температуры прямой и обратной сетевой воды максимальны и составляют в зависимости от климатического района расположения ТЭЦ:

• Тмах с = 95, 130, 150 или 180 С
• Тмах ос = 70 С для всех районов

В точке Тпс = Тос = Тн значение Тн равно расчетной температуре внутри помещения Тр вп

В качестве исходной для горячего водоснабжения используют водопроводную воду с температурой в зимний период Тз х = 278 К и летний Тл х = 288 К

Поскольку Т min пс не может быть ниже температуры Тг, то при Тн равном Тгн или выше, температура прямой сетевой воды остается постоянной и равной Тг. Соответственно постоянной остается  и температура обратной сетевой воды Тmin ос.

При температуре равной  Тнa (максимальная расчетная) тепловая нагрузка основных подогревателей пропорциональна отрузку dTmax т, а наибольший отпуск теплоты от ТЭЦ – отрезку dTmax св.

Годовой график температур сетевой воды по продолжительности ( правая часть) строят аналогично годовым зависимостям тепловой нагрузки ТЭЦ.