Закрытые системы теплоснабжения, выработка электроэнергии на базе общей тепловой нагрузки

тепловой нагрузка паровой турбина В схеме мини-ТЭЦ закрытой системы теплоснабжения при последовательном соединении пароводяных подогревателей машзала 6 и подогревателей сетевой воды котельной 7 (водогрейных котлов, пароводяных сетевых подогревателей) электрическая мощность зависит от температурного графика регулирования отопительной нагрузки (рис. 7а). Зависимости удельной электрической мощности от противодавления для различных температурных графиков регулирования и начальных параметров пара приведены на рис. 8. Для каждого температурного графика имеет место максимум электрической мощности, величина которого тем больше, чем меньше расчетная температура в подающей линии сети.

Для всех рассмотренных температурных графиков, кроме графика 150−70 ^ОС, оптимальное противодавление достаточно точно определяется давлением насыщения, соответствующим температуре в подающей линии сети, с учетом минимального температурного напора, принятого в расчетах равным 5 ^ОС. Оптимальные значения противодавления увеличиваются с повышением температуры в подающей линии сети. Наибольшее значение электрической мощности достигается для температурного графика 95−70 ^ОС при противодавлении 0,1 МПа. Для начальных параметров пара 1,3 МПа, 191 ^ОС его величина равна 0,15 МВт (э)/МВт (т), при начальных параметрах пара 3,4 МПа, 435 ^ОС 0,24 МВт (э)/МВт (т). Следует отметить, что температурный график 95−70 ^ОС при определенных условиях, определяемых гидравлическим режимом работы сети, может быть реализован при подключении ТО машзала перед сетевыми насосами котельной в соответствии со схемой № 5 (рис. 7а) [1]. В связи с ограничением температуры воды на линии всасывания сетевых насосов при вводе в работу мини-ТЭЦ более высокие температурные графики можно обеспечить только при включении ТО машзала в линию нагнетания сетевых насосов.

При параллельном присоединении по сетевой воде ТО машзала 6 и подогревателей котельной 7 расчетный температурный график 150−70 ^ОС не может быть обеспечен при использовании подогревателей машзала в большей части выбранного диапазона противодавлений. В связи с понижением расхода сетевой воды в котельной часть котлов должна быть отключена. Зависимости удельной электрической мощности для схемы № 6 (рис. 7б) приведены на рис. 9. В сравнении со схемой № 5 электрическая мощность меньше в области низких противодавлений. Величина максимальной электрической мощности практически такая же, как и для схемы № 5, значения оптимальных противодавлений несколько выше, особенно при высоких температурах в подающей линии сети. Это связано с параллельным присоединением котлов к подогревателям машзала.

В приведенных выше графических материалах определена максимальная электрическая мощность, которую можно генерировать для рассмотренных схем мини-ТЭЦ, в рамках допущений, сделанных в начале статьи. В котельных тепловой мощностью до 10 МВт применяются паровые машины объемного типа ПРОМ и ПВМ при низких параметрах пара (1,3 МПа, 191−250 ^ОС), для тепловой мощности более 10 МВт — паровые противодавленческие турбогенераторы блочного типа и турбины противодавленческие на низкие и средние параметры пара.

Для паровых машин объемного типа внутренний КПД равен 50−55%, для блочных турбоагрегатов — 67−78%, для противодавленческих паровых турбин на средние параметры пара -70−80%. Уточненные значения характеристик эффективности агрегатов выбранного типа и уровня мощности позволяют произвести корректировку определенных выше значений электрической мощности.

При определении площади поверхности теплообмена коэффициент теплопередачи принимался равным 3000 Вт/м². К, что характерно для кожухотрубных ТО типа «ПП». В расчетах охлаждение конденсата не учитывалось. Учет изменения типа ТО и коэффициента теплопередачи приведет к уточнению площади поверхности теплообмена.

Следует иметь в виду, что температурные графики регулирования 150−70 ОС и 130−70 ^ОС и средние параметры пара для котельных с малой тепловой нагрузкой применяется редко.

Доля тепловой нагрузки ГВС в общей нагрузке котельной принималась равной 25% в соответствии со структурой тепловых нагрузок, приведенной в [3].

Схемы № 1−4 можно комбинировать со схемами № 5 и № 6, обеспечивая выработку электроэнергии на всех видах тепловой нагрузки, отпускаемой потребителям. Суммарная электрическая мощность, выработанная на базе общей тепловой нагрузки открытой системы теплоснабжения, зависит от доли нагрузки ГВС и с ее увеличением возрастает. Следует иметь в виду, что в водогрейных котельных, имеющих паровую часть, электрическая мощность мини-ТЭЦ ограничивается паровой производительностью котельной.