Secțiunea: EDUCAȚIE
Subsecțiunea: Învățământ la distanță
Unitate: FUNDAMENTELE energetice moderne
Alimentarea cu energie termică MODERN
3.4. producția de energie electrică și termică separat și combinate. Avantajul termodinamic al producției combinate
Dacă un utilizator, de exemplu, orașul este necesară la un moment dat cantitatea de energie electrică Ne (pe unitatea de timp) și cantitatea de căldură respectiv. Este punct de vedere tehnic cel mai simplu mod de a le obține separat.
Pentru aceasta se poate construi o PTU condensare (fig. 3.9, a) energie electrică Ne vacum creat de un condensator, care este răcit cu apă.
Când se tohl.v temperatură = 15-20 ° C poate fi obținută în pk presiune condensator = 0,04-0,06 atm (3,4 kPa), iar temperatura vaporilor de condensare va fi în conformitate cu Fig. 1.2 tc = 30-35 ° C. Mai mult, pentru producerea de energie termică t poate construi RTS, în care apa de încălzire din cazan care circulă va fi încălzit, de exemplu, de la 70 la 110 ° C Când producția separată de căldură și t NE consumului de energie termică totală de energie electrică, care se obține din cantitatea de combustibil
unde k - randamentul cazanului constituind 90-94% (a se vedea figura 1.1 ..); PTU - PTU condensare randament de aproximativ 45%.
Aceeași problemă de energie electrică și termică poate fi rezolvată într-un alt mod (fig. 3.9, b). În loc de condensator poate fi setat pe rețeaua încălzitor KES pentru a primi cantitatea de căldură t. Desigur, deoarece rețeaua de apă încălzită ar trebui să aibă, să zicem, 110 ° C, presiunea din preîncălzitor de rețea (și turbina cu abur) ar trebui să fie de 0,05 atm ( în IES condensator turbină) și la 1,2 atmosfere (vezi. fig. 1.2). La această presiune, condensatul care rezultă din condensarea aburului va avea o temperatură de aproximativ 120 ° C, și că rețeaua va asigura încălzirea apei la 110 ° C.
Astfel, într-o centrală electrică produce atât căldură și energie electrică în cantitățile necesare. Prin urmare, această producție de energie termică și energie electrică denumite combinate. Termenii „co-generare“ și „încălzire urbană“ - sinonime. Se arată în Fig. 3.9, instalarea b nu este nimic mai mult decât un simplu contrapresiune turbină CHP (ca presiunea din spatele ei, de obicei peste presiunea atmosferică).
Consumul de energie termică în combinație cu aceeași formulare Ne și t va fi:
În această formulă, obținut din (3.1) cu PTU = 1, se consideră că căldura cu aburul care iese din turbina, nu este dat apă de răcire inutil în condensator și complet dat în consum rețea preîncălzitor de căldură. Astfel, nu este ars în continuare combustibil în cazan.
Diferența în cantitate de căldură cheltuită pentru obținerea Ne energie electrică și termică la o separat și combinat formularea lor
în cazul în care ne = / T - o caracteristică foarte importantă, care se numește generarea de energie în consumul de căldură.
Deoarece Btsg unde Wt = - economie de combustibil, și c - căldura de ardere, economia de combustibil în cogenerare în comparație cu make separată
Deoarece PTU <1, то всегда Bт> 0; atunci când termoficare este întotdeauna economia de combustibil. Motivul fizic pentru economia de combustibil este evidentă: căldura de condensare a aburului care părăsește turbina cu abur nu este dat în apa de răcire a condensatorului și consumatorul de căldură.
(3.4) arată că mai rău unitatea turbinei cu abur de condensare, de exemplu, mai puțin de PTU. încălzirea districtului eficient, deoarece o cantitate mai mare de căldură transferată apei de răcire în generarea separată, este acum transferat la rețeaua de alimentare cu apă.
economisire Wt depinde de relația de energie electrică și termică = Ne / t. Cu cât este mai NE la un t fixat. Mai multă putere de condensare este înlocuită economic de căldură.
Se arată în Fig. 3.9 b simplă școală profesională de cogenerare face ușor de înțeles avantajul producției combinate. Cu toate acestea, ea are un dezavantaj major :. Cu ajutorul lui nu se poate schimba în mod arbitrar raportul dintre electricitate și energie termică Ne t Schimbarea oricare dintre ele se va schimba automat celălalt, și nu întotdeauna în conformitate cu cerințele clientului. Cel mai adesea acest tip de școală profesională utilizată în cazul în care este necesar schimbarea pe un program specific de un singur parametru, de obicei, sarcina de căldură și al doilea parametru t -. Puterea va fi astfel „un viraj“.
Pentru a elimina acest neajuns, turbinele de încălzire funcționează o extracție cu abur controlat cu parametrii relevanți și condensarea aburului la finalul procesului de expansiune (Fig. 3.10).
Cu supapele de control RC-1 și RC-2, respectiv, înainte de a HPC și LPC pot fi modificate pe scară largă de energie electrică în mod independent și căldura degajată. În cazul în care RC-2 pentru a închide complet vana si conduce toate turbina cu abur care intră în încălzitorul de putere, turbina va funcționa ca o turbină contrapresiune și beneficiile de termoficare este maximizată. Deoarece turbinele de încălzire funcționează în mod obișnuit în timpul iernii, atunci când este nevoie de o mulțime de căldură. Dacă, în schimb, un sistem complet deschis RC-2 și pentru a închide încălzitorul de apă sistem de conducte prin intermediul rețelei, turbina va funcționa ca un maxim de condensare a pierderilor de căldură în condensator. Deoarece turbinele de încălzire funcționează în mod obișnuit în timpul verii.
În mod evident, fabrica de turbină eficiența de lucru cu o turbină de cogenerare depinde de raportul dintre costurile într-un cuplu de încălzire independentă de rețea și condensator: cu atât mai mare este, cu atât mai mult economia de combustibil.
Astfel, sistemul de termoficare duce întotdeauna la economii de combustibil, care este estimată la aproximativ 15% în toată România. Cu toate acestea, trebuie amintit că aburul care vin în încălzitorul de rețea se produce energie, și nu doar de cazan. Pentru a transporta aburul necesar pentru conducte de abur cu parametri diametru mai mare de abur de mare, uneori, supercritice. turbină Cogenerare și funcționarea sa este mult mai complicată decât condensarea. Modul de condensare a turbinei de cogenerare funcționează mai puțin eficient decât condensarea.
Acest lucru conduce la ceea ce este fezabil economic de a avea un sistem de energie electrică și de încălzire și de cogenerare și centrale termice, și puterea de condensare. Trebuie să se țină seama de faptul că o parte din structura acestor sisteme se dezvoltă punct de vedere istoric, cu punerea în funcțiune preliminară a cazanului, care va servi mai târziu ca sursă de căldură de rezervă.
Ca un exemplu, structura și încălzire electrică Moscova (fig. 3.11).