Построение характеристик относительного прироста расхода топлива (ХОП) для отдельно взятых котлов. Построение расходных характеристик турбинного цеха

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агенство по образованию

Государственное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

энергосНАБЖЕНИЕ

Методические указания к выполнению практических и лабораторных работ для дневного и заочного отделения IV-V курсов факультета энергетики по специальности 140200 – Электроэнергетика

Новосибирск

2008

Составил                                                         к.т.н., доцент

Рецензент                                        

Работа подготовлена кафедрой Систем электроснабжения предприятий.

1.  Принципы (особенности) построения курса

Основной целью данного курса является подготовка студентов к профессиональной деятельности по специальности 140200.

Объектом изучения являются  системы энергоснабжения промышленных предприятий как совокупность сооружений и оборудования,  в частности вопросы снабжения объектов комплексами тепловой и электрической энергии; теплофикации, распределения пара и горячей хозяйственной воды; хладоснабжения; выбора параметров и режимов систем энергоснабжения.

Ядро курса составляет исследование основных параметров оборудования и энергетических характеристик энергосистем и тех общих условий, от которых зависит выполнение каждым отдельным элементом его задач как составной части системы энергоснабжения, а также изучение экономических механизмов энергоснабжения промышленных предприятий в современных рыночных условиях.

Курс состоит из лекционного цикла,  практических занятий и лабораторных работ. Последние служат для углубленного исследования энергетических характеристик и сооружений энергосистем и промышленных предприятий.

В рамках практических и лабораторных занятий будут изучены следующие вопросы:

1.  Построение характеристик относительного прироста расхода топлива (ХОП) для отдельно взятых котлов.

2.  Построение характеристик относительного прироста расхода топлива (ОПРТ) котельного цеха станции.

3.  Построение расходных характеристик турбин.

4.  Построение расходных характеристик турбинного цеха.

5.  Построение ХОП турбин.

6.  Построение ХОП турбинного цеха станции.

7.  Построение ХОП тепловой электрической централи.

8.  Контрольная работа (по ранее изученным вопросам).

9.  Построение эквивалентной характеристики энергообъединения.

Оценка знаний студентов осуществляется в течение семестра при индивидуальной защите каждого практического задания, при защите расчетно-графического задания и при проведении зачета по лекционному и лабораторному материалу данного курса.

Лабораторная работа №1,2

Наивыгоднейшее распределение нагрузки потребителя (производственного цеха) между агрегатами (котлами и турбинами) ТЭЦ

(8 часов)

Цель работы:

1.  Научиться модулировать график нагрузки производственного цеха на лабораторном стенде.

2.  Применять принципы оптимизации режимов работы ТЭЦ для наивыгоднейшего распределения смодулированной нагрузки между агрегатами ТЭЦ в целях снижения топливных издержек с построением соответствующих энергетических характеристик.

Исходные данные:

·  Типовой состав работающего оборудования (котлов и турбин)

Состав и состояние парка турбинного оборудования.                 Таблица 1

Станционный номер агрегата	Тип (марка) турбины	Установленная электрическая мощность, МВт (факт)		Тепловая мощность, Гкал/ час	Выработка электроэнергии в отчетном году – всего млн. кВтч
1	2	3		4	5
Новосибирскэнерго ТЭЦ-2
ТГ03 ТГ04 ТГ05 ТГ06 ТГ07 ТГ08 ТГ09	Т-20-90 Т-20-90 Т-20-90 ПТ-65/75-130/13 ПТ-65/75-130/13 ПТ-80/100-130/13 ПТ-80/100-130/13	20 20 20 65 65 80 80	54 54 54 139 139 190 190		147,8 151,0 93,9 252,7 268,0 422,9 304,6

Характеристика котельного оборудования                                  Таблица2

Новосибирская ТЭЦ-2, станционный номер котла	Марка котла	Номинальная максимальная производительность, т/ч	Число пусков с начала эксплуатации
Котел ст. № 3	Среднего давления	150
Котел ст. № 4	ТП-170	170	461
Котел ст. № 5	ТП-170	170	491
Котел ст. № 6	ТП-170	170	530
Котел ст. № 7	ТП-80	420	562
Котел ст. № 8	ТП-87А	420	437
Котел ст. № 9	ТП-81	420	504
Котел ст. № 10	ТП-81	420	358

·  Теплопроизводительность и КПД котлов;

 Таблица 3

Для котла ТП-170

                                                           Таблица 4

Для котла ТП-80,81 и 87А

·  Значения отборов с турбин каждого типа:

                                                                                          Таблица5

Месяцы				январь
№ турбины	3	4	5	6	7	8	9
Q, Гкал/ч	28,3	35,3	38,9	70,2	63,7	95,4	91,1
Месяцы	февраль
№ турбины	3	4	5	6	7	8	9
Q, Гкал/ч	35,7	25,9	30,1	47,6	54,7	80,9	76,2
Месяцы	март
№ турбины	3	4		6	7	8	9
Q, Гкал/ч	27	35,3	35,2	63,1	78	82,5	81,8
Месяцы	апрель
№ турбины	3	4	5	6	7	8	9
Q, Гкал/ч	25,2	35,3	-	53,1	48,2	76,5	71,6
Месяцы	май
№ турбины	3	4	5	6	7	8	9
Q, Гкал/ч	15,1	21,6	-	-	-	43,6	29,4

Продолжение таблицы 5

Месяцы	июнь
№ турбины	3	4	5	6	7		8	9
Q, Гкал/ч	10,6	13,9	-	-	-		22,4	-
Месяцы				июль
№ турбины	3	4	5	6	7		8	9
Q, Гкал/ч	23,7	25,2	-	-			33	-
Месяцы	август
№ турбины	3	4	5	6	7		8	9
Q, Гкал/ч	17,2	, 22,3	15,6	-	31		31,5	-
Месяцы	сентябрь
№ турбины		4	5	6	7		8	9
Q, Гкал/ч	27,8	22,7	15,3	-	26,1		33,1	-
Месяцы	октябрь
№ турбины	3	4	5	6		7	8	9
Q, Гкал/ч	29	38,5	40,3	20,2		56,8	68,6	-
Месяцы				ноябрь
№ турбины	3	4	5	6		7	8	9
Q, Гкал/ч	35,6	33,2	42,7	51,3		62,3	65,5	67
Месяцы				декабрь
№ турбины	3	4	5	6		7	8	9
Q, Гкал/ч	36,6	38,5	41,3	51,0		61,8	55,3	70,3

·  Экономические характеристики турбоагрегатов (см. Приложение 1).

Порядок выполнения работы

1.  Смодулировать график средней получасовой нагрузки потребителя (производственного цеха) на 48 интервалах  с помощью лабораторного стенда по вариантам (см. таблицу 6).

2.Назначить наивыгоднейший состав работающего оборудования (турбин) для смодулированного графика нагрузки.

3.Построить энергетические характеристики турбинного цеха (экономические и относительных приростов расхода топлива).

4.Используя расходные характеристики турбинного цеха, определить значения тепловой нагрузки Q (Гкал/ч) котельного цеха для соответствующих значений электрической нагрузки N (МВт).

5.Определить наивыгоднейший состав работающих котлов для своего варианта.

Таблица 6

Характеристики производственного цеха

Варианты	Значение высоковольтной нагрузки	Коэффициент трансформации тока (Ктт)*	Коэффициент трансформации напряжения (Ктн)**	Виды нагрузки	Наименование счетчика
1	110	*	1100	Q5(трансформатор) Q8(прочие цеха) Q9(синхронный двигатель) РПН=0	Wh1
2	110	*	1100	Q5(трансформатор) Q8(прочие цеха) Q9(синхронный двигатель) РПН=0	Wh2
3	110	*	1100	Q5(трансформатор) Q8(прочие цеха) Q9(синхронный двигатель) РПН=0	Varh1
4	110	*	1100	Q5(трансформатор) Q8(прочие цеха) Q9(синхронный двигатель) РПН=0	Varh2

Значения Ктт*, Ктн** приведены в справочнике по электроснабжению и электрооборудоваеию: в 2 т./ Под общ. ред. А.А. Федорова, т.2 Электрооборудование. – М.: Энергоатомиздат, 1987-596с.; ил.

6. Построить характеристики относительного прироста расхода топлива котельного цеха.

7. Определить оптимальный режим работы ТЭЦ путем построения характеристики относительного прироста расхода топлива станции (ОПРТ).

Пояснения к выполнению

На лабораторном стенде, управляемом контроллером и рассчитанном на 110 кВ смодулировать суточный график нагрузки производственного цеха на получасовом интервале (49 значений). Определить среднеполучасовые значения суточной нагрузки и привести полученные величины к единице измерения [кВт] путем домножения на коэффициент трансформации тока (Ктт)  и коэффициент трансформации напряжения (Ктн), значения которых в зависимости от заданного варианта графика нагрузки приведены в таблице 1.

Смодулированную нагрузку необходимо наивыгоднейшим образом распределить между агрегатами (котлами и турбинами) ТЭЦ с целью оптимизации режима работы станции, что будет способствовать снижению расходов потребителя (производственного цеха) на поставляемую энергию от генерирующего источника ТЭЦ.

Исходные данные для определения состава работающего оборудования по сезонам приведены в таблицах 1, 2.

Составы работающего оборудования (котлов и турбин) по сезонам определяем путем сравнения среднего значения теплопроизводительности (Гкал/ч) и выдаваемой мощности по сезонам со значениями максимальной производительности (Гкал/ч) котлов и установленными мощностями турбин (см.  исходные данные).

Применительно к определенным составам работающего оборудования