Лекции по организация производства: Энергетические расходные характеристики котельных агрегатов

Курс организация производства: Энергетические расходные характеристики котельных агрегатов

В= f (Q)

В – расход топлива в т.у.т.

Q – количество т/э в Гкал

Энергетическую расходную характеристику котла спрямляют тремя прямыми, которые характеризуют три различные зоны нагрузки котельных агрегатов

b’ = dB / dQ – относительный прирост расхода топлива

Зоны нагрузки:

1. От 0 до Qmin – зона неустойчивой работы агрегата.

Она характеризуется медленным возрастанием потерь, небольшой нагрузкой, низким КПД, неустойчивым режимом нагрузки

2. От Qminдо Qэк – зона экономичной работы

Характеризуется максимальным КПД и минимальными потерями

3. Зона перегрузок

Характеризуется быстрым возрастанием потерь и снижением КПД

Br = Bxx + b’Qmin + b’’Qэк + b’’’(Q-Qэк)

Br = Bxx + b’Qmin + b’’Q + (b’’’ – b’’)(Q-Qэк)

Обычно КА эксплуатируют при режимах нагрузки 2 зоны.

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ РАСХОДНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТРАНСФОРМАТОРОВ

Энергетическая характеристика трансформатора показывает зависимость потерь энергии от нагрузки трансформатора.

ΔW = F(S)

W – потериS – нагрузка

Данная зависимость выражается формулой для двухобмоточного трансформатора

ΔW = Pxx * tвкл + Pкз * (S²/S²н) * τ 1 слагаемое – постоянные потери (в стали)

2 слагаемое – переменные потери (в меди)

τ – время работы трансформатора

tвкл – время включения трансформатора

Рхх, кз – мощность хх и кз

S – текущая нагрузка трансформатора

Sн – номинальная мощность трансформатора

Во всех элементах электропередачи энергетические характеристики идентичны, у них можно выделить пост часть и переем часть, т.е. постоянные и перемененные потери. Все эти характеристики имеют определяют зону экономичность загрузки.

Мин потери в трансформаторах достигаются при равномерной загрузке всех фаз, излишние потери возникают при неравномерной загрузке осветительных сетей (однофазная сеть), а также при работе в сети однофазных сварочных трансформаторов.

Принципы распределения нагрузки между трансформаторами:

распределения нагрузки между параллельно работающими трансформаторами происходит автоматически.

Задача выбора экономичного режима загрузки трансформатора сводится к определению числа включенных трансформаторов. Число включенных трансформаторов зависит от колебаний нагрузки.

При росте нагрузки включение дополнительного трансформатора производится при достижении критической нагрузки на ранее включенных трансформаторах. Критическая нагрузка определяется точкой пересечения групповых характеристик в сочетании Nи N+1 работающих трансформаторов.

При работе трансформаторов одинаковой мощности величина критической нагрузки N работающих трансформаторов определяется из следующей формулы

Рхх*n + Ркз*(1/n)*(S²кр/S²н) = Рхх(n+1) +Ркз(n+1)*(S²кр/S²н)

,

С учетом реактивных потерь, данная формула принимает следующий вид

,

Где Кэ – экономический эквивалент реактивной мощности (кВт/кВар)

Кол-во одновременно работающих трансформаторов должно определяться в зависимости от нагрузки с условием обеспечения минимума суммарных потерь энергии трансформаторов. Обычно на основе характерных суточных графиков нагрузки составляется график включения и отключения трансформаторов на ПС.

Эк. Эффект от рационального числа включенных трансформаторов можно посчитать исходя из сопоставления потерь энергии при разл числе включенных трансформаторов:

ΔP = P_xx + к_э*Q_xx+ (P_кз + к_э+Q_кз) * (S²/ S²_ном)

Если учитывать эти потери за определенное время работы трансформаторов, то получим полные потери энергии:

ΔW = (P_xx + к_э*Q_xx) (n’₁ *T_xx1+ n’₂ *T_xx2+…+ n’_i *T_xxi) + [(P_кз + к_э+Q_кз) / S²_ном] * [(1/n₁)* S²_нагр1 *T_{работы1}+(1/n₂)* S²_нагр2 *T_{работы2}+…+(1/n_i)* S²_нагрi *T_{работыi}]

Где n’_i - число включенных трансформаторов в течение времени Тххi,

n_i - число трансформаторов, работающих под нагрузкой S_нагрi в течение времени Трабi

Пример определения эк эффекта от рационального числа включенных трансформаторов

На ПС установлены 2 трансформатора:

2ТМ-3200 Рхх = 25.9 кВт Ркз = 59.4 кВт

График нагрузки трансформаторов

t	0-6	6-13	13-16	16-24
S	1500	2000	3000	5000
	1 тр-р работает	1 тр-р работает	2тр-ра работают	2тр-ра работают

То есть до Sкр один, после подключается второй. Этот вариант будет более эффективным.

ГРУППОВЫЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

В практической работе зачастую встает вопрос выбора числа работающих агрегатов из возможного сочетания имеющихся агрегатов на той или иной станции.В данном случае составляются групповые расходные характеристики для любого сочетания работающих агрегатов.

Правила составления групповой энерг. характеристики включается в себя условия оптимизации загрузки каждого из агрегатов. Построение производится путем расхода энергии по оси ординат и суммированием мощности по оси абсцисс.

В случае, если агрегаты имеют одинаковые характеристики, то групповая хар-ка строится путем простого сложения координат

На практике обычно приходится строить групповые характеристики для различных сочетаний работающих сочетаний возможных в процессе эксплуатации. Выбор оптимального сочетания производится исходя из анализа совмещенных характеристик.

Совмещенными называются характеристики, состоящие из всех возможных сочетаний характеристик для данной группы агрегатов, нанесенные на один график.

Например, имеются 3 агрегата. Получим оптимальную загрузку.

Для каждого значения нагрузки наиболее выгодным сочетанием является то, характеристика которого при данной нагрузке проходит ниже всех остальных. Оптимальная рабочая зона для совместно характеристики – это линия, которая очерчивает характеристику снизу.

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ РАСХОДНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ

Энерг характеристики ЭС строятся при наличии энерг. расх. характеристик отдельных цехов, соответствующих определенному сочетанию работы агрегатов внутри цеха, а так же при условии соблюдения определенного технического минимума и максимума нагрузки ЭС

В основу расчета положен м/д энергетического баланса, т е равенство полезной мощности предыдущей ступени и подведенной мощности след ступени

Экономичность работы ЭС оценивается на основе энергетич характеристики станции «нетто», т е с учетом расхода энергии на собственные нужды. характеристика ЭС строится путем объединения характеристик отдельных цехов.

1. Котельный цех:

2. Турбинный цех:

3. Характеристика собственных нужд:

Имея графическое изображение всех цеховых характеристик можно построить характеристику станции, при этом необходимо выявить точки излома всех характеристик и построение следует начинать именно с них

B = F(Pотпущ)

Q – тепловая энергия

Рвыр – выработанная эл. мощность

Ротп – отпущенная эл. мощность

Графическое изображение расходной характеристики ЭС может быть использовано для определенного состава работающих агрегатов. В реальных условия эксплуатации состав работающего оборудования в каждой вазе производства не остается постоянной. Кроме этого, меняются так же условия эксплуатации работающего оборудования. Например, качество топлива, величина вакуума и др условия эксплуатации.

Использовать графическое изображение энерг. расход характеристики ЭС в практической работе весьма сложно. Поэтому используется только алгоритм ее построения. На основе этих алгоритмов составляется программное обеспечение, которое используется в оперативной работе.

Еще больше усложняется построение энерг. характеристики для ТЭЦ, имеющей переменный режим тепловых нагрузок. В этом случае приходится строить семейство характеристик, соответствующих разным значениям тепловой нагрузки.