Жылуэнергетика және жылутехнологияларында энергияны үнемдеу РГР1

АЛМАТЫ ЭНЕРГЕТИКА ЖӘНЕ БАЙЛАНЫС УНИВЕРСИТЕТІ

Коммерциялық емес акционерлік қоғамы

Өнеркәсіптік жылуэнергетика кафедрасы

«Жылуэнергетика және жылутехнологияларында энергияны үнемдеу» пәнінен

Есептік сызбалық жұмыс №1

Тақырыбы: ЖЭО-ның энергетикалық көрсеткіштері

Нұсқа - 19

Мамандық: 5В071700 «Өндірістік жылу энергетика»

Орындаған: Нысан Ә.Қ Тобы: ТЭСк-13-01

Қабылдаған: т.ғ.к., доцент Бергенжанова Г.Р

Алматы 2016

Мазмұны

Кіріспе...........................................................................................................3

Бастапқы шамалар.........................................................................................4

Шығырларды таңдау.....................................................................................4

Энергетикалық қазандарды таңдау...............................................................5

ЖЭО көрсеткіштері.......................................................................................6

Шығырлардың сұлбасы.................................................................................8

Қорытынды...................................................................................................10

Пайдаланылған әдебиеттер...........................................................................11

2

Кіріспе

Қазіргі таңда өнеркәсіптерде, тұрмыста будың және ыстық судың энергиясын пайдаланады. Жылу электр станциялары тұтынушыларды электр энергиясымен, бу және ыстық сумен қамтамасыздандырады. Отынның жылуымен жұмыс істей отырып, электр энергиясы мен жылулық энергия өндіретін электрстанцияларды жылу электрстанциялар (ЖЭС) деп атайды. Жылу электр станцияларының екі түрі бар

-тек электр энергиясын өндіретін конденсаттық электрстанциялар (КЭС);

-электр энергиясы мен жылу өндіретін жылу электр орталықтар (ЖЭО).

Жылуэнергетикалық қондырғылардың жұмысының үнемділігін,

сенімділігін, қауіпсіздігін және тиімділігін анықтау көбінеки отынды жағу әдістеріне, әрі жылуқозғалтқыштық, жылулық және электрлік жүйеге, әрі қондырғылар мен аспаптарға, қызметкерлерді дайындау дәрежесіне байланысты.

Жылулық және электр энергиясын өндіру және тарату жүйесін тиімдендіру, әрі энергияны үнемдеу, сонымен қатар энергетикалық және су теңдестігіне түзету енгізу, жылуэнергетиканың дамуын және технико- экономикалық көрсеткіштерін арттырады

3

3

Бастапқы берілген шамалар

Н. №	Dn т/сағ	Dt т/сағ	Отын түрі	Вэ, 106 кг/жыл	Эөнд, 1010кВт-сағ/жыл	Этк, 1010кВт-сағ/жыл
19	610	3950	Челябинский бас Б3	812	520	534

Жылуландырулық турбиналардағы бу шығыны

Бу шығырларын таңдау

ЖЭО-ң негізгі қондырғыларына бу шығырлары, энергетикалық қазандар, шыңдық су қыздырғыш қазандар жатады.

ЖЭО-ң негізгі қондырғылары қосынды жылулық жүктеме бойынша таңдалынады. Кітаптарда жылуландыруға бу бөлетін шығырдан алынатын алымдардағы бу шығыны немесе жылу шығыны беріледі. Бұл жұмыста шығыр қондырғысын таңдау үшін жылу мөлшерін алымдардан алынған будың эквиваленттік мөлшеріне аударуымыз керек.

Шығырды таңдағанда, берілген D_n, т/сағ, өндіріске жұмсалған бу шығынының мәнін қолданамыз. Бірінші «ПТ» типті шығырды, содан кейін «Р» типті, содан кейін «Т» типті шығыр таңдалынады. ПТ типті шығыр, өндіріске беретін бір жыл бойғы бу жүктемесін қамтамасыз ету керек. Р және Т типті шығырлар қалған жетпеген жүктеменің орнын толтыру үшін таңдалынады. Шығырды таңдау үшін қосымшаның 1-ші кестесінің мәліметтерін қолданған жөн.

Өнеркәсіптік ауданды жылуландыруға қажет бу шығыны мен кәсіпорынға қажет бу шығынының мәні бастапқы берілген шамалардан анықталады, D_T= 3950 т/сағ және D_n= 610 т/сағ.

Қосымшаның 1-ші кестесінен ПТ -80/100– 130/13 ЛМЗ шығырын таңдалық. Мұндай шығырдың өндірістік П және жылулық Т бу алымдары бар (себебі маркасы - ПТ) . Номиналдық электрлік қуаты 80 МВт, максималдық қуаты 100 МВт, қысымы 13 МПа, температурасы 555⁰С аса қызған бумен жұмыс жасайды. Шығырға берілетін бу мөлшері D₀= 450 т/сағ.Тапсырма бойынша қажет өнеркәсіптік жылулық бу алымы D_п= 610 т/сағ , сондықтан осындай шығырдың 3 данасын алуға болады. Себебі әр жылулық бу алымынан 185 т/сағ бу алуға болады D_п = 3 *185 = 555 т/сағ. Сонымен бірге турбинаға қажетті бу мөлшерін толтыру үшін, ПТ-25-90/10 КТЗ шығырын аламыз.Номиналдық электрлік қуаты 25 МВт, қысымы 9 МПа, температурасы 535⁰С аса қызған бумен жұмыс жасайды.

Осы шығыр есебінен D_п = 555+70 = 625 т/сағ шығады.

4

Жоғарғы қысымды цилиндрінде - 3 бу алымы, төменгі қысымды цилиндрінде 4 бу алымы бар.

Турбинаның жылулық бу алымынан кестедегі мәлімет бойынша D^пт = 90,50 т/сағ бу алуға болады. Ал біздің тапсырмада өнеркәсіптік аудан үшін қажет бу мөлшері D_T^пп = 3950 т/сағ. Осы бу шығыры бере алмайтын

∆ D = D₀ -D^пт = 3950 – (3 *90+50) = 3630 т/сағ аса қызған буды қамтамасыз ету үшін қосымшаның бірінші кестесінен тагы да жылулық бу алымы бар шығырды тандаймыз.Ондай бу шығыры Т – 180/215 – 240 ТМЗ түрінен 8 дана. Бұл шығырда алымдардағы бу шығыны 465 т/сағ ал өткір бу шығысы D₀ = 465 т/сағ

Энергетикалық қазандық қондырғыларды таңдау

Жылу электр орталығына 12 шығыр тағайындадық.

ПТ -80/100 – 130/13 ЛМЗ - 3 дана; ПТ – 25 – 90/10 КТЗ – 1 дана; Т – 105/120 – 130 -2 ТМЗ - 8 дана . Шығырларға қажет қосынды бу мөлшерін анықтаймыз:

D₀= D^пт₀+ D^Т₀ = 3*450+157*1 + 8*460 = 5187т/сағ.

ЖЭО-ның өз қажеттіліктеріне тиісті 15% қорды қамтамасыз ету үшін

f

Do = 1.15 • D₀= 1.15 • 5187= 5705,7 т/сағ бу керек.

Мұндай мөлшердегі аса қызған будың параметрлері, яғни қысымы p = 13 МПа, температурасы t = 565⁰С болуы қажет. Қосымшаның 2-ші кестесінен осы мысалда көрсетілген талаптарға жауап беретін, яғни менде 9 МПа ға сәйкес турбинаға Е-160-100 қазандығын 1 данасын таңдаймыз. Ал қалған бу өндірулігіне сейкес Пп-660-140-2К(П-55-1) бу қазандарынан 8 данасын таңдаймыз. Сонымен қатар шығын аз болу мақсатында Е-420-140(БКЗ -420-140-5).Сонда он бір осындай бу қазандары бір мезгілде D₀ =(160+660*8+420)= 5860 т/сағ қосынды бу мөлшерін өндіреді. Сонымен шығырларға қажет бу мөлшерін осы қазандар толық қамтамасыз етеді.

5

ЖЭО жұмысының үнемділігін сипаттайтын көрсеткіштерді анықтау

ЖЭО жұмысының үнемділігі ПӘК, шартты отынның меншікті шығыны, электр энергиясын өндіруге кеткен меншікті жылу шығыны және энергия құнымен сипатталады.

ЖЭО-ң электр энергиясын өндіруінің брутто ПӘК-і

IJ^бр_э = Э^өнд / Q_н^р * В_э

Мұндағы Э^онд -өндірілген электр энергиясының мөлшері, кДж;

Q_н^р-берілген отынның төменгі жану жылуы, кДж/кг;

В_э - ЖЭО-ң электр энергиясын өндіруге шығындалған отын мөлшері.

Q_н^р = 14190 кДж/ кг; анықтамалық кестеден[4] берілген отын маркасы бойынша анықталды.

IJ^бр_э = 520 *10¹⁰ /(14190 * 812 *10⁶) =0.45

Қосынды жылулық жүктеме

жылуландыруға арналған алымдардағы қысым мен температураның мөлшерін шамамен P_T=0,12 МПа және t=105⁰C деп аламыз. Содан кейін осы шамалар арқылы су және су буының сипаттамалары жазылған кестеден бу және конденсат қажырын табамыз, олар һ_Т=2686 кДж/кг және һо_К= 439 кДж/кг тең.

Q_жіб = D_T * ( h_Т - h_ок)*IJ_n = 3950 *2247 *0.98= 8698137 кДж/с

ЖЭО-ң жылу энергиясына шығындаған отын мөлшері:

B_Q=Q^жіб /(Q _н^р * IJ_б.к) =8698137 /(14190 * 0,914) =670 кг/с = 21149 кг/жыл

ЖЭО-ы отын шығыны, кг.

B_жэо = B_Э + B_Q = (812+21149) *10⁶ = 21962 кг/ жыл

ЖЭО-ң электр энергиясын өндіруінің нетто ПӘК-і

IJ^{Э нт} = Э^жіб / Q_н^р * ( B_Э - В_і.ш)

Э^жіб = Э^өнд – Э _і.ш = (520 – 520*0.05) *10¹⁰ = 494 * 10¹⁰ кВт*саг/жыл

IJ^{Э нт} = Э^жіб / Q_н^р * ( B_Э - В_і.ш) =494 *10¹⁰ /14190*[ 812 - 0,05*812]*10⁶ = 0,45

\

6

ЖЭО – ның жылу энергиясын өндіруінің брутто ПӘК-і

IJ_Q^бр = Q^жіб /( Q_н^р * B_Q) = 8698137 / (14190*670) =0.915

ЖЭО-ң жылу энергиясын өндіруінің нетто ПӘК-і

IJ_Q^бр = Q^жіб /( Q_н^р * (B_Q – В_і.ш)) = 8698137/ (14190*(670 -670*0.08)) =0.99

ЖЭО-а 1 МДж электр энергиясын өндіруге кеткен шартты отынның меншікті шығыны

b_э^у = 0.0342 / IJэ^бр =0.0342 / 0.45 = 0.076 кг/ МДж

ЖЭО-а 1 кВт-сағ электр энергиясын өндіруге кеткен шартты отынның меншікті шығыны

b_э^у = 0,123 / IJэ^бр = 0,123 / 0,45 = 0,273 кг/ кВт*сағ

ЖЭО-а 1 МДж жылуды өндіруге кеткен шартты отынның меншікті шығыны

b_Q^y = 0.0342 / IJ_Q^бр = 0,0342 / 0,915 = 0,0374 кг /МДж

ЖЭО-а электр энергиясын өндіруге жұмсалған меншікті жылу шығыны

d^Э = 1 / IJэ^бр = 1 / 0.45 = 2.22 МДж/ кВт*сағ

ЖЭО-а отынның жылуын қолдану коэффициенті

IJ _ЖЭО = (Q^жіб + Э^өнд) / (Q_н^р * В_ЖЭО)

Э^өнд = 520 * 10¹⁰ / (3600*365*24) = 164890,92 кВт* саг /с

В_ЖЭО = 21962 * 10⁶ / (3600*365*24) = 696,41 кг/с

IJ _ЖЭО = (Q^жіб + Э^өнд) / (Q_н^р * В_ЖЭО) = (8698137 + 164890,92) / (14190 *696,41) = 0,9

7

ПТ типті турбиналы органикалық отынмен жұмыс істейтін ЖЭО-ның жылу дайындаушы қондырғыларының қағидалық жылулық сұлбасы

8

1-турбина; 2-электр қозғалтқыш; 3-қазан; 4-шықтағыш; 5,6-төмен және жоғары сатылы жылулық қыздырғыштар; 7- желілік сорғы; 8-жылулық қыздырғыштардың шықтық сорғылары; 9-деаратор; 10- қосымша су сорғы; 11-шықтық сорғы; 12-эжекторлық қыздырғыш; 13-16-регенеративті төмен қысымды қыздырғыштар; 17- стансалық деаратор; 18-20- регенеративті жоғары қысымды қыздырғыштар; 21-қоректік сорғы; 22-регенеративті қыздырғыштардың шықтық сорғысы; 23-буландырғыш қондырғы; 24-химиялық су тазалау сорғылары; 25-стансаның қосымша су сорғысы; 26,27-жылу желісінің әкелінетін және әкетілетін сулық коллекторлары; 28,29-булық және шықтық коллекторлар; 30-шықтық сорғы; 31-реттегіш-салқындатушы қондырғы; 32-фильтр-тазартқыш; 33- қосымша суды реттегіш; 34-шың су ысытушы қазандар; 35-бустерлік сорғы; 36-химиялық су тазалау; 37-шықтағыштағышқа орнатылған құбырлар шоғыры.

Т типті турбиналы органикалық отынмен жұмыс істейтін ЖЭО-ның жылу дайындаушы қондырғыларының қағидалық жылулық сұлбасы

Қорытынды

Есептік сызба жұмыстарда ЖЭО-ғының энергетикалық көресеткіштері есептелді. ЖЭО-на қажетті шығырлар мен қазандық қондырғылар бастапқы берілген ауданға қажетті жылулық және өнеркәсіптік бу алымдарына байланысты тағайындалды. Жалпы алғанда қазандық қондырғысының Е -420 – 140Ж(БКЗ420-140ПТ-1) 13 данасы тандалды, осы қазан қамтамасыз ететін шығырлардың саны – 13. Т – 50/ 60 – 130/7- х3 ;

Т – 50/60 – 130ТМЗ * 16.

ЖЭО –ның барлық энергетикалық көрсеткіштері қалыпты мәндерде есептеліп шықты.

10

Пайдаланылған әдебиеттер

1. Арутюнян А.А. Основы энергосбережения.-М., 2007

2. Г.Р.Бергенжанова. Жылуэнергетика мен

жылутехнологияларында энергияны үнемдеу: 5В071700 - Жылу энергетикасы мамандығы студенттері үшін есептеу-сызба жұмыстарды орындау бойынша әдістемелік нұсқаулықтар. - Алматы: АЭжБУ, 2014. - 24 б.

3. Нормативный метод котельных агрегатов. Москва 1974

4. Энергосбережение в энергетике и технологиях. Энергосбережение в низкотемпературных процессах и технологиях.-М., 2002.

11