Энергообеспечение района. Расчет технико-экономических показателей энергетического объекта

 
 

Суточные графики электрических  нагрузок строятся для зимних суток.

Суточные графики электрических  нагрузок отраслей промышленности строятся в виде трехступенчатой линии, каждая ступень которой характеризует нагрузку одной из трех смен. Рассчитанный ранее годовой максимум электрической нагрузки отрасли промышленности Р^{произв.} принимается за величину нагрузки дневной смены, т.е. с 8 до 16 часов.

 Нагрузка смен с 1 до 8 часов   с 16 до 24 часов определяется исходя из соотношения нагрузок по сменам. Соотношение нагрузок по сменам принимается самостоятельно, за основу берется число часов использования максимума электрической нагрузки отрасли промышленности.

 Суточные графики электрической  нагрузки городского хозяйства строятся, исходя из типовых графиков нагрузки основных потребителей в процентах от годового максимума ( см. Приложение 4.)

После заполнения Таблицы 2 строятся графики на миллиметровой бумаге. Графиков должно быть столько, сколько строчек в таблице 2.

 

1.4 Определение потребности  в тепловой энергии промышленными  потребителями и городом.

 

При определении потребности в тепловой энергии имеем в виду :

1. на технологические  нужды промышленных потребителей используется пар 7-13 ата,
2. на строительные нужды используется пар 1,2-2,5 ата .

 

а) потребность в паре на технологические  нужды определяется

D_год =  d * П ,    D_час =  Dгод\ h_макс

d - удельный расход  пара на  единицу продукции.

П- годовой выпуск продукции (ед.прод./год)

h_макс - число часов использования максимальной технологической нагрузки (оно принимается таким же, как и для электрической нагрузки).

 

Таблица 3 – Расчет необходимого количества тепла на технологические  нужды.

 

Потребители пара 7-13 ата	Годовой выпуск продукции (ед./год или руб./год) П       Млн руб	Удел. расход пара на ед. прод Т.пара \ед. прод. d	Годовое потребление  пара 7-13 ата * Dтехгод т\год	Число часов использования  макс. технол нагрузки hмакс	Часовой расход пар 7-13 ата * Dчас, т\час	Qгод тех = Dтехгод *I, I=0,7 гкал\т *
1.промышленность
а) Сталепрокатный завод	200	0.9	180000	8000	22.5	126000
б) Завод стандартного домостроимтельства	700	0.5	350000	4300	81.4	245000
в) Производство асбоцементных  труб	1560	1.8	2808000	6800	412	1965000
г) Кондитерская фабрика	21	5	105000	7000	150	73300
итог			3443000		667	2409300

 

 

Примечание : в колонках, отмеченных * подведен итог.

 

б) потребность пара на отопительные нужды определяется :

 

Qот год= q * Н*К,    Qчас= Qот год \ h от

 

q - удельный расход на одного жителя.( q = 2 Гкал \чел.год)

Н  - население тыс. чел.

К – процент охвата теплофикаций.

h от - число часов использования отопительной нагрузки.

 

 

Таблица 4 - Расчет необходимого количества тепла на отопительные нужды.

 

Население , тыс. чел.	Удельный расход тепла на 1 человека в год	Процент охвата теплофикаций	Годовой расход тепла  на отопление       Тыс гкал/год	Число часов использования  отопительной нагрузки	Часовой расход тепла  на отопление         Гкал/год/ч	Dот час = Qчас \ I , I= 0.55 гкал \ т
600	2 гкал/чел.год	70-75 (0,75)	864	5808	150	270

2. Определение мощности станции, выбор типа и единичной мощности агрегатов.

 

Из расчетной таблицы №2 выбирается зимний максимум электрической нагрузки

 Р зим мах

Летний максимум электрической  нагрузки принимается в размере 75% от зимнего максимума

Мощность станции определяется :

Р зим ст = (Р зим мах  –Сзим * Рзим мах)\0,78 = 171.13МВт/0,78 = 219МВт

 

667 т пара/час – на технологические нужды

270 гкал/час – на отопительные нужды

 

Р лет ст = (Р  лет мах –Слет * Рлет мах)\0,78

 

С_{зим ,} С_лет – соответственно величина получения или отдачи мощности в энергосистему / или из энергосистемы/ в % от зимнего и летнего  максимума  нагрузки района.

Выбор основного оборудования : котлов и турбин производится в соответствии с нормами технологического проектирования на основании расчетных тепловых нагрузок расчетной мощности станции.

При выборе турбоагрегатов имеем в виду:

1. потребность в паре 7-13 ата покрывается полностью из отборов турбин,
2. при большом расходе тепла на отопительные нужды необходимо учитывать            dтэц.

По выбранным к установке  турбинам подбираются котлы. Котлы  подбираются по стандарту таким  образом, чтобы  суммарная паропоизводительность  котельной соответствовала расходу  пара на турбины с учетом потерь тепла на станции в размере 2-3 % , т.е.

∑Dчас кот = \1,02-1,03/

 

Dчас Турб.  - расход свежего пара на турбины.

Ориентировочно определяется часовая паропроизводительность котла:

 

∑Dчас кот\ N

 

N- количество турбин

и  полученная величина округляется  в большую сторону до стандартной паропроизводительности, и затем уже определяется количество котлоагрегатов. Котлы по возможности должны быть однотипными  и  соответствовать начальным параметрам пара турбогенераторов.

Выбор оборудования для  теплостанции.

1 вариант

667/115 = 6

115*6 = 690                                  690-667 = 23

86*6   = 516                                  516-270 = 246

выбор котлов:

667+270 = 937,     937*1,03 /6= 160

можно взять  6 турбин ПТ-50-130/13

                       6 котлов БКЗ по 220

 

2 вариант

667/140 = 5

140*5 = 700                            700-667 = 33

100*5 = 500                            500-270 = 230

выбор котлов:

667+270 = 937,     937*1,03/5 = 193

можно взять 5 турбин   ПТ-50-90

                       5 котлов БКЗ по 220

наиболее выгодный 2 вариант, т.к разность самая меньшая.

3. Расчет  годовой выработки электроэнергии  и годового отпуска тепла на ТЭЦ.

Годовая выработка электрической  энергии определяется

 

Эвыр. Год = Nу*hу = 50МВт*5*7000ч = 250*10^3кВт*7000 = 1750*10^6 кВт/год

Nу =50МВт*5= 250 МВт

Nу - установленная мощность станции номинальных мощностей установленных на станции тыс. кВт.

hу - число часов использования установленной мощности .для районов Сибири - hу = 7000 час. , для Европы и Средней Азии    hу = 6000 час.

Годовой  отпуск тепла определяется:

 

Qтэц год = Qтех год + Q отоп год = (100+140)*5*7000*0,7 = 5880000  Гкал/год

                                          4.Определение расхода топлива.

 

4.1 Определение расхода  топлива.

 

Годовой расход топлива на ТЭЦ определяется:

В год = Вт +Вэ = 913000*10^6 + 289636^6 = 1202636тут/год

 

В_т В_э – соответственно расход топлива на выработку тепловой и электрической энергии.

В_т = Q_{от. Турб. год} * в_т+ Q_пик^год * в пик = (588000гкал/год*143*10^3)/0,92 = 913000  т.у.т/год,

                                  

в т= 143/nку - удельный расход топлива на выработку 1 гкал.

nку - кпд котельной установки =92%

Q_{от. Турб. год} - годовой отпуск тепла из отборов турбин Гкал.

в пик - удельный расход топлива на выработку в пиковом котле,

Q_пик^год * в пик - соответственно кпд пикового котла и годовой отпуск тепла из пикового котла.

 

Вэ = Вк_э *Э_к  + Вт_э*Э_т  = (398*26*10^6) + (162*1724*10^6) =289636 т.у.т/год

 Вт_э Вк_э  - удельные расходы топлива на выработку электроэнергии соответственно по конденсационному и теплофикационному циклам.  (162 г/кВтч, 398 г/кВтч)

Эти величины зависят от типов турбин (см. Приложение №6)

Э_к Э_т – соответственно выработка электроэнергии по конденсационному и теплофикационному циклам.

           _

Э_т = ∑Э_т*Q_{от турб}._год

_

Э_т кВт-час/Гкал – удельная  выработка электроэнергии на тепловом потреблении зависит от параметров пара (см. Приложение № 7).

        _                                           _

Э_т = Э_{т (1.2÷2.5ата )}* Q _{(1.2÷2.5ата )} +  Э_{т (7 ÷ 13ата)}*  Q_{(7 ÷ 13ата)}  = (375*5*0,7*7000*100) + (235*5*0,7*7000*140) = 1724*10^6 кВт/год

 

Э_к = Э ^выр_год   - Э_т  = 1750*10^6 – 1724*10^6 = 26*10^6     кВт час/год

 

4.2 Определение расхода  электроэнергии на собственные  нужды.

 

Эсн = Ксн * Эвыр год = 0,0430157*1750*10^6 = 76*10^6 кВтч/год

  К_сн -  коэффициент собственных нужд.

          Слоевое  сжигание угля

К_сн = К_1сн\ hу + К_2сн

 

 

Ксн  = 0,11/7000 + 0,043 = 0,0430157

К_1сн, К_2сн -  коэффициенты, зависящие от начальных параметров пара, вида топлива и способа его сжигания (см. Приложение 5.) При этом следует указать какой способ сжигания топлива применяется на вашем энергообъекте.

 

Э_{от год} = Э_{выр год} – Э_{сн год}  = 1750*10^6 – 76*10^6 = 1674^10*6 кВтч/год

5. Определение  капиталовложений в сооружение  станции.

 

Выбор производственной мощности ТЭЦ определяют величину необходимых капитальных затрат для сооружения станции в соответствии с выбранным для нее оборудованием. Поскольку особенность расчета капитальных вложений в сооружение станции будет заключаться в том, что станция является станцией блочного типа, то расчет будет вестись следующим образом.

 

Фо= [(К _{гол турб.} + К _{гол кот} ) + (К _{посл. турб}  (n-1) +К _{посл. кот}  (m-1)] * α =

 

= ((22,5*10^6 + 8,5*10^6) + ((5-1)*11,82*10^6 + (5-1)*14,2*10^6))* 1,09= 147 млн руб

 

К _{гол турб}, К_{посл. кот}- капиталовложения в головной турбоагрегат и котлоагрегат (см. Приложение 8);

n, m – количество турбоагрегатов и котлоагрегатов,

К _{посл. Турб},  К _{посл. кот}.  - капиталовложения в последующий источник;

α - поправочный коэффициент на строительно-монтажные работы, возведение зданий, сооружений и учитывающий местные условия (принимать равным 1,09).

6. Расчет  издержек производства и сокращенная  калькуляция.

 

В себестоимость энергии на ТЭЦ  входят следующие экономические  элементы:

1 затраты на топливо,

2 амортизация,

3 затраты на текущий  ремонт,

4 затраты на заработную  плату, 

5 прочие затраты.

 

6.1. Затраты на топливо:

З_т = Ц_т  * В_тэц * (1 + α) = 400 руб/т* 1202636 тут/год*1,03 =495486032 руб/год

 

 

            α  - (1-5 %)  (3%)

Ц_т -  цена топлива (400руб.\т), необходимо указать, где добывается                                                                 топливо.

% потерь топлива при перевозках, разгрузках, перевалах на складах,  хранении и т.д.

            Втэц – годовой расход топлива         

 

6.2. Затраты на заработную  плату.

 Затраты на заработную плату  с начислениями определяются  как 

         __

З_з/пл = R_шт* N_уст * Ф* К3 * [(1+К1+К2 )] = 120000руб/чел.год*250МВт*0,82*1,2= 29520000 руб/год,   где

 

R_шт - штатный коэффициент (0,82 чел. /Мвт.);

N_уст - установленная мощность станции;

Ф – среднегодовая основная  заработная плата одного работника (120 тыс руб. );

К3 –коэффициент учитывающий увеличение заработной платы (20%) на величину дополнительной оплаты;

К1 – отчисления на социальное страхование (26%),

К2 – отчисления в фонд обязательного  медицинского страхования от несчастных случаев на производстве и профзаболеваний (не менее 0,2 % , для энергетики берется  в размере 0,9%)

 

 

6.3 Затраты  на социальные отчисления.

 

Зсоц отчис = 0,269*29520000= 7940880 руб/год

 

6.4. Амортизация

 

Затраты на амортизацию определяются по средним нормам амортизации для  КЭС (На = 7%) и стоимости основных производственных фондов Фо: