Описание объекта энергоснабжения и расчет тепловых нагрузок
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
.
Эксергия электрической работы на входе в котельную равна её энергии.
Эксергия тепловых потоков определяется по формуле
,(3.19)
где Qо.с - тепловой поток в окружающую среду;
Т0 = 293 К- абсолютная температура окружающей среды;
Т- абсолютная температура поверхности оборудования;
Итак:
кВт.
Составив уравнение эксергетического баланса определяем внутренние потери обратным балансом:
,(3.20)
Внешние потери De входят в выходные потоки эксергии в виде суммы потоков, не используемых в дальнейшем. Так, для котла внешние потери эксергии - это потери с уходящими газами и потери с поверхности футеровки. Полезным выходным потоком эксергии является эксергия сетевой воды. Эксергетический КПД определится по формуле (3.14) и составит:
Остальной расчёт эксергетического баланса для остальных элементов схемы и общего баланса внесём в табл. 3.6-3.11.
Таблица 3.6
Расчет блока Котлоагрегаты
№Наименование потокаИсходные данныеРасчетная зависимостьРезультаты расчетаРасход, кг/сЭнтальпия, кДж/кгкВт%Входящие потоки1Топливо0,964,8•1044,6•104982Воздух на окисление15,2293,3-003Питательная вода184618681,77Электроэнергия------1580,3Итого:4,71•104100Выходящие потоки1Пар (Р=2,1МПа)183,18•1033,78•10497,72Уходящие газы16,22,3•1038242,13Потери тепла в ОС--630,2Итого:------3,86•104100Внутренние потери----7,61•10316,5Полезный выход /к.п.д.-----833.2.2 Эксергетический баланс блока РОУ
Таблица 3.7
Расчет блока РОУ
№Наименование потокаИсходные данныеРасчетная зависимостьРезультаты расчетаРасход, кг/сЭнтальпия, кДж/кгкВт%Входящие потоки1Пар (Р=2,1МПа)16,33,18•1033,42•1041003Вода1,21260,840Итого:---3,42•104100Выходящие потоки1Пар (Р=0,6МПа)17,52,95•1033•1041003Потери тепла в ОС--00Итого:------3•104100Внутренние потери----0,42•10412Полезный выход /к.п.д.-----88
3.2.3 Эксергетический баланс блока ПСВ
Таблица 3.8
Расчет блока ПСВ
№Наименование потокаИсходные данныеРасчетная зависимостьРезультаты расчетаРасход, кг/сЭнтальпия, кДж/кгкВт%Входящие потоки1Пар (Р=0,6МПа)5,32,95•1039,1•103942Обратная сетевая вода362935786Итого:---9,7•103100Выходящие потоки1Прямая сетевая вода366283,38•103872Конденсат5,363249712,83Потери тепла в ОС--10,20,2Итого:------3,87•103100Внутренние потери----5,8•10360Полезный выход /к.п.д.-----40
3.2.4 Эксергетический баланс блока Деаэратор
Таблица 3.9
Эксергетический баланс блока Деаэратор
№Наименование потокаИсходные данныеРасчетная зависимостьРезультаты расчетаРасход, кг/сЭнтальпия, кДж/кгкВт%Входящие потоки1Пар (Р=0,6МПа)1,22,95•1032,07•103802Конденсат5,363249719,63Вода с ХВО11,513411,50,4Итого:---2,6•103100Выходящие потоки1Вода в котлы18461868952Выпар0,0242,95•10341,34,53Потери тепла в ОС--40,5Итого:------913100Внутренние потери----1,7•10356Полезный выход /к.п.д.-----44
3.2.7 Общий эксергетический баланс производства тепловой энергии
Таблица 3.10
Общий эксергетический баланс котельной
№Наименование входящего блокаЭнергия, кВтИтогоEтEв-хEд.гEвEпарEэлEкEqкВт%Входящие потоки1Котлоагрегаты4,6•1040-12,6-158--4,63•104502РОУ---0,83,42•104---3,42•104373ПСВ---5789,13•103---9,7•103104Деаэратор---11,52,07•103-497-2,6•1033Итого9,28•104100Выходящие потоки1Котлоагрегаты--824-3,7•104--633,86•104532РОУ----3,01•104---3,01•104413ПСВ---3,38•103--49710,23,87•10354Деаэратор---86841,3--49131Итого7,35•104100Внешние потериDe942,516,3Внутренние потери1,9210421Полезный выход /к.п.д.-79
3.3 Анализ полученных балансов энергии и эксергии
Анализируя полученные выше результаты, следует отметить, что тепловые потоки от поверхностей оборудования идут на обогрев помещения котельной. При рассмотрении путей модернизации, наибольший интерес представляет процесс дросселирования пара в РОУ от давления 1,9ч2,1 МПа до 0,6 МПа. Для уменьшения потерь нужно получать какую-либо высокопотенциальную энергию, значение эксергии которой приближалось по значению к эксергии дросселируемого пара. Такой энергией может быть электрическая энергия. Следовательно, необходимо установка вместо РОУ какого-либо агрегата, с помощью которого мы, расширяя пар, можем получать электроэнергию. Таким агрегатом является паровая турбина, на одном валу с которой будет находиться вырабатывающий электроэнергию генератор.
4. Работка мероприятий по модернизации и повышению эффективности энергопотребления
В настоящее время основная доля пара котлов с давлением 1,9ч2,1 МПа и 1,4 МПа дросселируется в РОУ до давления 0,6 МПа, после чего используется потребителями.
При дросселировании пара в редукционной установке происходит бессмысленная потеря энергии. Эту потерю можно исключить, включив между коллектором высокого давления (1,9ч2,1 МПа) и коллектором низкого давления (0,6 МП) паровую противодавленческую турбину типа Р, работающую на перепаде давления пара от 2,1 до 0,6 МПа. Процесс расширения пара в турбине изображен в is-диаграмме на рис.4.1.
Рис. 4.1 Процесс расширения пара в турбине
Для этих целей в условиях предприятия может быть применена паровая блочная турбогенераторная установка типа Р-2,5-2,1/0,6 производства АО Калужский турбинный завод (Россия).
Отработавший пар после турбины поступает в коллектор низкого давления, питающий подогреватели сетевой воды, внешние потребители, технологические потребители и потребители собственных нужд котельной.
Для подвода свежего пара давлением 1,9ч2,1 МПа к турбине от коллектора высокого давления прокладывается паропровод диаметром 200 мм. Для отвода отработавшего пара давлением 0,5ч0,6 МПа от турбины к коллектору низкого давления прокладывается паропровод ди