Задача 139
Условие задачи: Определить суточную экономию топлива, полученную в результате замены турбоустановки, работающей при начальных параметрах пара р1=3,5 МПа, t1=450 °C на установку с начальными параметрами пара р1!=30 МПа, t1!=650 °C. Давления пара в конденсаторах одинаковое р2=40 гПа Мощность установки N=50 МВт, теплота сгорания топлива Qрн =30 МДж/кг, а КПД парогенераторов: старого -ηпг=0,8 и нового -ηпг!=0,9. Потерями во всех остальных частях турбоустановки пренебречь.
Решение …
Экономия топлива при замене турбоустановки
Сравнение эффективности старой и новой турбинных установок
Исходные данные
| Параметр | Старая установка | Новая установка | Общие параметры |
|---|---|---|---|
| Начальное давление пара | 3,5 МПа | 30 МПа | Общие для обеих установок: • p₂ = 40 гПа = 0,004 МПа • N = 50 МВт = 50000 кВт • Qрн = 30 МДж/кг • Потери в турбине не учитываются |
| Начальная температура пара | 450 °C | 650 °C | |
| КПД парогенератора | ηпг = 0,8 | ηпг’ = 0,9 |
Решение задачи
1. Определение энтальпий для старой установки (по h-S диаграмме)
h₁ = 3340 кДж/кг (при p₁ = 3,5 МПа, t₁ = 450 °C)
h₂ = 2108 кДж/кг (изоэнтропийное расширение до p₂ = 0,004 МПа)
2. Определение энтальпий для новой установки (по h-S диаграмме)
h₁’ = 3588 кДж/кг (при p₁’ = 30 МПа, t₁’ = 650 °C)
h₂’ = 1936 кДж/кг (изоэнтропийное расширение до p₂ = 0,004 МПа)
3. Энтальпия конденсата при p₂ = 0,004 МПа
hm2 = 124,41 кДж/кг (по таблицам термодинамических свойств)
4. Расход топлива для старой установки
Мощность, вырабатываемая 1 кг пара:
Nпара = h₁ – h₂ = 3340 – 2108 = 1232 кДж/кг
Теплота, подводимая к 1 кг пара:
Qподв = h₁ – hm2 = 3340 – 124,41 = 3215,59 кДж/кг
Расход топлива:
B = [N · (h₁ – hm2)] / [(h₁ – h₂) · Qрн · ηпг]
B = [50000 · 3215,59] / [1232 · 30000 · 0,8] = 5,443 кг/с
5. Расход топлива для новой установки
Мощность, вырабатываемая 1 кг пара:
N’пара = h₁’ – h₂’ = 3588 – 1936 = 1652 кДж/кг
Теплота, подводимая к 1 кг пара:
Q’подв = h₁’ – hm2 = 3588 – 124,41 = 3463,59 кДж/кг
Расход топлива:
B’ = [N · (h₁’ – hm2)] / [(h₁’ – h₂’) · Qрн · ηпг‘]
B’ = [50000 · 3463,59] / [1652 · 30000 · 0,9] = 3,886 кг/с
6. Суточная экономия топлива
Разница в расходе топлива:
ΔB = B – B’ = 5,443 – 3,886 = 1,557 кг/с
Суточная экономия:
ΔBсут = 3600 · 24 · ΔB · 10-3 = 3600 · 24 · 1,557 · 0,001 = 134,525 т/сут
Результаты расчета
Старая установка
5,443 кг/с
или ≈470,3 т/сут
Новая установка
3,886 кг/с
или ≈335,8 т/сут
Экономия
134,5 т/сут
топлива ежедневно
Вывод: Замена турбоустановки позволяет экономить
≈28,6% топлива при выработке одинаковой мощности электроэнергии.
≈28,6% топлива при выработке одинаковой мощности электроэнергии.
Примечание: В расчете использовались значения энтальпий, определенные по h-S диаграмме для перегретого водяного пара.
Улучшение показателей новой установки достигается за счет:
Улучшение показателей новой установки достигается за счет:
- Более высоких начальных параметров пара (увеличение температурного перепада)
- Более высокого КПД парогенератора (0,9 вместо 0,8)
Экономический эффект: При стоимости топлива 5000 руб./т годовая экономия составит около
134,5 т/сут × 365 дней × 5000 руб./т = 245,5 млн руб./год. Это демонстрирует эффективность модернизации
энергетического оборудования.
134,5 т/сут × 365 дней × 5000 руб./т = 245,5 млн руб./год. Это демонстрирует эффективность модернизации
энергетического оборудования.
Не подходит эта задача? Посмотрите другие:
