«Энергогенерирующая установка и её технико-экономические показатели»

Ім'я файлу: gotovy_kursach_TEP.docx
Розширення: docx
Розмір: 1573кб.
Дата: 01.03.2023
скачати

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

БЕЛОРУССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Энергетический факультет

Кафедра «Промышленная теплоэнергетика и теплотехника»

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине «Технологии энергетического производства»

на тему:

«Энергогенерирующая установка и её технико-экономические показатели»

Выполнил: студент гр. 10607119 Сухарева В.В.

Проверил: Позднякова М.И.

Минск 2020

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 3

1.ОПИСАНИЕ ЭНЕРГОГЕНЕРИРУЮЩИХ УСТАНОВОК (ПТУ, ГТУ, ПГУ) И ИХ ХАРАКТЕРИСТИКИ 8

Однако выделяют недостатки парогазовых установок: 16

2.РАСЧЕТ ЦИКЛА ПАРОТУРБИННОЙ УСТАНОВКИ 18

2.1.Определение технико-экономических показателей ПТУ 23

3.РАСЧЕТ ЦИКЛА ГАЗОТУРБИННОЙ УСТАНОВКИ 24

3.1.Определение технико-экономических показателей ГТУ 27

4.РАСЧЕТ ЦИКЛА ПАРОГАЗОВОЙ УСТАНОВКИ 28

4.1.Определение технико-экономических показателей ПГУ 31

5.АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ РАСЧЕТА И ИХ СРАВНЕНИЕ 32

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 34

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 36

СПИСОК ЧЕРТЕЖЕЙ 37

ВВЕДЕНИЕ

Все производственные процессы в отраслях промышленности, сельском хозяйстве, транспорте, а также обслуживание населения включают непосредственно использование энергии. Энергетика создает предпосылки для развития новых технологий, обеспечивает наряду с другими факторами современный уровень жизни населения. Развитие и совершенствование источников и видов энергии началось с появлением человека и продолжается до сих пор.

Энергетической основой развития современного общества является электрическая энергия. С расширением применения электричества, производство электроэнергии обособилось в самостоятельную отрасль – электроэнергетику. Источниками электроснабжения стали электрические станции. На основе взаимозаменяемости видов энергетических ресурсов и энергии образовались системы, объединяемые в масштабе страны в топливно-энергетический комплекс [1].

Электроэнергетика является базовой отраслью экономики Республики Беларусь, создающей необходимые условия для функционирования производства и жизнедеятельности населения. В настоящее время она является наиболее стабильно работающим сектором экономики.

На начало текущего года установленная мощность 68 генерирующих энергоисточников ГПО «Белэнерго» – 8 947,31 МВтМВт, из них:

42 тепловых электростанций электрической мощностью – 8 850,19 МВт, в том числе 12 тепловых электростанций высокого давления – 8 198,57 МВт;
25 гидроэлектростанций установленной мощностью 88,11 МВт,
Новогрудская ветроэлектрическая станция мощностью 9 МВт.

Основные показатели деятельности Белорусской энергосистемы на 01.01.2020 представлены в таблице 1-1.
Таблица 1.1 – Основные показатели деятельности Белорусской энергосистемы на 01.01.2020

Показатель	Значение показателя
Установленная мощность генерирующих энергоисточников Республики Беларусь 68 генерирующих энергоисточников ГПО «Белэнерго»	10 098,14 МВт 8947,31
Выработка электроэнергии источниками ГПО «Белэнерго»	34,94 млрд. кВт∙ч
Экспорт электроэнергии	2,37 млрд. кВт∙ч
Потребление электроэнергии в республике	37,93 млрд. кВт∙ч
Отпуск тепловой энергии	32,80 млн. Гкал
Протяженность линий электропередачи: воздушных кабельных	277,1 тыс. км 267,93тыс. км 39,17тыс. км
Протяженность тепловых сетей в однотрубном исчислении	7,363 тыс. км
Трансформаторные подстанции 35-750 кВт: количество	1 353 ед.
Удельные расходы топлива: на отпуск электроэнергии на отпуск тепла	240,70 г/ кВт∙ч 166,65 кг/ Гкал
Технологический расход энергии на транспорт: в электрических сетях в тепловых сетях	7,69 % 9,37 %

Электроэнергетика – это стратегическая отрасль, состояние которой отражается на уровне развития государства в целом. В настоящее время она является наиболее стабильно работающим комплексом национальной экономики.

Электроэнергетическая система – совокупность взаимоувязанных единством схем и режимов оборудования и установок по производству, преобразованию и доставке конечным потребителям электрической энергии. Она включает в себя электрические станции, подстанции, линии электропередач, центры потребления электрической энергии.

Теплоэнергетическая система – совокупность установок по производству и доставке потребителям тепловой энергии (пар, горячая вода). В нее входят тепловые станции, тепловые сети (трубопроводы горячей воды и пара), центры потребления тепловой энергии.

В настоящее время электрическая и тепловая энергия могут вырабатываться одновременно на теплоэлектростанциях (ТЭС).

Потребителями энергии являются промышленность, транспорт, сельское хозяйство, жилищно-коммунальное хозяйство, сфера быта и обслуживания. При этом учитывать следующее. Если общую энергию применяемых первичных энергоресурсов принять за 100 %, то полезно используемая энергия составит только 35-40%, остальная теряется, причем большая часть в виде теплоты.

Важным показателем для оценки энергетического развития предприятия и его функционирования в целом является показатель энергоэффективности. Согласно Закону Республики Беларусь «Об энергосбережении» от 8 января 2015 г. № 239-З «энергетическая эффективность (энергоэффективность) – характеристика отражающая отношение полученного эффекта от использования топливно-энергетических ресурсов (ТЭР) к затратам ТЭР, произведенным в целях получения такого эффекта».

Энергоэффективность характеризует полноту использования подводимой энергии для производства продукции или выполнения работ. В промышленных энергоустановках отношение производимой энергии к подводимой – относительная величина, называемая коэффициентом полезного действия (КПД). Этот показатель характеризует энергоэффективность генерирующей установки, то есть степень полезного использования первичной энергии от ТЭР. Различные энергетические установки сравниваются друг с другом по этому показателю, что дает основание судить об их энергоэффективности.

Для определения функционирования промышленных предприятий используется показатель удельного расхода энергии на производимую продукцию, или показатель энергоемкости. Он показывает, сколько энергоресурсов (энергии) затрачивается на производство единицы продукции предприятия. Сравнивая эти показатели для различных предприятий, выпускающих однородную продукцию, можно сделать вывод об их энергоэффективности. Чем ниже расход энергии на единицу продукции, тем эффективнее работает предприятие.

В течение десятилетий традиционным видом энергогенерирующих установок на электростанциях Республики Беларусь являются паротурбинные установки (ПТУ). Однако, даже при высоких начальных параметрах пара, коэффициент полезного действия (КПД) цикла ПТУ по выработке электроэнергии находится в пределах 33-45 %. Примерно такой же КПД имеют и газотурбинные установки (ГТУ) – 28-42 %. Для повышения КПД энергогенерирующих установок применяется совмещение парового и газового циклов в комбинированный парогазовый, по которому работает парогазовая установка (ПГУ). Такие установки позволяют достичь электрического КПД более 60 %. Использование комбинированного производства электроэнергии и тепла в настоящее время является наиболее перспективным с точки зрения экономичности и возможности практической реализации.

Перспективное направлении развития энергетики связано с газотурбинными (ГТУ) и парогазовыми (ПГУ) энергетическими установками тепловых электростанций. Эти установки имеют особые конструкции основного и вспомогательного оборудования, режимы работы и управление.

В энергетике реализован ряд тепловых схем ПГУ, имеющих свои особенности и различия в технологическом процессе. Вместе с этим происходит постоянная оптимизация как самих схем, так и улучшение технических характеристик её узлов и элементов.

Основными показателями, характеризующими качество работы энергетической установки, являются её производительность (КПД) удельный расход топлива, себестоимость. Деятельность предприятия должна быть направлена на снижение топливной составляющей себестоимости и соответственно на повышение энергоэффективности. Главным стимулом модернизации экономики, которой позволяет избавляться от неэффективных и затратных производств, является увеличение цен на топливо. В настоящее время добыча энергоресурсов обходится все дороже и дороже и доля энергетической составляющей в себестоимости промышленной продукции повышается. Вместе с тем рост КПД энергоустановок позволяет снизить себестоимость производимой электроэнергии, что в значительной степени компенсирует рост стоимости топлива. Поэтому в Республике Беларусь в условиях ограниченной собственной материально-сырьевой базы актуальной задачей является совершенствование технологии выработки электрической и тепловой энергии с целью повышения КПД и снижения топливно-энергетических затрат (ТЭР).

ОПИСАНИЕ ЭНЕРГОГЕНЕРИРУЮЩИХ УСТАНОВОК (ПТУ, ГТУ, ПГУ) И ИХ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Паротурбинная установка (ПТУ) – это непрерывно действующий тепловой агрегат, предназначенный для преобразования потенциальной энергии сжатого и перегретого пара в кинетическую энергию вращения ротора турбины. На электрической станции эта механическая энергия превращается в электрическую энергию в электрическом генераторе. Паротурбинные установки используются для привода турбогенератора на тепловых и атомных электростанциях [1, 2]. Паротурбинная установка (ПТУ), обеспечивающая преобразование тепловой энергии пара в механическую энергию, включает в общем случае паровую турбину, конденсационное устройство, регенеративные подогреватели питательной воды, деаэратор, конденсатные и питательные насосы.

Паровая турбина состоит из одной или нескольких последовательно расположенных ступеней, в которых происходит двойное преобразование энергии. Потенциальная и внутренняя энергия пара преобразуются в соплах и лопатках в кинетическую энергию, а кинетическая энергия, а также работа сил, возникающих в процессе ее преобразования в рабочем колесе — в механическую энергию, передаваемую непрерывно вращающемуся валу (рисунок 1-1).

Рисунок 1-1 – Паровая турбина

Паровая турбина и электрогенератор представляют собой турбоагрегат. Подогреватели и деаэратор образуют систему регенеративного подогрева питательной воды с использованием пара из нерегулируемых отборов паровой турбины.

На рисунке 1.2 приведена классификация паровых турбин.

Рисунок 1-2 – Классификация паровых турбин
Принцип работы ПТУ: в паровом котле за счет подвода теплоты с топливом происходит нагрев до давления p₁. Полученный перегретый пар поступает в паровую турбину, где адиабатно расширяется до давления p₂. Часть пара адиабатно расширяется до давления p₂₁ и поступает в первый регенеративный подогреватель (РП1), в котором конденсируется до насыщенной жидкости при данном давлении. Другая часть пара адиабатно расширяется до давления p₂₂ и поступает во второй регенеративный подогреватель (РП2), где также конденсируется до насыщенной жидкости при данном давлении. Оставшаяся часть пара поступает в турбину, где совершает механическую работу, вращая ротор электрогенератора. Отработавший в турбине пар поступает в конденсатор, где конденсируется до состояния насыщенной жидкости при давлении p₂. Конденсат с помощью конденсатного насоса сжимается до давления p₂₂ и поступает в РП2, в котором нагревается за счёт теплоты конденсации пара из второго отбора до состояния насыщенной жидкости при давлении p₂₂. Далее при помощи конденсатного насоса пар сжимается до давления p₂₁ и поступает в РП1, где нагревается за счёт теплоты конденсации пара из первого отбора. После этого с помощью конденсатного насоса пар сжимается до начального давления. Цикл замыкается и повторяется [3, 7].

КПД паротурбинных установок (ПТУ) колеблется от 7 до 39%.

Преимуществом паротурбинной технологии является возможность использования в котле широкого спектра топлива, включая твердые. Однако использование тяжелых нефтяных фракций и твердого топлива снижает экологические показатели системы, которые определяются составом отходящих из котла продуктов горения. Паротурбинные установки эксплуатируются в различных областях техники. Их устанавливают на кораблях, морских и речных судах, а также на электростанциях, насосных и других установках. На существующих тепловых электростанциях новые ПТУ целесообразно использовать при отсутствии возможности внедрения газотурбинных и парогазовых технологий.

Газотурбинная установка (ГТУ) – это энергетическая установка, которая представляет собой совокупность газовой турбины, электрогенератора, газовоздушного тракта и других вспомогательных устройств: компрессора, камеры сгорания, дожимного компрессора.

На рисунке 1-3 представлен пример газовоздушного компрессора.

Рисунок 1-3 – Газопоршневой компрессор
Камера сгорания ГТУ представлена на рисунке 1.4.

Рисунок 1-4 – Камера сгорания ГТУ
Основное оборудование ГТУ – силовая турбина и электрогенератор, размещены в одном корпусе. Поток газа высокой температуры воздействует на лопатки силовой турбины, создавая крутящий момент. Выходящие из турбины отработанные газы, в зависимости от потребностей заказчика, используются для производства горячей воды или пара.

Классификацию ГТУ приведем на рисунке 1.5.

Рисунок 1-5 – Классификация газотурбинных установок

Принцип работы ГТУ: воздух из окружающей среды адиабатно сжимается в компрессоре и поступает в камеру сгорания. Туда же подаётся топливо после дожимного компрессора (если топливо жидкое, то вместо дожимного компрессора будет использоваться топливный насос). Топливо и воздух смешиваются, образующаяся газо-воздушная смесь сжигается в камере сгорания при постоянном давлении. В результате горения образуются продукты сгорания – дымовые газы, которые поступают в газовую турбину. Там адиабатно расширяются до начального давления (чуть больше, чем атмосферное) и через дымовую трубу удаляются в окружающую среду. В газовой турбине в результате адиабатного расширения вырабатывается механическая энергия, часть которой (≈2/3 от мощности газовой турбины) используется на привод воздушного компрессора, а часть (≈1/3) преобразуется в генераторе в электрическую энергию и по ЛЭП передаётся потребителю [5].

ГТУ может работать как на газообразном, так и на жидком топливе. В обычном режиме рабочим топливом выступает газ, а в резервном (аварийном) – мазут, дизельное топливо, керосин. В качестве газообразного топлива может использоваться не только природный газ, но и попутный нефтяной, шахтный, коксовый, древесный, биогаз.

Электрическая мощность газотурбинных энергоустановок колеблется от десятков кВт до десятков МВт. Электрический КПД современных газотурбинных установок составляет 33-39%.

Преимуществом при использовании ГТУ непосредственно в местах проживания людей, является то, что содержание вредных выбросов значительно ниже, чем у поршневых электростанций. При использовании ГТУ потребитель может получить существенную экономию средств на катализаторах и при строительстве дымовых труб.

ГТУ предназначены для эксплуатации в любых климатических условиях как основной или резервный источник электроэнергии и тепла для объектов производственного или бытового назначения. Области применения газотурбинных установок практически не ограничены: нефтегазодобывающая промышленность, промышленные предприятия, муниципальные образования. ГТУ в энергетике работают как в базовом режиме, так и для покрытия пиковых нагрузок.

В настоящее время наибольшую популярность приобрело проектирование парогазовых установок (ПГУ). КПД таких установок существенно выше, чем отдельных ГТУ или ПТУ.

Парогазовая установка – это комбинированная энергетическая установка, состоящая из двух блоков: паротурбинного и газотурбинного, в которой теплота уходящих газов ГТУ используется для выработки электроэнергии в паротурбинном цикле. В газотурбинном блоке происходит сжигание исходного топлива и, за счет этого, вращение газотурбинной установки. В паротурбинном блоке проходит нагревание продуктами сгорания, образовавшимися в первой стадии, воды в котле-утилизаторе с выделением пара, используемого в паровой турбине, активирующей паросиловой электрогенератор.

В состав ПГУ входят: газотурбинная установка, котел-утилизатор и паровая турбина. ПГУ, как уже говорилось выше, отличается от паросиловых и газотурбинных установок повышенным КПД [6].

Конфигураций оборудования, в зависимости от его мощности и специфики применения может быть несколько. Так производители могут совмещать обе турбины на едином валу, комплектуя эту комбинацию двухприводным генератором. Преимущество такого устройства – в наличии в его арсенале 2 режимов работы: простого газового цикла и комбинированного.

Классификацию ПГУ приведем на рисунке 1.6.

Рисунок 1-6 – Классификация парогазовых установок
Принцип работы ПГУ: воздух из окружающей среды адиабатно сжимается в компрессоре и поступает в камеру сгорания, где смешивается с топливом. Образовавшаяся газо-воздушная смесь сгорает с образованием дымовых газов и выделением теплоты, которая нагревает дымовые газы до температуры 1500

. Далее дымовые газы поступают в газовую турбину, где адиабатно расширяются до давления несколько большего, чем в окружающей среде. Дымовые газы, имеющие температуру от 400 до 600

, поступают в котёл-утилизатор (КУ), в котором передают теплоту конденсату, сами охлаждаются до температуры 100

, и удаляются в окружающую среду через дымовую трубу. Конденсат, поступающий в КУ, получает теплоту от дымовых газов и перегревается до состояния перегретого пара. Далее перегретый пар поступает в паровую турбину, в которой адиабатно расширяется до давления в конденсаторе, преобразуя потенциальную и кинетическую энергию пара в механическую, которая в генераторе преобразуется в электроэнергию. Отработанный после паровой турбины влажный пар конденсируется в конденсаторе, передавая теплоту конденсации окружающей среде. Затем сконденсированная (насыщенная) жидкость при помощи конденсатного насоса сжимается до начального давления p₁ и поступает в котёл-утилизатор [7].

За счет рационального использования теплоты, получаемой при сжигании топлива, удается достичь экономии топлива около 10 %, в разы повысить КПД оборудования, а также до 25 % снизить расходы.

Несмотря на достаточное сложное устройство, парогазовая установка (ПГУ) имеет очень важную особенность, выделяющую ее на фоне прочих систем генерации электричества. Речь идет о достаточно высоком коэффициенте полезной деятельности, составляющем в отдельных случаях свыше 60 %. Кроме этого выделяют следующие преимущества парогазовой установки:

бо́льшая степень экологичности по сравнению с ПТУ и ГТУ (уменьшается выброс парниковых газов);
компактные габариты;
сравнительно быстрая скорость возведения (менее 1-го года);
меньшая потребность в топливе.

Однако выделяют недостатки парогазовых установок:

Низкая единичная мощность оборудования (160-972 МВт на 1 блок), в то время как современные ТЭС имеют мощность блока до 1200 МВт, а АЭС 1200-1600 МВт.
Необходимость осуществлять фильтрацию воздуха, используемого для сжигания топлива.
Ограничения на типы используемого топлива. Как правило, в качестве основного топлива используется природный газ, а резервного – мазут. Применения угля в качестве топлива абсолютно исключено. Отсюда вытекает необходимость строительства недешевых коммуникаций транспортировки топлива – трубопроводов.

Комбинированные установки применяются на электростанциях для снабжения электричеством промышленных предприятий и целых населенных пунктов.

РАСЧЕТ ЦИКЛА ПАРОТУРБИННОЙ УСТАНОВКИ

Исходные данные для расчёта ПТУ согласно заданию курсовой работы приведены в таблице 2-1.
Таблица 2.2 – Исходные данные для расчёта ПТУ

Наименование	Размерность	Значение
Электрическая мощность паровой турбины	МВт	53
Давление свежего пара	МПа	4
Температура свежего пара	⁰С	540
Давление пара за турбиной	МПа	0,005
Давление в 1-м регенеративном отборе	МПа	0,6
Давление во 2-м регенеративном отборе	МПа	0,05
Относительный внутренний КПД паровой турбины	%	85
КПД электромеханический	%	96
КПД парового котла	%	92

На рисунке 2-1 изобразим принципиальную схему ПТУ.

Рисунок 2-7 – Принципиальная схема ПТУ

Покажем цикл паротурбиной установки в h,S-диаграмме (рисунок 2-2).

Рисунок 2-2 – Цикл ПТУ в hS-диаграмме
Найдем теоретические энтальпии в каждой точке:

— энтальпия свежего пара в точке 1,

— теоретическая энтальпия пара в первом отборе,

— теоретическая энтальпия пара во втором отборе,

— теоретическая энтальпия пара в точке 2,

Определим действительную работу первого отбора, второго отбора и конденсатора соответственно:

Действительные энтальпии пара:

Определим энтальпии конденсата:

— энтальпия конденсата при давлении пара первого отбора;

— энтальпия конденсата при давлении пара второго отбора;

— энтальпия конденсата при конечном давлении пара;

Мощность лопаток турбины определяется по формуле:

Запишем уравнение мощности на лопатках турбины:

— расход пара в точке 21,

— расход пара в точке 22,

— расход пара в точке 2;
Разделим

на общий расход пара

Из уравнения баланса:

запишем уравнение для первого отбора:

Для второго отбора уравнение примет следующий вид:

Тогда

Подставим найденные значения

Найдем расход

Работа цикла ПТУ:

Определение технико-экономических показателей ПТУ

Зная КПД парового котла и расход пара

, можно найти расход натурального топлива (природного газа):

Расход условного топлива:

Найдем удельный расход условного топлива:

Рассчитаем электрический КПД ПТУ:

Запишем топливную составляющую и полную себестоимость производства электроэнергии:

РАСЧЕТ ЦИКЛА ГАЗОТУРБИННОЙ УСТАНОВКИ

Определим параметры в характерных точках цикла газотурбинной установки. Исходные данные для расчёта ГТУ приведены в таблице 3-1.
Таблица 3.3 – Исходные данные для расчёта ГТУ

Наименование	Размерность	Значение
Температура дымовых газов перед газовой турбиной	⁰С	1300
Температура дымовых газов после газовой турбины	⁰С	565
Относительный внутренний КПД газовой турбины	%	84
Давление атмосферного воздуха	МПа	0,1
Температура атмосферного воздуха	⁰С	15

Перед началом расчёта приведём принципиальную схему ГТУ (рисунок 3-1) и цикл, по которому она работает, в T,S-диаграмме (рисунок 3-2).

Рисунок 3-1 – Принципиальная схема ГТУ

Рисунок 3-2 – Цикл ГТУ в T,S-диаграмме
Найдем теоретическую температуру дымовых газов за турбиной через относительный внутренний КПД турбины:

Составим уравнения состояния для адиабатного процесса в турбине, затем найдем давление пара перед турбиной:

Составим уравнения состояния для адиабатного процесса в компрессоре и найдем теоретическую температуру дымовых газов после компрессора:

Определим действительную температуру дымовых газов после компрессора, используя относительный внутренний КПД компрессора:

Рассчитаем количество подведённой теплоты:

Тогда работа цикла равна:

Определим расход дымовых газов:

Определение технико-экономических показателей ГТУ

Рассчитаем расход натурального топлива:

Расход условного топлива:

Найдем удельный расход условного топлива:

Запишем электрический КПД ГТУ:

Топливная составляющая производства электроэнергии:

Полная себестоимость электроэнергии:

РАСЧЕТ ЦИКЛА ПАРОГАЗОВОЙ УСТАНОВКИ

В энергетике реализован ряд тепловых схем ПГУ, имеющих свои особенности и различия в технологическом процессе. Наибольшее распространение получили ПГУ с котлом-утилизатором. Парогазовые установки – сравнительно новый тип генерирующих станций, работающих на газе или на жидком топливе.

Исходные данные для расчёта ПГУ приведены в таблице 4-1.
Таблица 4.4 – Исходные данные для расчёта ПГУ

Наименование	Размерность	Значение
Температура дымовых газов после котла-утилизатора	⁰С	90
В качестве топлива для всех электрогенерирующих установок используется природный газ с низшей теплотой сгорания		8050

Приведём принципиальную схему ПГУ (рисунок 4-1).

Рисунок 4-1 – Принципиальная схема ПГУ

Покажем цикл парогазовой установки в T,S-диаграмме (рисунок 4-2).

Рисунок 4-2 – Процессы, протекающие в комбинированном цикле парогазовой установки в T,S-диаграмме
Составим уравнение теплового баланса котла-утилизатора:

Уравнение баланса мощностей ПГУ:

Запишем уравнения мощностей ПТУ и ГТУ:

Используя систему уравнений, найдём расход топлива:

Рассчитаем мощности ПТУ и ГТУ:

Определение технико-экономических показателей ПГУ

Рассчитаем расход натурального топлива:

Определим расход условного топлива:

Рассчитаем удельный расход условного топлива:

Найдем электрический КПД ПГУ:

Топливная составляющая производства электроэнергии:

Полная себестоимость электроэнергии:

АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ РАСЧЕТА И ИХ СРАВНЕНИЕ

Анализ полученных результатов приведем в таблице 5-1.
Таблица 5.5 – Технико-экономические показатели энергогенерирующих установок

Параметры	Обозначения	Единицы измерения	ПТУ	ГТУ	ПГУ
Мощность		МВт	53	53	53
Расход натурального топлива			4,64	3,83	2,45
Расход условного топлива			19,19	15,84	2,82
Удельный расход условного топлива			362,1	298,9	191,5
КПД электрический		%	33,9	42,8	64,2
Себестоимость			9,16	7,56	4,85

Из приведенной выше таблицы следует, что самой неэкономичной установкой является ПТУ, так как имеет высокий удельный расход условного топлива (362,1

), а также обладает самой высокой себестоимостью выработки электроэнергии (9,16

). ГТУ имеет схожие параметры (298,9

и 7,56

соответственно). КПД ПТУ равен 33,9 %, ГТУ – 42.8 %.

В свою очередь ПГУ обладает наименьшим удельным расходом условного топлива (191,5

по сравнению с остальными энергетическими установками. Себестоимость выработки электроэнергии в ПГУ равна 4,85

.

Таким образом, экономический эффект, обусловленный значительной экономией топлива, достигается при переходе именно к комбинированным циклам – парогазовым установкам. Это объясняется тем, что после выработки электроэнергии на ГТУ, тепло уходящих газов не выбрасывается в атмосферу, а используется для нагрева пара и генерации электроэнергии на ПТУ. Вследствие вторичного использования ТЭР, расход топлива и себестоимость электроэнергии уменьшаются, а КПД увеличивается, что доказывает относительную эффективность ПГУ для использования в энергетике.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Энергетика является основой развития современного общества. От её состояния и развития зависят соответствующие темпы роста других отраслей хозяйства, стабильность их работы и энерговооруженность. Каждое государство стремится разработать такие способы энергоснабжения, которые наилучшим образом обеспечивали бы развитие экономики и повышение качества жизни населения. Бесперебойная работа энергосистемы является одним из основных критериев надежного энергоснабжения, позволяющего осуществлять подачу энергии потребителю постоянно.

Важнейшей проблемой экономического развития любого государства является рациональное использование ресурсов. Предприятия промышленности являются энергоемкой сферой производства. Увеличение расходов на энергетические ресурсы приведит к росту себестоимости продукции. Это обуславливает необходимость снижения энергетической составляющей в издержках производства. Одним из основных условий сокращения издержек на промышленных предприятиях и повышения экономической эффективности производства в целом, а следовательно, и себестоимости продукции является совершенствование процесса производства с одновременным проведение политики энергосбережения на предприятии.

В Республике Беларусь повышение энергоэффективности – одна из первостепенных экономических задач. Это обусловлено ограниченностью собственной материально-сырьевой базы и, в связи с этим высокой энергоемкостью производства. Одним из основных направлений решения данной проблемы является разработка рациональных методов энергопроизводства. Повышение эффективности можно также достичь перевооружением промышленных предприятий. Это означает модернизацию имеющихся конструкций и замену устаревшего оборудования новым, менее энергоёмким.

В данной курсовой работе были рассмотрены схемы ПТУ, ГТУ и ПГУ. Из всех рассмотренных энергогенерирующих установок наиболее выгодными с экономической и технологической точки зрения являются парогазовые установки. Они обладают довольно высоким коэффициентом полезного действия по сравнению с другими установками: КПД ПГУ составил 64,2 %, КПД ПТУ – 33,9 %, КПД ГТУ – 42.8 %. Парогазовые установки позволяют более рационально и экономично использовать теплоту топлива, а, соответственно, снижать его потребление. Так как большую часть издержек традиционных энергогенерирующих объектов составляют именно затраты на топливо, то снижение его потребления, несомненно, приведёт к снижению цен на электроэнергию: себестоимость электроэнергии на ПГУ составила 4,85 центов за кВт∙ч против 9,16 центов на ПТУ и 7,56 центов на ГТУ.

Исходя из технико-экономического расчёта и обоснования, парогазовые установки являются перспективными для использования в энергетике по сравнению с паротурбинными и газотурбинными агрегатами.

Необходимо отметить, что с вводом в Беларуси собственной АЭС белорусская электроэнергетика дополняется ядерно-энергетической системой. Это оказывает непосредственное влияние на формирование системы обеспечения, потребления и эффективности использования энергетических ресурсов страны. В связи с этим утвержден «Комплексный план развития электроэнергетической сферы на период до 2025 г.», предусматривающий реализацию мер, направленных на присоединение Белорусской АЭС к балансу энергосистемы.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Энергоэффективность и энергетический менеджмент. [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http://energoeffekt.gov.by/downloads/education/energoeff_2010.pdf — Дата доступа: 16.11.2019
Капелович, Б.Э. Эксплуатация паротурбинных установок / Б.Э. Капелович. – М.: Энергия, 1975. –288 с.
Хрусталев, Б.М. Техническая термодинамика / Б.М. Хрусталев, А.П. Несенчук, В.Н. Романюк. – Минск: Технопринт, 2004. –487 с.
Ольховский, Г.Г. Энергетические газотурбинные установки / Г.Г. Ольховский. – М.: Энергоатомиздат, 1985. –298 с.
Уваров, В.В. Газовые турбины и газотурбинные установки / В.В. Уваров.–М.: Высшая школа, 1970. – 320 с.
Цанаев, C.В. Газотурбинные и парогазовые установки тепловых электростанций. – М.: МЭИ, 2002.–584 с.
Зысин, В.А. Комбинированные парогазовые установки и циклы / В.А. Зысин. – М.: ГЭИ, 1962. –187 с.
Ривкин, С.Л. Теплофизические свойства воды и водяного пара / С.Л. Ривкин, А.А. Александров. – М.: Энергия, 1980. –424 с.

СПИСОК ЧЕРТЕЖЕЙ

Структурные схемы ПТУ, ГТУ, ПГУ.
Технико-экономические показатели энергогенерирующих установок.

скачати