М.С. Гринкруг, Л.С. Гринкруг, В.А. Соловьев
В настоящее время в Хабаровском крае при определении расхода топлива на выработку электроэнергии дизельными электростанциями используется «Руководство по расчету норм расхода топлива на отпуск электроэнергии дизельными электростанциями» [1]. Для этих же целей изданы «Нормы расхода топливно-смазочных материалов в лесной промышленности» [2]. В «Руководстве…» предлагается рассчитывать среднегодовой удельный расход топлива на выработку одного киловатт-часа энергии дизель-генератором, исходя из предполагаемой среднегодовой мощности дизель-генератора по формуле:
где:
ge – удельный расход топлива дизелем при номинальной мощности, кг/л.с.∙ч;
H – коэффициент, учитывающий величину нагрузки дизеля;
C – коэффициент, учитывающий техническое состояние дизеля и зависящий от нагрузки, приведенной в таблице 1;
Э – запланированная дизелю выработка электроэнергии, кВт∙ч;
ηГ – КПД генератора с учетом его нагрузки;
Вх – расход топлива дизельной установкой при работе ее на холостом ходу, определяемый по формуле:
где:
Кх – коэффициент, учитывающий расход топлива дизелем при работе на холостом ходу, принимаемый для дизелей мощностью до 1000 л.с. равным 0,21 и для дизелей большей мощности равным 0,17;
Ne – номинальная мощность дизеля, л.с.;
n – число пусков дизеля за планируемый период. Величина
, как правило, составляет менее 1 г/кВт∙ч [2] и является несущественной.
КПД генератора при снижении нагрузки в [1] предлагается определить следующим образом. При нагрузке 70-75% от номинальной ηг следует принимать не более чем на 1% ниже по сравнению с номинальными, а при меньшем отклонении нагрузок — пропорционально величине этого отклонения.
Ничего не говорится о КПД генератора в диапазоне нагрузок от 0 до 70% от номинальной, хотя имеется большое количество ДГА, работающих со среднегодовой нагрузкой от 30 до 70% от номинальной.
В [2] при расчете удельного расхода топлива при работе дизель-генератора также используется величина среднегодовой нагрузки. Расчетная формула имеет вид
Оба метода [1] и [2] используют одинаковые показатели и различаются коэффициентами. В [1] применяется суммарный коэффициент, учитывающий снижение нагрузки и состояние дизеля, равный
а в [2] эта же величина равна 1,05Kx. Причем К определяется по формуле:
и учитывает снижение КПД генератора и дизеля на режимах частичной нагрузки, а также увеличение расхода топлива вследствие колебаний нагрузки.
Средние значения величин и 1,05Kx представлены на рис.1.
На наш взгляд, обе методики определения среднего годового удельного расхода топлива имеют следующие недостатки:
1. Не обоснованы величины ηГ на режимах частичной нагрузки. Известно, что зависимость КПД генератора от нагрузки нелинейна и закон ее изменения близок к параболическому. При этом при нагрузке, равной нулю, ηГ=0, как и КПД дизеля. Обе методики не дают этого результата при снижении нагрузки. При малых нагрузках результат, посчитанный по обеим методикам, ошибочен.
2. Расход электроэнергии на собственные нужды электростанций в обеих методиках принимается равным 0,03-0,04 от величины общей выработки электроэнергии. Так как расход электроэнергии на собственные нужды электростанций, включающий в себя затраты на освещение, перекачку воды, масла и топлива, работу систем автоматики и контроля, а также потери электроэнергии в сетях электростанций до границы раздела, является практически постоянным, то эту величину следует относить к номинальной мощности электростанций, и при снижении нагрузки электростанции она должна возрастать. Это не учитывается обеими методиками.
В Региональном учебном научно-исследовательском центре энергосбережения при Комсомольском-на-Амуре государственном техническом университете созданы методика и программа расчета, учитывающие изменение нагрузки дизель-генераторов при расчете среднегодового удельного расхода топлива. В методике используется типовой суточный график нагрузки. Учитывается сезонное изменение графика нагрузки дизель-генераторов электростанций. Годовой расход топлива электростанций считается как сумма расхода топлива на всех режимах. На каждом режиме определяется удельный расход дизеля и КПД генератора по универсальным относительным аппроксимационным зависимостям.
Использование данной методики и программы при расчетах удельных расходов топлива для электростанций реальных населенных пунктов Хабаровского края показало, что она дает повышенный результат удельного расхода топлива по сравнению с [1], что объясняется учетом снижения КПД генератора при снижении нагрузки.
Список литературы
1. Руководство по расчету норм расхода топлива на отпуск электроэнергии дизельными электростанциями. Министерство жилищно-коммунального хозяйства РСФСР. – М., 1980 г.
2. Сердечный В.Н., Бызов Н.А., Хаймусов А.К.. Нормы расхода топливно-смазочных материалов в лесной промышленности. – М., «Лесная промышленность», 1990 г.
