Расход и стоимость топлива для ДГУ и ГПУ¶
Цена за литр дизельного топлива - 80 рублей с НДС, стоимость 1 м3 природного газа - 9,5 рублей с НДС.
In [1]:
Цена_дизеля = 80; Цена_газа = 9.5
Основная характеристика топлива - это низшая теплота сгорания (НТС).
In [2]:
НТС_дизеля = 35 # МДж/л
НТС_газа = 33.5 # МДж/м3 (м3 при стандартных условиях ГОСТ 34770-2021: температура t = 20 C, давление p = 101325 Па)
In [3]:
НТС_дизеля/3.6 # НТС кВт*ч/л
Out[3]:
9.722222222222221
In [4]:
НТС_газа/3.6 # НТС кВт*ч/м3
Out[4]:
9.305555555555555
Определим стоимость МДж для двух видов топлива
In [5]:
Цена_МДж_дизеля = Цена_дизеля / НТС_дизеля
Цена_МДж_газа = Цена_газа / НТС_газа
Цена_МДж_дизеля, Цена_МДж_газа
Out[5]:
(2.2857142857142856, 0.2835820895522388)
Определим во сколько раз дизельный МДж дороже газового
In [6]:
Цена_МДж_дизеля / Цена_МДж_газа
Out[6]:
8.06015037593985
Теплота, выделяемая дизелем стоит в 8 раз дороже теплоты, выделяемой природным газом.
Построим графики зависимости количества потребляемого топлива в сутки от мощности агрегата для дизель-генераторной установкой (ДГУ) и газо-поршневой установкой (ГПУ)
In [7]:
import numpy as np
КПДы = np.array([0.30, 0.35, 0.40, 0.45]) # варианты КПД агрегатов
Ns = np.array([0., 5.]) # диапазон мощностей агрегата, МВт
Qs_дгу = np.array([[N * 1e6 / КПД / (НТС_дизеля * 1e6) * 3600 * 24 for КПД in КПДы] for N in Ns])
Qs_гпу = np.array([[N * 1e6 / КПД / (НТС_газа * 1e6) * 3600 * 24 for КПД in КПДы] for N in Ns])
In [8]:
import matplotlib.pyplot as plt # библиотека для построения графиков
from matplotlib.ticker import MultipleLocator
plt.rcParams['font.size'] = 12.0
In [9]:
fig, ax = plt.subplots(figsize = (10,5))
ax.set_title("Расход дизеля в сутки")
ax.set_xlabel('$N, МВт$'); ax.set_ylabel('Расход, литры')
ax.plot(Ns, Qs_дгу)
ax.xaxis.set_minor_locator(MultipleLocator(0.1))
ax.yaxis.set_minor_locator(MultipleLocator(1000))
ax.grid(which='minor', color='gray', linewidth=0.2)
ax.grid(); ax.set_xlim(Ns[0], Ns[-1]); ax.set_ylim(0, 42000);
ax.legend(np.int8(КПДы*100), title = 'КПД, %');
In [10]:
fig, ax = plt.subplots(figsize = (10,5))
ax.set_title("Расход дизеля в сутки")
ax.set_xlabel('$N, МВт$'); ax.set_ylabel('Расход, литры')
ax.plot(Ns, Qs_дгу)
ax.xaxis.set_minor_locator(MultipleLocator(0.02))
ax.yaxis.set_minor_locator(MultipleLocator(250))
ax.grid(which='minor', color='gray', linewidth=0.2)
ax.grid(); ax.set_xlim(Ns[0], 1); ax.set_ylim(0, 8500);
ax.legend(np.int8(КПДы*100), title = 'КПД, %');
In [11]:
fig, ax = plt.subplots(figsize = (10,5))
ax.set_title("Расход газа в сутки")
ax.set_xlabel('$N, МВт$'); ax.set_ylabel('Расход, $м^3$')
ax.plot(Ns, Qs_гпу)
ax.xaxis.set_minor_locator(MultipleLocator(0.1))
ax.yaxis.set_minor_locator(MultipleLocator(1000))
ax.grid(which='minor', color='gray', linewidth=0.2)
ax.grid(); ax.set_xlim(Ns[0], Ns[-1]); ax.set_ylim(0, 45000);
ax.legend(np.int8(КПДы*100), title = 'КПД, %');
In [12]:
fig, ax = plt.subplots(figsize = (10,5))
ax.set_title("Расход газа в сутки")
ax.set_xlabel('$N, МВт$'); ax.set_ylabel('Расход, $м^3$')
ax.plot(Ns, Qs_гпу)
ax.xaxis.set_minor_locator(MultipleLocator(0.02))
ax.yaxis.set_minor_locator(MultipleLocator(250))
ax.grid(which='minor', color='gray', linewidth=0.2)
ax.grid(); ax.set_xlim(Ns[0], 1); ax.set_ylim(0, 8750);
ax.legend(np.int8(КПДы*100), title = 'КПД, %');
Инженерные расчёты на Python, С.В. Медведев, 2020-2026
Использование Python и Jupyter Notebook для инженерных расчётов, С.В. Медведев, 2020-2026