Файл: Теплоснабжения.doc

При увеличении выработки электрической энергии на ТЭЦ эффективность теплофикации возрастает, так как снижается расход топлива в системе на выработку наиболее дорогого вида энергии – электрической энергии, хотя коэффициент использования теплоты топлива на ТЭЦ _ипри этом несколько уменьшается.

Энергетическую эффективность теплофикационной установки можно оценить с помощью удельной комбинированной выработки электрической энергии, отнесенной к единице теплоты, отпущенной из отборов турбины:
э_т = ,
где Э_mкомбинированная выработка на базе теплового потребления;

Q_m – отпуск отработавшей теплоты (из отборов или противодавления) теплового потребителя.

В общем случае удельная комбинированная выработка электроэнергии определяется как сумма двух слагаемых:
э_m = э_о + э_и.т,
где э_о – удельная комбинированная выработка на базе теплоты, отпущенной внешним потребителям;

э_и.т – удельная комбинированная выработка на базе внутреннего теплового потребления ТЭЦ, т.е. на базе регенеративного подогрева конденсата теплофикационной установки.

Определение удельной комбинированной выработки можно существенно упростить, если реальный теплосиловой цикл заменить энергетически равноценным циклом Карно, в котором работоспособность подведенной и отведенной теплоты такая же, как и в реальном цикле.

В этом случае удельная комбинированная выработка электрической энергии, отнесенная к единице отработавшей теплоты, отведенной из идеального цикла Карно (рис. 2.1) составит:

Э_m =
где T₀– средняя температура подвода теплоты в цикл, К;

T_m – средняя температура отвода теплоты из цикла, К;

s – изменение энтропии в цикле, кДж/(кг·К).



Рис. 2.1. Идеальный цикл Карно в Т,s

---

-диаграмме
При расчете удельной комбинированной выработки электрической энергии в реальных циклах под T₀ следует понимать среднюю температуру подвода теплоты в цикле, а под T_m – среднюю температуру отвода теплоты из реального цикла. Кроме того, необходимо учесть неизоэнтропийность расширения пара в турбине, а также наличие электромеханических потерь в турбогенераторе.

С учетом указанных особенностей формула для расчета удельной комбинированной выработки электрической энергии паротурбинных ТЭЦ принимает вид
э_m = ,
где  внутренний относительный КПД турбины;

 электромеханический КПД, т.е. произведение механического КПД турбины на КПД электрогенератора.

Как видно из приведенной формулы, удельная комбинированная выработка электрической энергии увеличивается при повышении средней температуры подвода теплоты в цикле Т₀, снижении средней температуры отвода теплоты цикла Т_m, а также при снижении потерь при расширении пара в турбине и превращении механической энергии в электрическую, т.е. при увеличении КПД и .

Этим, в частности, объясняется эффективность повышения начальных параметров пара и многоступенчатого подогрева сетевой воды отработавшим паром.

При увеличении начальных параметров пара на ТЭЦ повышается средняя температура Т₀ подвода теплоты в цикле, При многоступенчатом подогреве сетевой воды часть теплоты отводится из цикла при более низкой температуре, чем при одноступенчатом подогреве, в результате чего снижается средняя температура Т_m отвода теплоты из цикла.

На рис. 2.2 приведена зависимость удельной комбинированной выработки электрической энергии э_m от температуры насыщения t_m, соответствующей давлению p_m отработавшего пара. Основные параметры турбин, в соответствии с которыми построены кривые на рис. 2.2, приведены в табл. 2.1. При расчете э

---

_m было принято при t_m  100 ⁰С температура конденсата отработавшего пара

t_к.m= t_m, а при t_m 100 ⁰С  t_к.m = 100 ⁰С. Электромеханический КПД = 0,98.

Рис. 2.2. Зависимость удельной комбинированной выработки электрической энергии от параметров пара перед турбиной и температуры насыщения отработавшего пара

Удельную комбинированную выработку э₀ на базе теплоты, отпущенной внешним потребителям можно определить следующим образом (рис.2.3).
Таблица 2.1

Основные параметры турбины

Номер кривой	Параметры пара перед турбиной		Параметры промперегрева		Температура питательной воды tп.в., 0С	Число ступеней регенеративного подогрева	Средний внутренний относительный КПД турбины
	Р0, МПа	t0 , 0C	Рn.n, МПа	tn.n , 0C
1	3,5	435	-	-	150	5	0,8
2	9	535	-	-	215	8	0,8
3	13	555	-	-	230	8	0,83
4	13	540	3,2/2,9	540	230	8	0,83
5	17	540	3,0/3,3	540	250	8	0,84
6	24	540	4,0/3,6	540	260	9	0,85

---

---

Рис. 2.3. Схема процесса расширения пара в турбине в

h,s – диаграмме
Количество электроэнергии, вырабатываемой паром, прошедшим через теплофикационную турбину, составит:

Э₀ = D(h₀ – h₁) _эм,
где D – расход пара, кг/с;

h₀ – энтальпия пара на входе в турбину, кДж/кг;

h₁  энтальпия пара в отборе турбины, кДж/кг;

_эм – электромеханический КПД турбогенератора.

Количество теплоты, отданной в подогревателе внешнему потребителю, определяется из выражения
Q₀ = D (h₁ – h^/_m),
гдеh^/_m – энтальпия конденсата пара отбора.

Отсюда определяем удельную выработку электроэнергии на внешнем тепловом потреблении:
э₀ = ,
Поскольку h₀ – h₁ = H_m_oi, то
э₀ = ,
где Н_т – изоэнтропийный (адиабатный) теплоперепад в турбине от начальных параметров пара до давления в отборе, кДж/кг;

_oi – внутренний относительный КПД турбины.

Отсюда следует, что величинаэ₀– в основном зависит от величины теплоперепада Н_т пара в теплофикационной турбине, т.е. энергетический эффект теплофикационной установки тем больше, чем выше начальные параметры пара перед турбиной и чем ниже давление пара, поступающего тепловому потребителю.

Этот показатель характеризует использование возможностей ТЭЦ как источника выработки электроэнергии при заданной величине отпуска теплоты от нее. Чем больше значение э₀ тем более эффективным является процесс выработки электроэнергии на ТЭЦ при заданном отпуске тепла.

Рассмотренные выше коэффициент использования теплоты топлива на ТЭЦ _ии удельная выработка электроэнергии на тепловом потребителе э_м не дают полной картины эффективности теплофикации.

---