7.КПД по отпуску электроэнергии:
ηΝ = (ΝΓ103 − ΝСН ) |
|
ΒQΗΡ |
− |
QΤ |
|
= ηСНηΚηΤΡηΤΓ , |
|
|
|
||||||
|
|||||||
|
|
|
|
ηΚηСУ |
|
где КПД турбогенераторной установки по производству электроэнергии:
ηΤΓ = ΝΓ103 QЭ; ηΤΡ =1; ηСН = (ΝΓ −ΝСН10−3 )ΝΓ .
КПД по отпуску тепла:
ηQ = ηΚηΤΡηСУ.
8.Удельный расход условного топлива на отпускаемую электроэнергию, кг.у.т./(кВт ч):
bN=0,123/ηN;
на отпускаемое тепло, кг.у.т./(кВт ч тепла): bQ=0,123/ηQ,
или на отпуск 1ГДж тепла bQ=34,2/ηQ.
9.По результатам расчетов строим схему энергобаланса (рис. 3.1 б).
Методика определения эк- |
Г1 |
|
|
сергетической эффектив- Т |
0 |
ности энергоблока
Конденсационный режим
Основные потери эксергии показаны на рис. 4.1. 1. Химическая эксергия топлива, кВт:
Ε0 = ΒQΗΡ 103 .
инаходится по данным п. 3.1.
2. Эксергетическая потеря в котле, кВт:
∆ΕΚ = ∆ΕG + ∆ΕΓΤ .
Г2
ПВ |
|
R |
|
|
|
|
|
С1 |
|
|
С2 |
К′ |
|
|
К |
SПВ |
S0 |
SК |
S |
|
|
|
Неиспользованная в котле Рис.4.1 Определение эксергетических потерь
химическая эксергия топлива теплофикационного энергоблока, S - полная
(потеря эксергии): энтропия
∆ΕG = (1−ηΚ )Ε0 .
Потери эксергии от неравновесных процессов горения топлива и теплообмена в котле:
|
|
|
|
|
|
|
|
S0 |
−SΠΒ |
|
|
|
|
|
∆Ε |
|
= Ε |
η |
|
− Q |
1 |
−Τ |
|
|
|
= Τ S |
−S |
D |
. |
|
|
|
|
|||||||||||
|
ΓΤ |
0 |
|
Κ |
|
Э |
h 0 |
− h ΠΒ |
( 0 |
|
ΠΒ ) 0 |
|
Эти потери на рис. 4.1 показаны в виде заштрихованных площадей под изотер-
мой Т =ТК с основанием (S0-SПВ).
3.Приращение эксергии пара в котле, кВт:
11
|
|
|
|
|
S0 |
−SΠΒ |
|
Ε |
|
= Q |
1 |
−Τ |
. |
||
|
|
|
|||||
|
Э |
|
Э |
h 0 |
−h ΠΒ |
4.Потеря эксергии от неравновесного расширения пара в турбине, кВт:
∆ΕΤΓ = Τ (S0 −SΚ )εR D 0 .
Эта потеря схематично изображена на рис. 4.1 площадкой под изотермой Т с разностью энтропий (SK-S0)εR, где εR =1−αR (SR −SΚ )(S0 −SΚ ).
5. Потеря эксергии от теплообмена в деаэраторе при конечной разности температур, МВт:
∆ΕД = D0Τ* {SД −[αR SR +(1 −αR )SΚ′ ]}.
6. Потеря эксергии от механического и электрического трения, МВт:
∆ΕЭМ = (1−ηЭМ )ΝΓ .
7.Потеря эксергии в конденсаторе равна нулю, т.к. принято Т =ТК..
8.Эксергетический КПД энергоблока по отпуску электроэнергии:
Ε |
Ε Ε Ε |
Ν |
|
103 − Ν |
СН , |
ηΝ = ηΚηΤΓηСН = |
|
Γ |
Ε0 |
||
|
|
|
|
|
где эксергетические КПД: - котла ηΕΚ = ΕЭ Ε0 ;
- турбогенератора ηΕΤΓ = ΝΓ ΕЭ ; - собственных нужд ηΕСН = ηСН .
9. Удельный расход условного топлива на отпускаемую электроэнергию, кг.у.т./(кВт ч):
bΕΝ = 0,123ηΕΝ .
10. По результатам расчетов строим схему эксергетического баланса
(рис.4.2, а).
Теплофикационный режим
1.Химическая эксергия топлива, кВт:
Ε0 = ΒQΗΡ 103 .
2.Эксергетическая потеря в котле, кВт:
∆ΕΚ = ∆ΕG + ∆ΕΓΤ ,
где
|
|
|
|
|
|
|
|
QΤ |
|
S0 |
−SΠΒ |
|
|
|
|
|
||
∆Ε |
|
= Ε |
η |
|
− Q |
|
+ |
|
1 |
− Τ |
|
|
|
= Τ S |
−S |
D |
|
; |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
ΓΤ |
0 |
|
Κ |
|
Э |
|
ηСУ |
h 0 |
−h ΠΒ |
( 0 |
|
ΠΒ ) |
0 |
|
∆ΕG = (1−ηΚ )Ε0 .
3.Приращение эксергии пара в котле, кВт:
|
|
|
|
|
QΤ |
|
|
S0 −SΠΒ |
|
Ε |
|
= Q |
|
+ |
1 |
−Τ |
. |
||
|
|
|
|
||||||
|
Э |
|
Э |
|
ηСУ |
h 0 − h ΠΒ |
4.Потеря эксергии от неравновесного расширения пара в турбине, кВт:
∆ΕΤΓ = Τ (S0 −SΚ )εR D 0 ,
12
где εR =1−(αR +αΤ )(SR −SΚ )(S0 −SΚ ).
5.Потеря эксергии в конденсаторе равна нулю.
6.Эксергетический КПД энергоблока по отпуску электроэнергии и эксергии тепла при комбинированном энергопроизводстве:
|
|
Ε Ε Ε |
= |
(ΝΓ103 −ΝСН)+ΕΤ |
. |
|
|
ηΕ = ηΚηΤΓηСН |
Ε0 |
||
|
|
|
|
|
|
Здесь ηΚΕ , |
ηΤΓΕ , |
ηΕСН - эксергетические КПД: |
|
||
- котла ηΚΕ |
= ΕЭ |
Ε0 ; |
) |
|
|
- турбогенератора ηΤΓΕ = (ΝΓ +ΕΤ ηСУΕ |
ΕЭ , |
|
где эксергетическая производительность энергоблока по отпуску тепла, кВт:
|
|
SR −SД |
|
ηСУΕ |
|
|
ΕΤ = QΤ 1 |
+Τ |
|
; |
|||
|
||||||
|
|
h R −h Д |
|
|
эксергетический КПД сетевой установки определяется отношением эксергий тепла сетевой воды и теплофикационного пара и принимается в расчетах на
уровне ηΕСУ =0,60...0,65. На рис. 4.1 процесс подогрева сетевой воды изобража-
ется линией С1, С2.
7.Потеря эксергии в сетевой установке, кВт:
|
|
|
|
1 |
|
∆Ε |
|
= Ε |
|
|
−1 , |
|
ηСУΕ |
||||
|
СУ |
|
Τ |
|
и условно показана как площадка под изотермой Т с основанием (SC2, SR).
8.Эксергетический КПД собственных нужд (с учетом данных п. 3.2):
ηΕСН = ηСНψ СНΕ ,
13
где
ψ |
Ε |
|
+ |
ΕΤ10 |
−3 |
ΕΤ10 |
−3 |
. |
СН |
= 1 |
|
1+ |
ΝΓηСУΕ |
||||
|
|
|
ΝΓηСН |
|
9. Удельный расход условного топлива на отпускаемую электроэнергию и эксергию тепла при комбинированном их производстве, кг у.т./(кВт ч отпускаемой эксергии):
bΕΝ = bΕQ = 0,123ηΕ .
10. По результатам расчетов строим схему эксергетического баланса (рис. 4.2, б).
|
|
|
Пример расчета. |
|
|
|
|
||
|
|
Параметры цикла |
|
|
|
Таблица 5.1 |
|||
|
Параметры |
|
|
Характерные точки цикла |
|
|
|||
|
|
O |
R |
KS |
K |
K′ |
KH |
Д |
ПВ |
|
h, кДж/кг |
3443 |
2792 |
2004 |
2220 |
137 |
137 |
670 |
670 |
|
P, бар |
130 |
6 |
0,05 |
0,05 |
0,05 |
6 |
6 |
130 |
|
t, ОС |
540 |
174 |
33 |
33 |
33 |
33 |
159 |
159 |
|
S, кДж/кг К |
6,57 |
6,82 |
6,57 |
7,28 |
0,47 |
0,47 |
1,93 |
1,93 |
|
|
Пример расчета |
|
|
|
|
Таблица 5.2 |
||
|
|
|
NСН |
|
ЕТ |
N |
СН |
|
|
СН |
N |
|
∆ЕСУ |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
ηΕ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
СН |
|
|
|
|
NСН |
|
|
|
|
|
ηΕ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
NГ |
|
|
СУ |
|
|
|
ηΕСН |
|
ТГ |
|
∆ЕТГ |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ηΤΓΕ |
|
|
|
ТГ |
|
|
|
|
|
|
|
ΕΤ |
NГ |
|
|
|
|
|
|
|
ηΕСУ |
|
|
∆ЕТГ |
|
|
К |
ЕЭ |
|
∆ЕК |
|
|
|
|
ηΤΓΕ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
К |
ЕЭ |
|
|
∆ЕК |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
ηΚΕ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ηΚΕ |
|
Е0 |
|
|
|
|
|
Е0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
а) |
|
|
|
б) |
|
|
|
|
Рис.4.2 Схемы эксергетических балансов
14
п/п |
Наименование |
|
Обозн. |
Раз- |
Вел-на |
|
|
|
|
|
|
мер. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Конденсационный режим |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
1 |
Расход пара на турбину |
|
D0 |
кг/с |
46,02 |
|
2 |
Тепло, расходуемое на выработку электро- |
|
QЭ |
МВт |
127,61 |
|
|
энергии |
|
|
|
|
|
3 |
Тепло, отводимое к циркводе в конденсаторе |
|
QК |
МВт |
76,59 |
|
4 |
Тепло регенеративного подогрева питатель- |
|
QR |
МВт |
19,6 |
|
|
ной воды в деаэраторе |
|
|
|
|
|
5 |
Расход топлива на котел |
|
В |
кг/с |
5,96 |
|
6 |
Теплота топлива не используемая в котле |
|
QG |
МВт |
14,18 |
|
7 |
Расход электроэнергии собственных нужд на: |
|
|
|
1,292 |
|
|
• |
тягу и дутье |
|
NТД |
|
|
|
• |
топливоподготовку |
|
NТП |
МВт |
0,644 |
|
• циркуляционные и конденсатные насосы |
|
NЦН |
|
0,927 |
|
|
• |
питательные насосы |
|
NПН |
|
0,985 |
|
• |
итого собственных нужд |
|
NСН |
|
3,848 |
8 |
КПД по отпуску электроэнергии |
|
ηN |
|
0,325 |
|
9 |
Удельный расход условного топлива на от- |
|
bN |
кг.у.т/ |
0,378 |
|
|
пускаемую электроэнергию |
|
|
кВт ч |
|
|
|
|
Теплофикационный режим |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
10 |
Расход пара на турбину |
|
D0 |
кг/с |
55,11 |
|
11 |
Тепло, отпускаемое потребителям тепла |
|
QТ |
МВт |
45,83 |
|
12 |
Тепло, расходуемое на выработку электро- |
|
QЭ |
МВт |
106,99 |
|
|
энергии |
|
|
|
|
|
13 |
Тепло, отводимое к циркводе в конденсаторе |
|
QК |
МВт |
55,03 |
|
14 |
Теплота регенерации |
|
QR |
МВт |
14,08 |
|
15 |
Расход топлива на котел |
|
В |
кг/с |
7,18 |
|
16 |
Неиспользуемое в котле тепло |
|
QG |
МВт |
17,09 |
|
17 |
Расход электроэнергии собственных нужд на: |
|
|
|
1,547 |
|
|
• |
тягу и дутье |
|
NТД |
|
|
|
• |
топливоподготовку |
|
NТП |
МВт |
0,775 |
|
• циркуляционные и конденсатные насосы |
|
NЦН |
|
0,666 |
|
|
• |
питательные насосы |
|
NПН |
|
1,180 |
|
• |
сетевые насосы |
|
NСУ |
|
0,794 |
|
• |
итого собственных нужд |
|
NСН |
|
4,962 |
18 |
КПД по отпуску электроэнергии |
|
ηN |
|
0,379 |
|
19 |
КПД по отпуску тепла |
|
ηQ |
|
0,822 |
|
20 |
Удельный расход условного топлива на от- |
|
bN |
кг.у.т./ |
0,325 |
|
|
пускаемую электроэнергию |
|
|
кВт ч |
|
|
21 |
Удельный расход условного топлива на от- |
|
bQ |
кг.у.т./ |
0,139 |
|
|
пускаемое тепло |
|
|
кВт ч |
|
Эксергетическая эффективность энергоблока на конденсационном режиме
22 |
Химическая эксергия топлива |
Е0 |
МВт |
141,85 |
23 |
Неиспользованная в котле химическая эксер- |
∆ЕG |
МВт |
14,18 |
|
гия топлива |
|
|
|
15