9. Проаналізуйте залежність різниці витрат теплоти на виробництво електроенергії в конденсаційній та теплофікаційній турбінах від величин виробітку електроенергії та відбору пари.

У відповідності з фізичним методом розподілу витрати теплоти між електричною і тепловою енергіями, витрата теплоти на виробництво електроенергії дорівнює

.

Зі збільшенням віддачі теплоти Q_т повна витрата теплоти Q_ту зростає, а витрата теплоти на виробництво електроенергії зменшується, що супроводжується зменшенням втрат теплоти в конденсаторі турбіни. Це випливає безпосередньо зі співставлення рівнянь загального балансу теплоти турбін типів КО і К

; .

Різниця ΔQ_ту = Q_ту^к – Q_ту^е = Q_к^к – Q_к = ΔQ_к, тобто різниця витрат теплоти на виробництво електроенергії в конденсаційній і теплофікаційній турбоустановках дорівнює зменшенню втрати теплоти в конденсаторі турбіни (в охолоджувачі)

, q_к = h_к - h'_к.

Значення ΔQ_ту = ΔQ_к тим більше, чим більший відбір пари D_т і чим менші коефіцієнти у_т і ξ_т, тобто чим більший виробіток електроенергії парою відбору.

Для турбін з протитиском Q_к = 0 і ККД з виробництва електроенергії

.

Для ідеального турбоагрегату без механічних і електричних втрат η_ту^е = 1

10. Порівняйте величини ккд виробітку електроенергії теплофікаційною та конденсаційною турбінами за методом енергетичних коефіцієнтів. Поясніть смисл енергетичних коефіцієнтів

Порівняння ККД з виробництва електроенергії теплофікаційною і конденсаційною турбоустановками доцільно виконати, користуючись методом енергетичних коефіцієнтів. ККД з виробництва електроенергії турбоустановкою типу КО

.

Тут прийнято, що η_м∙η_т = 1, тобто внутрішня потужність турбіни N_г = N_к + N_т; Q_ту^к – витрата теплоти на конденсаційний потік пари D_к.

Тоді:

.

η_ту^к = N_к/Q_ту^к – ККД конденсаційної турбоустановки при витраті на неї теплоти Q_ту^к = D_к·(h₀ – h_к'); D_к – витрата наскрізного конденсаційного потоку пари у турбіні;

А_т = N_т/N_к – енергетичний коефіцієнт пари відбору, який дорівнює відношенню потужностей пари відбору і конденсаційного потоку.

Очевидно, що

,

ККД з виробництва електричної енергії у теплофікаційній турбіні вищий від ККД конденсаційної турбіни, що зумовлено зменшенням втрати теплоти у конденсаторі завдяки споживанню тепла спрацьованої пари.

11. Запишіть та поясніть загальне співвідношення між абсолютним електричним, електричним та тепловим ККД ТЕЦ. Чи характеризує абсолютний електричний ККД ПТУ ефективність комбінованого виробництва електроенергії?

Вважаючи корисно виробленою на ТЕЦ лише електроенергію, отримаємо абсолютний електричний ККД для турбоустановки:

.

Прийнявши η_ту^т = η_т = 1, див. ), і позначивши частку теплоти, яка затрачається у турбоустановці на зовнішнього споживача,

; .

знайдемо співвідношення між означеними вище ККД теплофікаційної турбіни і .

Отже, загальне співвідношення між цими трьома ККД має вигляд

.

Якщо відомо β_т і один з ККД, то інший можна визначити з першого рівняння.

При конденсаційному режимі обидва ККД співпадають при роботі з протитиском ККД η_ту^е.т = η_ту^е = 1.

ККД η_ту^е.т зростає приблизно лінійно із збільшенням α_т. ККД η_ту^е зростає спочатку повільно, потім все швидше, досягаючи значення ККД η_ту^е.т при α_т = 1

ККД η_ту^а неперервно знижується із збільшенням α_т від значення ККД турбоустановки типу К до меншого значення цього ККД для турбоустановки типу Р. Отже, абсолютний ККД турбоустановки не характеризує ефективність комбінованого виробництва електричної енергії та теплоти і не повинен використовуватися з цієї метою.