Метод коэффициентов полезного действия
Количество тепла, подведенное к паровой турбине:
кДж/кг.
Количество тепла, отведенное в конденсатор:
кДж/кг.
Термический КПД обратимого цикла Ренкина:
.
Термический КПД обратимого цикла Карно
.
Процесс расширения пара в турбине при обратимом процессе (без трения и других потерь), сопровождается совершением работы, соответствующей располагаемому перепаду значений энтальпии:
кДж/кг.
При
необратимом процессе работа турбины
составляет меньшую величину:
кДж/кг.
Работа, затрачиваемая на привод насоса при отсутствии необратимых потерь:
кДж/кг.
В
действительном процессе:
кДж/кг.
Работа обратимого цикла Ренкина:
кДж/кг.
Внутренний относительный КПД цикла Ренкина:
.
Внутренний абсолютный КПД цикла Ренкина показывает долю тепловой энергии, подведенной к рабочему телу, которая превращается в работу турбины:
.
Абсолютный
эффективный КПД турбины, т.е. доля
тепловой энергии, передаваемая
электрическому генератору:
.
Абсолютный электрический КПД турбогенетаторной установки
.
Он
не учитывает потери тепла в котлоагрегате
и паропроводах, соединяющих котлоагрегат
с паровой турбиной. При движении по
паропроводу из котельной к турбине пар
охлаждается вследствие тепловых потерь
через стенки паропровода. По известному
тепловому КПД паропровода можно найти
параметры пара на выходе из котла
(точка 0).
кДж/кг.
Падение
давления пара в паропроводе пренебрежимо
мало
и по таблицам свойств воды и перегретого
пара можно найти
,
.
°С,
кДж/(кг·К).
Часть теплоты, выделяющееся при сгорании топлива в топке парового котла, идет на нагрев воды и водяного пара, что характеризуется величиной его КПД. Поэтому энергия сгорании топлива может быть найдена по формуле:
кДж/кг.
Эффективный абсолютный КПД всей паросиловой установки:
,
отсюда
электрическая энергия, отдаваемая в
электрическую сеть на 1 кг сжигаемого
топлива:
кДж/кг.
Количество теплоты, выделяемое при сжигании топлива для выработки 1 кВт·ч (3600 кДж) электрической энергии
кДж/(кВт·ч).
Количество
условного топлива для этого:
кг,
где
кДж/кг
– удельная теплота сгорания условного
топлива.
Расчеты относительных значений энергии, отданной потребителям, и потерь тепла в каждом элементе ПСУ приведены в табл. 1.1.
Таблица 1.1
Энергия отданная потребителю в электрическую сеть |
|
0,2854 |
Потери тепла в котле |
|
0,1300 |
Потери тепла в паропроводе |
|
0,0087 |
Теплота, отданная холодному источнику (в конденсаторе) |
|
0,5309 |
Механические потери в турбине |
|
0,0330 |
Механические и электрические потери в электрическом генераторе |
|
0,0119 |
По результатам расчета строится диаграмма теплового баланса и в выводах предлагаются мероприятия по снижению потерь и повышению эффективности паросиловой установки.