2.3. Абсолютные и относительные показатели экономичности турбин и турбоустановок

В реальном процессе расширения пара при наличии различного рода потерь в проточной части турбины значение действительной работы L_т меньше теоретического значения. В h,s-диаграмме (рис. 2.4) теоретический и реальный процессы расширения представляются, соответственно, отрезками изоэнтропийного и реального (с ростом энтропии) расширения пара. При этом для характеристики реального процесса расширения ранее введено понятие использованного теплоперепада турбины H_i = h₀ - h_к, а для оценки совершенства проточной части турбины - относительный внутренний КПД турбины:

_oi = H_i/H₀. (2.10)

С учетом расхода пара G, кг/с _oi=N_i/N₀, где N_i=GH_i – внутренняя мощность, а N₀=GH₀ – теоретическая мощность.

Отношение использованного теплоперепада H_i к теплоте, подведенной 1 кг рабочей среды в котле, называют абсолютным внутренним КПД турбоустановки: _i=_t_oi. С учетом _мех относительный эффективный КПД турбины _oе=_oi_мех, а абсолютный эффективный КПД турбоустановки _е=_oе_t. В свою очередь, с учетом потерь в электрогенераторе, относительный электрический КПД турбоагрегата:

_oэ=_oе_эг=_oi_мех_эг. (2.11)

Тогда абсолютный электрический КПД

_Э =_oэ_t=_oi_мех_эг_t. (2.12)

Этот показатель свидетельствует о том, что для повышения экономичности паротурбинной установки следует увеличивать термический КПД цикла (за счет роста разности средних температур, определяющих процессы подвода теплоты в котле и отвода теплоты в конденсаторе), совершенствовать проточную часть турбины, а также сокращать потери механические и в электрическом генераторе.

Следует помнить, что абсолютные КПД (включая _t) характеризуют эффективность преобразования в цикле ПТУ теплоты в работу с учетом потери теплоты в конденсаторе турбоустановки, а относительные КПД (включая _мех,_эг, а также _к и _тр) характеризуют степень совершенства соответствующего оборудования электростанции. В табл. 2.1, помимо названных КПД, приведены выражения для определения следующих видов мощности: N₀ – теоретическая мощность турбоустановки; N_i – внутренняя мощность турбины; N_е – эффективная, а N_Э – электрическая мощности турбоагрегата. Номенклатура показателей экономичности для паровых турбин регламентирована ГОСТ 4.424-86.

Таблица 2.1. КПД и мощности турбин и паротурбинных установок

КПД	Относительный	Абсолютный	Мощность
Идеальной турбины	1	t	N0=GH0
Внутренний	oi	i=toi	Ni=GHi=GH0oi
Эффективный	oe=oiмех	e=toe	Ne=GH0oe
Электрический	oэ=oiмехэг	эт=tоэ	NЭ=GH0оэ