Организация производства и управление предприятием

Расходы пара и теплофикационных турбоустановок зависят не только от электрической мощности, но и от величины отборов пара и отпуска тепла. Расход пара на турбину с одним регуляторным отбором выражается зависимостью

До Дко утДт Дкх rкNэ утДт, кг/ч,

где Дко Дкх rкNэ – расход пара при конденсационном режиме

без отбора, кг/ч; Дкх – расход пара при холостом ходе без отбора, кг/ч;

rк – удельный прирост расхода пара при конденсационном ре-

жиме, кг/ч; Дт – отбор пара, кг/ч;

ут До Дко – коэффициент недовыработки мощности отбора; Дт

Nэ – электрическая мощность турбоустановки, кВт.

Полный расход тепла на турбоустановку с регулируемым отбором пара описывается формулой

Qту Qкх rкQ Nэ тQт, кДж/ч,

где Qкх rкQ Nэ – расход тепла при конденсационном режиме, кДж/ч; Qт – отпуск тепла из отбора турбины, кДж/ч;

hо hпв ут – коэффициент ценности тепла пара отбора;

hт hок

Qкх – расход тепла на холостой ход при конденсационном ре-

жиме, кДж/ч;

rкQ – удельный прирост расхода тепла, кДж/кВт ч.

Энергетическая характеристика турбины с двумя регулируемыми отборами (промышленным и отопительным) зависит от электри-

ческой мощности Nэ и отборов. Расход пара на такую турбину можно выразить формулой

До Дкх rкNэ упДп утДт,

30

где уп и ут – коэффициенты недовыработки паром промышлен-

ным и отопительного отборов.

Турбина с двумя отборами условно может заменяться фиктивной турбиной с одним производственным отбором Д. Отопительный от-

бор Дт направляется в часть низкого давления турбины и производит дополнительную мощность

в ступенях низкого давления турбины, кг/кВт ч; Нiнq – теплоперепад пара в этих ступенях.

Для турбины с фиктивной мощностью Nф расход пара

До Дкх rкNф упДп, кг/ч;

N – пропуск пара в конденсатор, кг/ч;

Дкф До Дп Дчсд ,

где Дчсд – пропуск пара через часть среднего давления турбины, оди-

наковый для действительной и фиктивной турбин.

Полный расход тепла на турбоагрегат с двумя теплофикационными отборами пара составит

Qту Qкх rкQ Nэ пQп тQт, кДж/ч,

где Qп и Qт – производственный и отопительный отпуск тепла;п и т – соответствующие коэффициенты ценности тепла. Расход тепла на производство электроэнергии составляет

Qтуэ Qкх rкQ Nэ (1 п)Qп (1 т)Qт.

31

Таким образом, центральное место в расходе тепла этой турбины занимает характеристика конденсационного режима

Qту Qко Qкх rQкNэ,

отвечающая нулевым значениям количества отпускаемого тепла:

Qп 0 и Qт 0.

Энергетическая характеристика гидроагрегатов представляет зависимость секундного расхода воды на турбину Qс от электриче-

ской мощности Nэ при заданном напоре Н:

Qс f (Nэ) при H = const.

Также на ГЭС находят применение эксплуатационные характеристики гидроагрегатов, отражающие зависимость электрической нагрузки от напора и расхода воды:

Nэ (Нр, Qс).

Такие характеристики строятся при разных значениях расхода воды.

4. ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС КЭС И ЕЕ КПД

Общий баланс тепла энергоблока КЭС имеет вид

Qс Nэ Nг Nм Qк Qтр Qпг Qт Qст,

где Qс – общий расход тепла топлива;

Nэ – электрическая мощность турбоагрегата;

Nг, Nм – потери мощности в электрическом генераторе и меха-

нические потери в турбине;

Qк – потери тепла в конденсаторе с охлаждающей водой; Qтр – потеритепла трубопроводамипри транспортепара иводы;

32

Qпг – потери тепла парогенератором;

Qт – отпуск тепла на отопление поселка;

Qст – потери тепла в системе транспорта и подготовки топли-

ва, не учитываемые тепловым балансом парогенератора. Все величины выражены в кВт или в ГДж/ч.

Без учета расхода тепла на бытовые нужды и отопление Qт и потерь тепла в системе топливоподготовки Qст тепловой баланс КЭС и энергоблока представляется в виде

Qс Nэ Nг Nм Qк Qтр Qпг Nэ Qту Qтр Qпг.

Представив внутреннюю мощность турбины в виде

Ni Nэ Nг Nм,

запишем

Qс Ni Qк Qтр Qпг.

Расход тепла пара на турбоустановку

Qту Ni Qк.

Тепло топлива Qс расходуется в парогенераторе:

Qс Qпг Qпг.

Баланс тепла в системе трубопроводов

Qпг Qту Qтр.

Экономичность КЭС рассчитывается по ее КПД

где Wг – годовое производство электроэнергии; Qст – годовой расход топлива.

33

КПД парогенератора

пг Qпг .

Qс

КПД транспорта тепла (трубопроводов) электростанции

тр Qту . Qпг

КПД турбоустановки

ту Nэ .

Qту

Общий КПД электростанции (энергоблока)

брс пг тр ту.

КПД нетто КЭС

нс Wэг гWсн Wэг (1 Wсн).

Q Qс

Экономичность работы турбоагрегата характеризуют относительные КПД:

внутренний

i Ni Hi ,

Na Ha

34

где Ni и Na – внутренняя мощность турбины с учетом потерь; Na – действительная мощность турбины;

Нi и Нa – теплоперепад в действительном и адиабатном (изо-

энтропичном) процессах.

КПД с учетом дросселирования

др Hа ;

Ha

внутренний относительный КПД

механический КПД турбины

м Ne ,

Ni

где

Ne Ni Nм,

Nм – механические потери турбины; Ne – эффективная мощность;

Ni Nэ Nм Ne – внутренняя мощность. Относительный эффективный КПД турбины

ое Ne .

Nа

КПД электрогенератора

г Nэ .

Nе

35

Относительный электрический КПД турбоагрегата

ое Nэ oi м г.

Nа

Термический КПД цикла

где

Qо iо iпв;

Qка iка ihк – потеря тепла в конденсаторе. Внутренний абсолютный КПД турбоустановок

i ту Hi oi г.

Qоэ

Абсолютный электрический КПД турбоустановки

э Hi м г i г м,

Qо

где Qо – расход тепла на турбину без учета работы питательного

насоса.

Абсолютный эффективный КПД турбоустановки

е HQi ом г oi м.

36

5. ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС ТЭЦ И ЕЕ КПД

Nэ (iо iiта ) iвoi м г Qт;

т ок

Nэ Ha oi м гQт,

qт

где Ha – адиабатный теплоперепад в турбине, кДж/кг;

qт (iт iокв ) – удельный расход тепла на внешнего потребите-

ля, кДж/кг.

Удельная выработка электроэнергии на тепловом потреблении

37

Полный расход тепла на турбину

Qту Dт(iо iокв ), кВт.

Внутренняя мощность турбины

Ni Dт(iо iэ) D(iо iта ) oi .

Внешний теплопотребитель

Qт Dт(iт iокв ),

тогда

Qту Dт(iо iт) Dт(iт iокв ) Ni Qт.

Турбины с конденсацией и регулируемым отбором. Расход пара определяется из уравнения энергетического баланса суммированием мощности части высокого давления до отбора:

Niвд Dо(iо iт)

и мощности части низкого давления после отбора:

Niнд Dк(iт iк);

38

КПД ТЭЦ по производству электроэнергии

Расход топлива на ТЭЦ

В Вэ Вт,

где Вэ – расход топлива на производство электроэнергии, кг/с; Вт – расход топлива на тепло внешнему потребителю, кг/с.

ВQрн ТЭЦэт Nэ Qто.

Расход топлива на производство электроэнергии

Расход топлива на внешнее теплопотребление

Вт оQттр .

Qн ТЭЦ

Экономия топлива на ТЭЦ

Вэк (ВКЭС Вкот) ВТЭЦ;

Вэк WТЭЦэ ( ВКЭС ВТЭЦэ ) Qвп(Вкот ВТЭЦт ),

где WТЭЦэ – годовая выработка электроэнергии на ТЭЦ;

– коэффициент, отражающий различный отпуск электроэнер-

гии от ТЭЦ и КЭС, необходимый для отпуска потребителям одинакового количества электроэнергии с учетом потерь в сетях;

Qвп – отпуск тепла внешним потребителям.

39