Определение мощности, развиваемой паровой турбиной.
Электрическая мощность, развиваемая паровой турбиной, равна сумме мощностей, развиваемых её ЧВД и ЧНД:
Мощность ЧВД турбины определяем по формуле
Так как из ЧНД паровой турбины производится отборы на регенеративные подогреватели, то её мощность может быть определена по следующему уравнению:
или
где
– коэффициенты недовыработки электрической
мощности за счёт отборов пара из турбины,
определяются по выражениям
Подставив
найденные значения
в (32), получим:
Определение расхода охлаждающей воды в конденсаторе паровой турбины
С термодинамической точки зрения конденсатор паровой турбины выполняет функции холодного источника, понижение температуры которого повышает термический КПД паротурбинных установок. Таким образом, в задачи конденсатора входят:
создание и поддержание необходимого разрежения в выхлопном патрубке турбины;
получение чистого конденсата для питания парогенераторов.
Расход охлаждающей воды, подаваемой в конденсатор, определяется из его уравнения теплового баланса. Пренебрегая теплообменом с окружающей средой, ввиду его незначительности, указанное уравнение можно записать
где
– расход охлаждающей воды;
– разность
температур охлаждающей воды на выходе
и входе в конденсатор.
Расход
охлаждающей воды при
составит
Определение показателей эффективности пгу
Количество теплоты, затраченное в циклах газо- и паротурбинных установок:
Суммарныезатраты теплоты составят:
Мощность парогазовой установки будет равна:
Термический КПД цикла ПГУ:
Расход топлива, подаваемого в ВПГ:
где
– КПД высоконапорного парогенератора.
Удельный расход топлива на выработку электроэнергии:
Учебно-исследовательский раздел
Влияние паровой регенерации на эффективность пгу.
В современных ПТУ средней и большой мощности в целях повышения их экономичности применяют широко развитую систему паровой регенерации с несколькими регенеративными отборами пара.
Для выяснения влияния паровой регенерации на эффективность рассматриваемой ПГУ произведём расчёт термического КПД цикла с последовательным отключением деаэратора, а затем ПНД. При этом будем считать, что параметры и мощность ГТУ остаются неизменными, а расход пара и мощность ПТ изменяются.
а)
отключён деаэратор (
).
В этом случае, как видно из рис. 2, в газовый подогреватель подаётся питательная вода с более низкой энтальпией ( ), значение которой определяется точкой 11.
Из уравнения (16) находим новый расход рабочего тела циркулирующего в цикле ПТУ:
По уравнению (28) находим долю отбора пара в ПНД:
Определяем расход пара на ПНД:
Мощность, развиваемая паровой турбиной состоит:
Количество теплоты, затраченной в цикле ПГУ:
Суммарное количество теплоты:
Мощность ПГУ:
Определяются энергетические показатели установки:
б)
отключены деаэратор и ПНД (
В рассматриваемом случае новый расход питательной воды и пара в цикле ПТУ составит:
При отсутствии отборов пара мощность ПТ будет равна:
Определяется затраченная в цикле ПТУ теплота:
Суммарное количество теплоты:
Мощность ПГУ:
Далее рассчитываются энергетические показатели установки:
Из сопоставления полученных результатов следует:
Эффективность ПГУ, определяемая термическим КПД, составляет 35,17 %, что несколько ниже термического КПД ПГУ с включённой паровой регенерацией, который в этом случае равен 35,01 %;
Отключение паровой регенерации приводит к значительному снижению мощности паровой турбины с
кВт до
кВт, при этом также уменьшается расход
топлива, сжигаемого в ВПГ с
кг/ч до
.
Однако, удельные расходы топлива
возрастают с
Рассмотрим случай при постоянном расходе пара в цикле ПТУ. Это условие в большей степени соответствует условиям работы реальных ПГУ.
В данном случае отключение паровых регенеративных подогревателей приводит к снижению температуры питательной воды на входе и выходе из газового подогревателя, а это в свою очередь способствует увеличению затрат теплоты на получение острого пара.
а) отключён деаэратор ( ).
При этом температура и энтальпия питательной воды на входе в ГП будут соответствовать точке 11 на рис. 2:
Из уравнения теплового баланса ГП
находим энтальпию:
и температуру питательной воды на выходе из него
Тогда теплота, затраченная в цикле ПТУ, составит:
Суммарное количество теплоты:
С
учётом
найдём
показатели энергетической эффективности
ПГУ:
б) отключены деаэратор и ПНД (
При этом температура и энтальпия питательной воды на входе в ГП будут соответствовать точке 10 на рис. 2:
Из уравнения теплового баланса ГП
находим энтальпию:
Определяется затраченная в цикле ПТУ теплота:
Суммарные затраты теплоты:
С учётом найдём показатели энергетической эффективности ПГУ:
Из сопоставления полученных результатов следует:
Эффективность ПГУ, определяемая термическим КПД, составляет 32,98 %, что ниже термического КПД ПГУ с включённой паровой регенерацией, который в этом случае равен 35,17 %;
Отключение паровой регенерации приводит к значительному увеличению расхода топлива, сжигаемого в ВПГ с кг/ч до
.
Однако, удельные расходы топлива
возрастают с
