2. Показатели тепловой экономичности КЭС

ПОКАЗАТЕЛИ ТЕПЛОВОЙ
ЭКОНОМИЧНОСТИ КЭС
ТЕПЛОВАЯ ЭКОНОМИЧНОСТЬ КЭС
характеризуется:
z КПД
z удельным
расходом теплоты
z удельным расходом пара
z удельным расходом топлива
1
Схема простейшей идеальной паротурбинной
установки
p0,t0,h0
3
2
Lн
6
4
q1
рпв,hпв
1
Lт
q2
рк,h’к
pк,hк
t2в
5
t1в
Цикл простейшей идеальной
паротурбинной установки
p0
T
T0
d
K
0
x=
в
a
pп
Tкs
1
x=
Tпв
c
pк
b
T0s
f
1
e
2
s
ТЕРМИЧЕСКИЙ КПД
С помощью термического КПД оценивается
эффективность идеального цикла
ηt
H 0 = h0 − hкt
H Н = hпв − hк′
q0 = h0 − hпв
(
H0 − H Н )
=
q0
располагаемый теплоперепад турбоустановки
работа сжатия в насосе
тепло, подводимое к рабочему телу в котле
ОТНОСИТЕЛЬНЫЙ ВНУТРЕННИЙ КПД
С помощью относительного внутреннего
КПД оценивается эффективность реальной
турбины с учетом внутренних потерь в ней
Hi
η oi =
H0
H i = h0 − hк
действительный теплоперепад турбоустановки
АБСОЛЮТНЫЙ ВНУТРЕННИЙ КПД
С помощью абсолютного внутреннего КПД
оценивается эффективность реальной
установки с учетом внутренних потерь в
турбине
Hi
ηi =
= η 0 i ⋅η t
q0
АБСОЛЮТНЫЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КПД
(КПД ПАРОТУРБИННОЙ УСТАНОВКИ)
С помощью абсолютного электрического КПД
оценивается эффективность ПТУ с учетом
потерь в турбине и генераторе электрического
тока
Aэ
η Э = = η0 i ⋅ ηt ⋅ η М ⋅ η Г
q0
Характерные значения КПД
современных турбоагрегатов
z
η0i относит. внутренний 85 – 90 %
η М механический 98 – 99 %
z
η Г генератора
z
97 – 98 % (при воздуш. охлаждении)
98 – 99 % (при водор. охлаждении)
КПД ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ (БЛОКА)
С помощью КПД электростанции (блока)
оценивается эффективность всего процесса
преобразования энергии топлива в электрическую
энергию.
з СТ
Nэ
=
Qст
РАСЧЕТ КПД ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ
При определении КПД ТЭС учитываются
следующие потери теплоты и энергии:
в котлоагрегате;
z в трубопроводах;
z в турбоустановке
z
ηСТ = ηэ ⋅η тр ⋅ηКА
КПД котлоагрегата
ηКА
В расчетах принимают
QПЕ
=
Р
BQН
η КА ≈ 0,85 − 0,93
11
КПД трубопроводов
учитывает потери теплоты в трубопроводах в
окружающую среду
QТУ
η тр =
QПЕ
з тр ≈ 0,98 − 0,99
КПД ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ
Существуют два вида КПД электростанции
(блока):
z
КПД станции БРУТТО
zКПД
станции НЕТТО
КПД ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ
Если КПД станции (блока) не учитывает расхода
электроэнергии на собственные нужды
электростанции, то он носит название
КПД брутто («грязный»)
η
бр
СТ
= ηСТ
Расход электроэнергии на
собственные нужды электростанции
z
привод питательного и других насосов
(конденсатные, дренажны и др.)
z
общестанционные механизмы (дымососы,
вентиляторы и пр.)
z
электронагреватели, контрольноизмерительные приборы и аппараты (КИПиА),
приводы арматуры и т.п.
КПД ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ нетто
з
н
ст
N э − Δ N сн
=
Q ст
η = з (1 − в сн )
н
ст
бр
ст
Доля электрической мощности, расходуемая на
собственные нужды станции,
ΔN сн
β сн =
≈ 0,05 − 0,10
Nэ
Удельный расход теплоты на ТЭС
В системе СИ удельный
измеряется в единицах:
расход
теплоты
кВт теплоты сгоревшего топлива кВт
=
=1
кВт электрической мощности
кВт
q
бр
ст
=
1
η
бр
ст
Удельный расход пара на ТЭС
В системе СИ удельный расход пара измеряется
в единицах:
кг пара
кг
=
кВт электрической мощности кВт
D0
d0 =
Nэ
Удельный расход топлива
По выработке электроэнергии
b =b
бр
Э
выр
Э
B
B
=
=
=
бр
N э Qcт ⋅ з ст
B
1
⎡ кг ⎤
,
= р
=
бр
р
бр ⎢
⎥
Qн ⋅ B ⋅ з ст Qн ⋅ з ст ⎣ кДж ⎦
Удельный расход топлива
выр
Э
b
3600
= р бр ,
Qн ⋅ з ст
кг
⎡
⎤
⎢⎣ кВт ⋅ час ⎥⎦
Удельный расход топлива
По отпуску электроэнергии
нетто
Э
b
=b
отп
Э
3600
= р нетто ,
Qн ⋅ з ст
кг
⎡
⎤
⎢⎣ кВт ⋅ час ⎥⎦
Условное топливо
Это некое топливо с теплотворной
способностью 7000 ккал/кг (29308 кДж/кг).
Термин вводится для сравнения между
собой по показателям тепловой
экономичности различных электростанций.
Bусл ⋅ Q
р
н усл
= Bнат ⋅ Q
р
н нат
Удельный расход условного топлива
По выработке электроэнергии
3600
3600
0,123
выр
=
= бр ,
bЭ усл = р
бр
бр
Qн ут ⋅ з ст 29330 ⋅ з ст
з ст
По отпуску электроэнергии
отп
Эу
b
0,123
= нетто ,
з ст
кг
⎡
⎤
⎢⎣ кВт ⋅ час ⎥⎦
кг
⎡
⎤
⎢⎣ кВт ⋅ час ⎥⎦
Метод энергобалансов на примере КЭС
Q ПЕ
QТУ
N ЭВЫР
Δ QТР ;
BQ НР
η ТР =
6
Δ QК = ∑ Q j ; η КА
2
QПЕ
=
BQНР
QТУ
Q ПЕ
N
N ЭОТП
N СН ; η СН = ВЫР
NЭ
N ЭВЫР
Δ Q КОНД ; η Э =
QТУ
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 1 (50 баллов)
Вариант 1
1. Схема КЭС с промперегревом, процесс в h-s диаграмме, мощность турбины,
термический КПД цикла
2. Что входит в топливный тракт ТЭС?
3. Расшифруйте следующую аббревиатуру: ПТР-80/100-13,0/1,3/0,15
Вариант 2
1. Схема противодавленческой турбины, процесс в h-s диаграмме, мощность
турбины, термический КПД цикла
2. Что входит в состав тяго-дутьевой установки ТЭС?
3. Расшифруйте следующую аббревиатуру: ПТ-135/160-12,8/0,7
Вариант 3
1. Схема турбоустановки с теплофикационными отборами пара, процесс в h-s
диаграмме, мощность турбины, термический КПД цикла
2. Что входит в пароводяной тракт ТЭС?
3. Расшифруйте следующую аббревиатуру: ПР-30/40-9,0/1,2/0,12