Принципиальные схемы источников энергии и их практическая реализация нацелены на снижение удельных затрат условного топлива при производстве как электрической, так и тепловой энергии.
Известны и технически реализуются (на стадии проектирования) следующие основные способы увеличения КПД ТЭС:
- повышение параметров пара перед турбиной приводит к увеличению его потенциальной энергии, которая может быть использована для совершения механической работы. Применение этого способа ограничивается тем, что конструкции установки при высоких температурах теряют прочность:
- понижение давления пара в конденсаторе увеличивает располагаемый перепад давлений пара на её входе и выходе, что также приводит к увеличению КПД. Для достижения этой цели в конденсаторах обеспечивают глубокий вакуум. Достичь глубокого вакуума можно снижением температуры охлаждающей воды, за счёт более глубокого охлаждения циркводы в градирнях.
Другим способом понижения давления пара в конденсаторе является очистка внутренних поверхностей его трубок от отложений. Очистка трубок позволяет не только повысить КПД за счёт снижения давления пара в конденсаторе, но и снизить затраты электроэнергии на работу циркуляционных насосов.
- промежуточный перегрев пара на КЭС позволяет повысить коэффициент заполнения термодинамического цикла без существенного увеличения температуры и давления пара. Кроме того, снижается конечная влажность пара перед турбиной, что положительно сказывается на её внутреннем относительном КПД и КПД паротурбинной установки в целом.
Для характеристики экономичности ТЭЦ используют два абсолютных КПД: КПД выработки электроэнергии и КПД выработки теплоты. Они вычисляются соответственно как отношения количества выработанной электрической или тепловой энергии к количеству теплоты, затраченной на выработку каждого из видов энергии. Электрический КПД паротурбинных электростанций составляет 35-43%.
Регенеративный подогрев воды, поступающей на питание котла. Регенерация (восстановление, возрождение) в теплотехнике означает возвращение теплоты уходящих из установки продуктов для подогрева исходных веществ. На современных электростанциях имеется несколько подогревателей, использующих пар из нескольких отборов. Подогреватели, в которых используется пар из последних отборов турбины, имеющих низкое давление, носят название подогревателей низкого давления (ПНД),а подогреватели, использующие пар высокого давления из начальных отборов, называются подогревателями высокого давления (ПВД).
На эксплуатируемом источнике энергии основу энергосбережения составляет рациональное управление энергетической нагрузкой при нестационарных режимах работы. Существуют несколько типовых ситуаций приводящих к перерасходу топлива в котлах по сравнению с номинальными режимами работы:
- необходимость кратковременного повышения мощности на ТЭЦ;
- управление работой ТЭЦ во время провалов (суточного снижения) нагрузки;
- остановы и пуски ТЭЦ.
Энергоэкономичными способами кратковременного увеличения мощности на ТЭЦ являются:
- форсирование котла и выработка пара сверх номинальной;
- повышение начальных параметров пара в допускаемых пределах;
- увеличение расхода пара посредством впрыска питательной воды;
- углубление вакуума в конденсаторе турбины;
- отключение части регенеративных подогревателей питательной воды;
- перевод питания котла с парового привода на электропривод.
Возможности форсирования зависят от допустимого тепловосприятия поверхности нагрева, возможности подавать в турбину дополнительное количество пара, состава и качества сжигаемого топлива, наличия запаса по подаче тягодутьевых машин и др.
Режим форсирования допускается только по согласованию с заводом-изготовителем.
