ККД з виробництва електричної енергії у теплофікаційній турбіні вищий від ККД конденсаційної турбіни, що зумовлено зменшенням розсіюванням теплоти у конденсаторі

Відносне збільшення ККД теплофікаційної турбоустановки з виробництва електроенергії порівняно з ККД конденсаційної дорівнює:

. (5.28)

Очевидно, що при будь-якій величині відбору пари δη_ту^е > 0. Наприклад, для N_т = N_к і, відповідно, А_т = 1 та η_ту^к = 0.50, отримуємо відносне збільшення ККД δη_ту^е = 0.33. При більших значеннях А_т-відносне підвищення ККД ще більше.

Завдання №6

Зобразіть технологічну схему ТЕЦ з відборами та конденсацією, поясніть роботу схеми. Для цього використайте дані "h-s" діаграми робочого процесу для турбіни типу Т.

 

Виконання завдання:

Баланс потужностей у турбіні з конденсацією пари та її відбором дається двома рівняннями

; (5.29)

; (5.30)

; ;

; .

Величини N_в.т, N_н.т, N_т і N_к означають відповідно потужність, яку розвивають ЧВТ і ЧНТ турбіни (D_в.т = D₀; D_н.т = D_к) парою, яка йде у відбір і через всю турбіну в конденсатор.

На рис. 4.2а зображена найпростіша схема ТЕЦ з турбіною типу КО (конденсаційно – відбірною). Турбіни з відбором і конденсацією пари фактично є турбінами змішаного теплофікаційно-конденсаційного типу. Повністю комбіноване виробництво електричної енергії і теплоти здійснюється у теплофікаційних турбінах з протитиском (рис. 4.2, б).

Загальний тепловий баланс теплофікаційної турбіни (без втрат у конденсаторі Q_к = 0) має вигляд

.

Основною властивістю турбоагрегату з протитиском є безпосередня залежність виробітку електричної потужності N_е від пропуску пари через турбіну, тобто від витрати теплоти Q_т і пари D_т на теплового споживача.

, D₀ ≤ D_т. (5.31)

 

Ця властивість турбоагрегатів з протитиском обмежує їх застосування на ТЕЦ через те, що можливе зменшення споживання пари D _т через фіксовану потужність турбіни не дозволяє використати надлишок пари і виробити додаткову кількість електричної енергії.

 

Потрібна у цьому випадку компенсуюча електрична потужність значно ускладнює і робить всю установку дорожчою.

 

Витрати теплоти і пари на теплового споживача зв’язані рівнянням

, (5.32)

h_зк – ентальпія зворотного конденсату (який повертає споживач); вважається, що споживач повністю повертає конденсат.

Підставляючи у енергетичне рівняння турбіни з протитиском (5.31) величину D_т виражену з (5.32) через Q_т, отримуємо зв’язок між електричною потужністю турбіни N_е і витратою теплоти на зовнішнього споживача Q_т

,

Q_т вимірюється у ГДж/год. З цього співвідношення визначають важливий енергетичний показник – питомий виробіток електроенергії щодо теплового споживання, кВт·год/ГДж

. (5.33)

Цей показник характеризує відношення теплоперепаду пари у турбіні до теплоти, яка віддається відпрацьованою парою зовнішньому споживачу.

В залежності від початкових і кінцевих параметрів пари е_т = 50-10 кВт·год/ ГДж.

Цей показник можна також застосовувати до потоку пари відбору в турбіні з відбором і конденсацією, див. рис. 4.3.

У ТЕЦ, що використовують редукційно-охолоджуючий пристрій (РОП), див. рис.4.2, крім звичайних втрат тепла виникають ексергічні втрати (перетворення тепла у таку форму, коли воно недоступне для подальшого використання), див. рис. 4.4, що зв’язані з ростом ентропії частини пари m_t при її проходженні через РОП.

(5.34)

T₀ - температура довкілля. Використання РОП обумовлене необхідністю знизити тиск пари перед її подачею на теплофікаційне обладнання.

Процес розширення пари в паровій турбіні

Рис. 5.3.h, s-діаграма розширення пари в одноступінчатій паровій турбіні

P1 h1 s1 — тиск, ентальпія і ентропія пари на вході в турбіну

P2 h2 s2 — тиск, ентальпія і ентропія відпрацьованої пари на виході з турбіни;

1 — Розширення пари в турбіні;

2 — насичена права;

3 — вода в стані насичення (кипіння);

4 — ізотерма початкової температури;

5 — ізотерма кінцевої температури;

6 — ізобара початкового тиску ізобара кінцевого тиску;

7 — ізобара кінцевого тиску;

8 —критична точка;

9 — Крива постійної вологості пари.

 

Завдання №7

Порівняйте ККД турбін з виробництва електроенергії типу Т і К, використовуючи метод енергетичних коефіцієнтів. Поясніть суть енергетичних коефіцієнтів. Запишіть і поясніть відносну зміну цих ККД для турбін К і Т. Зобразіть і опишіть роботу технологічної схеми ТЕЦ з турбіною типу Р.

 

Виконання завдання:

Порівняння ККД з виробництва електроенергії турбінами типу Т і К доцільно виконати, користуючись методом енергетичних коефіцієнтів. ККД з виробництва електроенергії турбіною типу Т

. (5.35)

Прийнято, що η_м∙η_т = 1, тобто внутрішня потужність турбіни N_в = N_к + N_т; Q_ту^к – витрата теплоти на конденсаційний потік пари D_к. Позначивши А_т = N_т/N_к – енергетичний коефіцієнт пари відбору, що дорівнює відношенню потужностей пари відбору і конденсаційного потоку, з (5.25) отримуємо,

. (5.36)

η_ту^к = N_к/Q_ту^к – ККД конденсаційної турбоустановки при витраті на неї теплоти Q_ту^к = D_к·(h₀ – h_к'). Очевидно, що

, (5.37)