Этот этап расчета позволяет определить влияние любого изменяемого параметра режима работы ПГУ на топливные затраты. Таким образом, можно анализировать целесообразность внедрения технического решения, оценивать экономию топлива и определять срок окупаемости оборудования ПГУ.
Таблица 5. Сводка технико-экономических показателей утилизационной ПГУ
| № | Наименование величины | Обозна- чение | Способ определения |
| Относительный внутренний КПД ГТ с учетом охлаждения проточной части | ηOI ГТ | ηOI ГТ = (ℓт)ОХЛ / ℓт t | |
| Электрическая мощность газовой турбины, кВт | NЭ ГТ | NЭ ГТУ + NI К | |
| Внутренняя мощность газовой турбины, кВт | Ni ГТ | NЭ ГТ /(η М ГТ∙η Г ГТ) | |
| Абсолютный (термический) КПД обратимого цикла ГТУ | ηtГТУ | [(h3 – h4 t) – (h2 t – h1)] / (h3 – h2 t) | |
| Относительный внутренний КПД необратимого (реального) цикла ГТУ | ηi ГТУ | [(h3 – h4 t) ∙ ηOI ГТ – (h2 t – h1) / ηOI К] / [h3 – h2) / ηКС] | |
| Относительный эффективный КПД ГТУ | η ОЕ ГТУ | ηi ГТУ ∙ η М ГТУ | |
| Относительный электрический КПД ГТУ | ηОЭГТУ | ηiГТУ∙η М ГТУ∙η Г ГТУ | |
| Удельный расход условного топлива на ГТУ, г / (кВт∙ч) | (bТГТУ)У.Т. | 3600 ∙ (BУ.Т. ∙ 1000)/ NЭ ГТУ | |
| Коэффициент полезной работы (мощности) ГТУ | φ | NЭ ГТУ / NI ГТ | |
| КПД котла-утилизатора (коэффициент утилизации тепла уходящих газов ГТУ) | hКУ | (IД – I УХ) / (IД – I Г НВ) | |
| Внутренняя мощность паровой турбины, кВт | NiПТ | D0 ВД ∙ Hi1-14 + D СМ ∙ Hi15-19 + 2 ∙ (D0ЦНД/2) ∙ HiЦНД | |
| Электрическая мощность ПТУ (мощность на клеммах генератора), кВт | NЭПТУ | NiПТ ∙ hМ ∙ hЭГ | |
| Абсолютный электрический КПД ПТУ | hЭПТУ | NЭПТУ / QКУ | |
| Абсолютный электрический КПД паросиловой установки (КУ + ПТУ) | hЭПСУ | hЭПТУ ∙ hКУ | |
| Степень бинарности цикла ПГУ | s | (QКС1 + QКС2)/(QКС1 + QКС2 + Q1 КУ) | |
| Электрическая мощность ПГУ, кВт | NЭ ПГУ | 2×NЭГТУ + NЭ ПТУ | |
| Расход электроэнергии на с. н., кВт | NСНПГУ | 0,0155 ∙ NЭПГУ | |
| Абсолютный электрический КПД ПГУ (брутто) | (hЭПГУ)БР | NЭПГУ / [(NO КС 1 + NO КС 2) / hКУ] | |
| Абсолютный электрический КПД ПГУ (нетто) | (hЭПГУ)Н | (NЭПГУ – NСНПГУ)/ [(NO КС 1 + NO КС 2) / hКУ] | |
| Удельный расход усл. топлива на ПГУ, г/(кВт∙ч) | (bТПТУ)У.Т. | 122,8 / (hЭПГУ)Н где Q У.Т. = 29300 кДж/кг |
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 (продолжение)
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 (продолжение)
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 (продолжение)
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 (продолжение)
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 (продолжение)
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 (продолжение)
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 (продолжение)
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 (продолжение)
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 (продолжение)
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 (продолжение)
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Алгоритмы вычислений параметров газа по таблицам
Исходные данные.
Сжатие воздуха в компрессоре. Известно значение относительного внутреннего КПД компрессора – ηкoi.
Известны давление p1 и температура t1 в начальном состоянии и конечное давление p2. Процесс изоэнтропийный (s1 = s2 = const, т.е., ∆s = 0).
Расчет параметров в точке1.
1. Вычисляется фактическое относительное давление:
ε1 = p2 / p1. (2.1)
2. По таблицам определяются параметры точки 1 в функции от Т1 (или в функции от t1, что более удобнее):
h1, u1, π01, θ 01, s01 = f(t1). (2.2)
3. Вычисляется значение энтропии в точке 1:
s1 = s01 – R ∙ lnp1. (2.3)
4. Удельный объем газа в точке 1 по уравнению Клапейрона-Менделеева:
pv = RT → v1 = RT1 / p1. (2.4)
Расчет параметров в точке 2t.
5. По зависимости:
(p1 / р2)s = const = 1/ ε1 = π01 / π02 t
находим
π02 t = π01 ∙ ε1. (2.5)
6. По таблицам, интерполяцией, по значению π02t определяем необходимые параметры в точке 2t:
t2t,Т2t, h2t, u2t, θ 02t, s02t = f(π02 t). (2.6)
7. Вычисляется фактическое значение энтропии в точке 2t:
∆s = s2 – s1 = s02t – s01 – R ∙ ln(p2 / p1) = 0 → s2t = s1,
или по формуле:
s2t = s02t – R ∙ lnp2 . (2.7)
8. Удельный объем газа в точке 2t определяется из соотношения:
(v 1 / v 2t)s = const = θ 01 / θ 02 t → v 2t = v 1 ∙ (θ 02 t / θ 01),
или по формуле:
v2t = RT2t / p2. (2.8)
Здесь и далее, размерности:
t – 0C; T – K; p – бар; h – кДж/кг; v – м3/ кг;
s – кДж/(кг∙К); R – кДж/(кг∙К);
Расчет параметров в точке 2.
9. Удельная работа сжатия воздуха в компрессоре в обратимом процессе:
ℓк t = h2t – h1. (2.9)
10. Удельная работа сжатия воздуха в компрессоре в необратимом процессе:
ℓк = (h2 t – h1) / ηкoi. (2.0)
11. Параметры состояния воздуха в конце действительного процесса сжатия.
Энтальпия воздуха в конце сжатия
h2 = h1 + ℓк. (2.11)
По таблицам, по h2, интерполируя, находим t2 и s02.
12. Изменение энтропии может быть определено по соотношению
∆s = s2 – s1 = s02(Т2) – s01(Т1) – R ∙ ln(p2 / p1)
исходя из следующих соображений.
Учитывая, что в теоретическом адиабатном (обратимом) процессе
∆s = s2t – s1 = s02t – s01 – R ∙ ln(p2 / p1) = 0,
а в действительном адиабатном (необратимом) процессе:
∆s = s2 – s1 = s02 – s01 – R ∙ ln(p2 / p1),
получим, вычитая из последнего уравнения предыдущее:
∆s = s2 – s1 = s02 – s02t. (2.12)
Из этого выражения следует, что при одинаковом отношении давлений (p2 / p1), изменение энтропии в действительном процессе равно разности значений энтропий, соответствующих температурам газа в концах действительного и теоретического процессов.
13. Энтропия в конце действительного (необратимого) процесса сжатия в компрессоре:
s2 = s1 + ∆s. (2.13)
Рис. П 2.1. Цикл ГТУ со сгоранием при p=const в Т,s – диаграмме
ПРИЛОЖЕНИЕ 3
