Показники теплової економічності ТЕС
Економічність роботи ТЕС прийнято оцінювати витратами теплоти і палива на вироблення енергії і коефіцієнтами корисної дії, які поділяють на ККД брутто с, в якому не враховується витрата енергії на привід механізмів власних потреб, і ККД нетто сн - з урахуванням витрат теплоти і електроенергії на власні потреби . Розглянемо показники теплової економічності конденсаційних електростанцій (КЕС) і теплоелектроцентралей (ТЕЦ).
Конденсаційні електростанції. ККД КЕС
зн = Wе / Q з = Wе (В Qнр)
де В - витрата палива, кг;
Qнр - нижча теплота згоряння палива Q з, кДж / кг;
Q з - теплота підведена з паливом, кДж / кг.
Якщо відомі ККД котла до і турбоустановки т.у. то ККД електростанції:
де тр - ККД теплового потоку, що враховує втрати теплоти при русі пара від котла до турбіни (тр = 0.98-0.99).
Згідно з другим законом термодинаміки ККД електростанції менше 100%. Основна частина підведеної теплоти (близько 50%) втрачається в холодному джерелі - конденсаторі турбіни. Другим за величиною (5-10%) на 270С є втрати теплоти в паровому котлі, в тому числі 6-8% втрачається з йдуть з котла паровими газами.
В сучасних паротурбінних електростанціях ККД становить 32-37%. У деяких випадках досягає 42-43%.
ККД конденсаційної електростанції нетто. враховує власний витрата енергії.
де ЕСТ - частка власного витрати енергії електростанцією (ЕСТ = 0,04-0,06); WЕотп - електроенергія, відпущена споживачеві.
Поряд з ККД, показником теплової економічності конденсаційної електростанції служить питома витрата теплоти.
Якщо ЗС = 0,32 - 0,37, то qc = 2,7 - 3,1. Для окремих станцій qc = 2,4 - 2,6.
З рівняння (2.13) можна визначити питому витрату палива на вироблення 1 кДж або 1 кВтг електроенергії в кг / кДж або кг / (кВт · год).
У нашій країні прийнято оцінювати теплову економічність ТЕС витратою умовного палива (Qнр = 29,3 МДж / кг.), Тоді з останніх виражень одержуємо витрату умовного палива Вy в кг. (МДж або кг / (кВт · год).
В даний час на кращих ТЕС величина Вy складає 310-330 г / (кВт · год).
Теплоенергоцентралі. На ТЕЦ енергія палива використовується спочатку на виробництво електроенергії, а потім менш цінна теплота застосовується для потреб теплофікації. У цьому випадку в якості холодного джерела служать споживачі теплоти. Незважаючи на те, що температура відведення теплоти з циклу при цьому зростає, народногосподарський ефект по економії палива забезпечується зменшенням числа котелень, в яких необхідно було б спалювання палива при роздільному виробленню електроенергії на КЕС та теплоти в котельнях. Для ТЕЦ в якості показників теплової економічності застосовуються часткові ККД по виробленню електроенергії і теплоти
де Qотп - кількість теплоти, відпущеного споживачеві, кДж, ВЕ і ВТ - відповідно витрата палива на виробництво електроенергії і теплоти, кг або кг / с.
Витрата палива на ТЕЦ поділяють між виробленої електроенергією та теплом. Питома витрата умовного палива на вироблення 1 кВт електроенергії Вyе визначається з виразів (2.18.), В які замість ЗС підставляють зсе.
Середня витрата умовного палива на ТЕЦ становить 265 г / (кВт · год), що на 33% нижче, ніж в середньому по КЕС. Для порівняння енергоблок з конденсаційної турбіною Nе = 800 МВт має Вy = 326,9 г / (кВт · год), а c турбіною Nе = 200МВт-357г / (кВт · год).
Питома витрата умовного палива на вироблення одиниці палива для зовнішнього споживача ВyТ визначається з виразів (2.18.), В які замість ЗС підставляють ЗВТ
Для характеристики економічності ТЕЦ іноді користуються поняттям питомої вироблення на тепловому споживанні.
де Nт - потужність, що розвивається потоком пари, що йде а відбір; h0 і hт відповідно ентальпія свіжої пари і пари у відборі; hок - ентальпія конденсату, що повертається на ТЕЦ споживачем.
Числові значення Y знаходяться в межах 50 - 200 (кВт.год) / ГДж.