Тепловая электростанция на базе ДВС: Методические указания к лабораторным работам, страница 3

Для быстроходных дизельных двигателей  = 28-36%, а для карбюраторных -  = 20-27%. Если учесть потери в электрогенераторе  , можно определить электрическую мощность электростанции, кВт:

                                                                                                      (10)

          Электрический КПД электростанции учитывает все виды потерь: тепловые, внутренние, механические и электрические:

                                                                                                            (11)

          Электрический КПД можно также представить в виде произведения коэффициентов, учитывающих все виды потерь:

                                                                                                     (12)

где   -термический КПД, учитывающий тепловые потери, а   - теоретическая мощность двигателя;  - внутренний относительный КПД, учитывающий внутренние потери необратимости термодинамических процессов;  - см. формулу (8);  - КПД электрогенератора (учитывает электрические потери).

          Кроме коэффициентов полезного действия технико-экономической характеристикой является удельный расход топлива. Например, удельный расход топлива на единицу эффективной мощности, кг/кДж:

                                                   .                                                             (13)

Для сравнительных экономических расчетов вводится понятие условного топлива, не существующего в природе, теплота сгорания которого   = 29300 кДж/кг. Его расход определяется из соотношения, кг/с:

                                                                                  (14)

Если учесть, что расход натурального топлива, кг/с:

                                                                                                 (15)

то,  с учетом выражений (14) и (15),  удельный расход условного топлива на  1 кВт.ч = 3600 кВт.с электрической энергии, кг/(кВт.ч):

                                                                              (16)

СХЕМА ЛАБОРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ

          Лабораторная теплоэнергетическая установка (ТЭУ) выполнена на базе тепловой электростанции ПЭС-15 (рис. 3). К энергоустановке 11 подводится топливо и необходимый для его сжигания воздух. Расход топлива измеряется расходомером 10. В энергоустановке используется синхронный трехфазный электрогенератор номинальной мощностью 12 кВт. Изменение электрической нагрузки генератора осуществляется ступенчато с помощью лампового реостата, который подключается пакетными выключателями 17. Для измерения электрической мощности служит киловаттметр  kW.

Рис. 3. Схема лабораторной установки и электрических подключений:

1 – дымовая труба; 2 – обратная сетевая вода; 3 – вентиль регулирующий; 4 – расходомер; 5 – основной сетевой подогреватель;  6 – прямая сетевая вода;  7 – тепловой потребитель; 8 – продукты сгорания топлива; 9 – система топливоподачи; 10 – топливный расходомер; 11 – тепловой двигатель; 12 – электрический генератор; 13 – потребитель электрической энергии; 14 – радиатор; 15 – вентилятор; 16 – циркуляционный насос охлаждающей жидкости; 17 – пакетный выключатель

ТЭУ имеет жидкостную систему охлаждения, состоящую из радиатора 14, осевого вентилятора 15 и циркуляционного насоса 16. Продукты сгорания 8 двигателя направляются в основной сетевой подогреватель 5, после чего отводятся в дымовую трубу 1. Нагретая в теплообменнике до необходимой температуры вода подается по линии прямой сетевой воды 6 к тепловому потребителю 7.

Сетевой подогреватель представляет собой цилиндрический горизонтальный рекуперативный (поверхностный) теплообменный аппарат. Нагреваемая вода проходит внутри латунных трубок, а дымовые газы – в межтрубном пространстве. Температуры прямой и обратной сетевой воды, а также продуктов сгорания и уходящих в дымовую трубу газов контролируются датчиками температуры.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1

1. ПОСТРОЕНИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ

ХАРАКТЕРИСТИК ЭНЕРГОУСТАНОВКИ

1.1. Цель работы