Начальные параметры и промежуточный перегрев пара, страница 10

Сравним две энергетические установки: ТЭЦ более высоких параметров пара, оборудованную турбоагрегатами общей электрической мощности N_э, имеющими регулируемые отборы для внешнего потребления и конденсаторы, и ТЭЦ более низких параметров пара, имеющую турбины с противодавлением электрической мощностью . Заменяющей мощностью для второй, энергетически менее совершенной ТЭЦ, служит конденсационная мощность . Пусть конденсационная замещающая мощность N_КЭС производится с удельным расходом топлива b_КЭС, кг/(кВт×ч), теплофикационная выработка (на тепловом потреблении) — более совершенными турбоагрегатами мощностью с минимальным удельным расходом b_э, менее совершенными — с расходом , конденсационная выработка N_к — турбиной с отборами для внешнего потребителя с расходом b_к.

Расход топлива, кг/ч, на ТЭС с более высокими начальными параметрами пара, с турбоагрегатами с отбором на внешнего потребителя и с конденсацией пара

.

Расход топлива, кг/ч, на ТЭЦ с более низкими начальными параметрами с турбинами с противодавлением и дополнительной замещающей конденсационной мощностью  равен:

.

Перерасход топлива, кг/(кВт×ч), второй, менее совершенной установкой, если принять одинаковый удельный расход условного топлива на теплофикационную выработку электроэнергии в обеих установках , будет равен:

.

Заменяя  и  (э, кВт×ч/ГДж; Q_т, ГДж/ч), получаем, кг/ч:

Таким образом, перерасход топлива на ТЭЦ и замещающей КЭС зависит в основном от разности удельной выработки электроэнергии Dэ = э – э₀, разности Db = b_КЭС – b_э удельных расходов топлива на производство электроэнергии на КЭС и на ТЭЦ. Считая относительно малыми значения N_к и Db_к = b_к – b_КЭС, получаем приближенно разность расходов топлива, кг/ч:

.

Относительная разность расходов условного топлива сравниваемых установок на единицу тепловой энергии, затрачиваемой в турбоустановке на внешнего потребителя, составляет:

Значение Db_с существенно зависит от значений э и э₀.

При э₀ = 0, т.е. при отпуске теплоты менее совершенной установкой без выработки электроэнергии, придем к сравнению ТЭЦ и раздельной установки, в которой менее совершенная ТЭЦ заменена котельной установкой низкого давления, т.е. к полученной ранее формуле

.

Формулы (4.14) и (4.15) учитывают не только начальные параметры пара, но также и давление пара, отпускаемого потребителю, p_т, внутренний относительный КПД h_oi частей турбины, поскольку они влияют на выработку электроэнергии э и э₀ (рис. 4.12), а также на удельные расходы топлива b_э, b_к. Удельный расход топлива КЭС учитывает характеристику замещающей конденсационной мощности.

Рис. 4.12. Зависимость удельной выработки электроэнергии на тепловом потреблении э от конечного давления при различных начальных параметрах пара: 1 — 3,5 МПа, 435°C; 2 — 9 МПа, 535°C; 3 — 13 МПа, 565°C; 4 — 13 МПа, 565/565°C; 5 — 24 МПа, 580/565°C

При реальном сравнении установок для снабжения потребителей электрической и тепловой энергией в расчетах учитывают также значения КПД паровых котлов h_п.к, транспорта теплоты h_тр, установок отпуска теплоты h_т.

Зависимость энергетической эффективности теплофикационных турбоустановок от параметров пара. Тепловая экономичность и энергетическая эффективность ТЭЦ и теплофикационных турбоустановок существенно зависят от удельной выработки электроэнергии на тепловом потреблении э. Рассмотрим зависимость этой величины от значений параметров пара. Для теоретического процесса работы 1 кг пара в турбине можно написать:

где H_a = h₀ – h_т.а — располагаемый (теоретический) теплоперепад пара в турбине, кДж/кг; здесь h₀ и h_т.а — соответственно энтальпии пара в начале и конце расширения его в турбине, кДж/кг; q_т.а = h_т.а – h_о.к — теплота, отдаваемая отработавшим паром внешнему потребителю, кДж/кг; здесь h_т.а и h_о.к — соответственно энтальпии отработавшего пара и обратного конденсата от потребителя, кДж/кг.