Опорный конспект дисциплины «Источники и системы теплоснабжения предприятий», страница 21

Важным преимуществом паротурбинных ТЭЦ по сравнению с раздельным энергоснабжением является снижение уровня вредного воздействия на окружающую среду. Это обусловлено снижением потребления топлива при одинаковом производстве электроэнергии и теплоты в схемах комбинированного и раздельного энергоснабжения, что приводит к соответствующему снижению газообразных выбросов в атмосферу, включая парниковые газы, выбросов золы, тепловых сбросов в водоёмы, а также сокращению площадей под золоотвалами и т.п.

Годовые отчёты по эксплуатации ТЭЦ должны содержать основные технико-экономические показатели (ТЭП) за отчётный период. ТЭП производственно-отопительной ТЭЦ обычно получают в результате расчёта тепловой схемы, методика расчёта которой изложена в технической литературе[34]. К основным ТЭП относятся уже знакомые нам КПИТ и удельные расходы УТ на отпуск ЭЭ и ТЭ. Позднее будет представлено сопоставление основных  ТЭП паротурбинных, газотурбинных и парогазовых ТЭЦ.

2.1.2. Газотурбинные и парогазовые ТЭЦ

2.1.2.1. Газотурбинные ТЭЦ

Различают энергетические и транспортные ГТУ, разомкнутого и замкнутого цикла, одно- и многовальные. В промышленной энергетике нашли применение одно- и многовальные ГТУ разомкнутого цикла (связаны по воздуху и продуктам сгорания с окружающей средой), предназначенные для привода электрогенератора. На газотурбинных ТЭЦ (ГТ ТЭЦ) за газовыми турбинами ГТ устанавливают котлы-утилизаторы для выработки технологического пара и горячей воды.

Идеальный цикл и принципиальная тепловая схема газотурбинной ТЭЦ (ГТ ТЭЦ) приведены на рис. 2.4, а перечень основного оборудования и процессов представлен в подрисуночной надписи [4]. В идеальном цикле ГТУ (цикле Брайтона) в T,s-диаграмме удельный подвод теплоты q₁ в КС представляет собой площадь 1'-2-3-4'-1', удельный отвод теплоты в окружающую среду q₂ – площадь 1'-1-4-4'-1', а удельная работа цикла l_ц равна их разности, т.е. площади 1-2-3-4-1. В цикле ГТ ТЭЦ по сравнению с ГТЭС (газотурбинной электростанцией) выхлопные газы ГТ отводятся в котёл-утилизатор КУ (водогрёйный или паровой), отдавая на нагрев воды удельную теплоту q_ГТ (площадь 4-4'-5'-5-4), которая составляет значительную часть q₂, а их разность (q_УХ = q₂ - q_ГТ) отводится после КУ.

Рис. 2.4. Идеальный цикл и тепловая схема ГТ ТЭЦ

К – воздушный осевой компрессор (1-2 – адиабатный процесс повышения давления воздуха в К); КС – камера сгорания (2-3 – изобарный процесс подвода теплоты в КС); ГТ – газовая турбина (3-4 – адиабатный процесс расширения газа в ГТ); КУ – водогрейный котёл-утилизатор (4-5 – изобарный процесс отвода теплоты от выхлопных газов в КУ для подогрева воды в изобарном процессе b-c); СН - сетевой насос (a-b – адиабатный процесс повышения давления сетевой воды в СН)

В реальном цикле ГТУ, приведённом на рис. 2.5 без КУ, необходимо учитывать ряд потерь:

Рис. 2.5. Реальный цикл и энергетический баланс ГТ ТЭЦ

1.  Потери от необратимости процесса повышения давления («сжатия») воздуха в компрессоре К и расширения газа после камеры сгорания КС в газовой турбине ГТ (12-15 % при соответствующем отклонении процессов от адиабатных с возрастанием энтропии);

2.  Потери при сжигании топлива в КС (0,3-0,5 %), механические потери в К и ГТ (по 0, 5-1,0 %), потери в электрогенераторе (1,0-1,5 %). На рис. 2.5 эти потери объединены в Q. Обычно их учитывают соответствующими КПД: , ,  и .

3.  Потери теплоты с выхлопными газами ГТ - Q.

4.  Потери давления в комплексном воздухоочистительном устройстве КВОУ перед компрессором К () , в тракте от К до ГТ () и выхлопном патрубке ГТ с дымовой трубой (). Они увеличивают внутреннюю мощность К N и уменьшают внутреннюю мощность ГТ N, что приводит к уменьшению эффективной и электрической мощности ГТУ. Обычно, = = (0,01-0,015) р, а  = (0,03-0,05)р₂. В ГТУ с КУ  = (2,5-3,5) кПа.