Экономическая эффективность использования турбин с комбинированной выработкой тепловой и электрической энергии. Принципиальная схема регулирования турбины с противодавлением, ее работа

31. Экономическая эффективность использования турбин с комбинированной выработкой тепловой и электрической энергии

Одним из показателей тепловой экономичности конденсационной ПТУ является удельный расход теплоты q_э на производство электрической энергии. Аналогичный показатель можно ввести и для теплофикационной ПТУ. Действительно, представим себе, что удельный расход теплоты для потока отбора G_T равен q₇, а для конденсационного потока G_K он равен q_K. Тогда удельный расход теплоты на выработку электроэнергии для теплофикационной турбины составит

q_э = (q_тР_т+q_кР_к)/(Р_т+Р_к) (1)

Из этой формулы видно, что q_э зависит прежде всего от соотношения q_т и q_к. Удельный расход теплоты q_к примерно вдвое больше, чем удельный расход q_т, так как конденсационный поток пара отдает более половины своей теплоты охлаждающей воде в конденсаторе, в то время как теплота потока отбора используется почти полностью. Именно по этой причине значение q_э для ПТУ с теплофикационной турбиной оказывается ниже, чем для конденсационной ПТУ. Выигрыш от использования теплофикационного отбора зависит не только от величин G_T и G_K, но и от соотношения мощностей Р_т и Р_к. Действительно, если отбор G_T мал, т. е. мала мощность Р_т, то даже при q_т ≥ q_к выигрыш будет мал. Наоборот, с ростом отношения Р_т/ Р_к выигрыш от комбинированной выработки энергии растет. Из формулы (1) также видно, что снижение давления отбора при фиксированном расходе G_T снижает удельный  расход теплоты,  так  как при этом растет мощность Р_т. Таким образом, показатель q_э в основном зависит от режима работы турбины и поэтому не может быть использован для оценки совершенства турбины и турбинной установки. Однако он удобен для определения изменения экономичности установки в зависимости от режима. Зная q_э, легко определить удельный расход, г/(кВт*ч), условного топлива для ТЭЦ:

b = 123q_э/ή_к ή_тр

где ή_к - КПД   котла; ή_тр - КПД трубопроводов

Важной характеристикой теплофикационной турбины является удельная выработка электроэнергии на тепловом потреблении χ = Э/Q_т, где Q_т - количество теплоты, отбираемой от турбины. Обычно при вычислениях количество электроэнергии измеряют в киловатт-часах, а теплоту - в гигакалориях (1 Гкал = 10⁹ кал). Чем выше удельная выработка на тепловом потреблении, тем более экономичным будет использование теплофикационной турбины. Величина χ зависит от режима работы, от параметров свежего и отбираемого пара, от совершенства тепловой схемы и проточной части турбины. Гарантийным показателем тепловой экономичности теплофикационных турбин является удельный расход пара d_Э, который в значительной степени зависит от режима работы турбины, в основном от размера отбора и давления в нем. Поэтому он используется для оценки качества конкретной турбины, но не может служить для сравнения совершенства различных теплофикационных турбин. Не следует думать, что при необходимости производить электроэнергию и отпускать теплоту установка теплофикационной турбины всегда дает экономию топлива. Связано это в первую очередь с тем, что во многих случаях тепловая нагрузка изменяется в течение