Показатели тепловой экономичности КЭС. Показатели тепловой экономичности ТЭЦ. Удельный расход теплоты по производству электрической энергии на ТЕЦ

Показатели тепловой экономичности КЭС:

1. термический КПД: ηt = (q0 - qk) / q0;

2. абсолютный внутренний КПД: ηi = ηt * ηoi;

3. КПД электростанции: ηст = Nэ / Qст;

4. удельный расход тепла на турбоустановку;

5. часовой расход условного топлива;

6. удельный расход условного топлива.

Показатели тепловой экономичности ТЭЦ.

Экономиность ТЭЦ характеризуется показателями тепловой экономичности: по производству электрической энергии и отдельно показателями экономичности по производству тепловой энергии. Для определения этих показателей необходимо общий расход теплоты разделить на доли, затрачиваемой на производство тепловой электрической энергии.

1. Электрический КПД ТЭЦ ηТЭЦ = NЭ /(Q0 - Qтп / ηтп );

2. КПД ТЭЦ ηст ТЭЦ = NЭ /(Q0 - Qтп / ((ηтп ∙ ηпот)));

3. Удельный расход теплоты по производству электрической энергии на ТЕЦ: qЭТЭЦ = (3600 * Q0 ТЭЦ) / NЭ;

4.Удельная выработка электрической энергии на тепловом потреблении: Э = NЭТЭЦ/(3600∙Qтп )* ηтп

Cпособы повышения тепловой экономичности ТЭС:

1. увеличение начальных и снижение конечных параметров рабочего тела, так как при этом возрастает полезная работа и уменьшается отвод теплоты в холодном источнике;

2. осуществление промежуточного перегрева пара, что означает подвод дополнительной теплоты в горячем источнике без увеличения отвода теплоты в холодном источнике;

3. регенеративный подогрев питательной воды парогенератора отбираемым из турбины паром, что приводит к уменьшению расхода пара в конденсатор и, следовательно, к снижению потерь теплоты в холодном источнике

Удельный расход пара - это расход свежего пара на единицу произведенной электроэнергии, кг/кВт•ч.

Удельный расход теплоты - это расход теплоты топлива на единицу произведенной электроэнергии. Данная величина является безразмерной.

Уудельный расход топлива - это расход топлива на единицу произведенной электроэнергии, г/кВт•ч, (г – 1 грамм топлива).

Коэффициент теплофикации - это доля суммарной тепловой нагрузки ТЭЦ, покрываемая за счет отборов турбин.

Показатели общей экономичности электростанций:

Структура себестоимости энергии.

Выработка электрической энергии на тепловом потреблении

Тепловая экономичность КЭС характеризуется значениями КПД, удельного расхода теплоты и условного топлива. На обычных ТЭС удельный расход условного топлива является основным показателем.

Показатели:

Термический КПД:

ηt=(q0-qk)/q0 где qk-тепло отведенное в конденсатор

q0 - вся подведенная теплота

Для простой установки работающий по циклу Ренкина

ηt=((h1 - h4 )-(h2 - h3 ))/(h1 - h4 )

С помощью термического КПД оценивается эффективность идеального цикла (когда используется весь располагаемый перепад энтальпии). В реальных условиях из-за потерь энергии в проточной части турбины, во входных и регулирующих устройствах, с выходной скоростью, а также из-за протечек пара через уплотнения используется лишь часть этого перепада Hi.

Ha = h1 – h2 – располагаемый теплоперепад

Hi = h1 – h2’ – сработавший теплоперепад

ηoi = Hi/Ha – внутренний относительный КПД

ηoi = 0,8 – 0,9

Абсолютный внутренний КПД:

ηi= ηt * ηoi

Механические потери и потери в генераторе характеризуются механическим КПД и КПД генератора (ηм и ηг). Из общего количества теплоты q0 подведенной к 1 кг. пара в реальном цикле вырабатывается электроэнергия определяемая произведением

Lэ = q0ηt * ηoi * ηм * ηг

ηэ = Lэ / q0 = ηi * ηм * ηг – абсолютный электрический КПД.

ηм = 0,98-0,99;

ηг = 0,97-0,98;

ηэ = 0,45-0,48;

ηэ = Nэ / Q0

Nэ – электрическая мощность электроустановки

Q0 - количество тепла подведенного с паром в турбину в единицу времени кДж/ч

КПД электростанции:

ηст=Nэ / Qст

Qст = Q0 / ηкот – тепло вырабатываемое станцией

Q0 = D0 * (h0 - hпв)

D0 – общий расход свежего пара

ηкот = ηку * ηтр, где ηку – КПД котельной установки,

ηтр – КПД трубопроводов

ηстбр = Nэ/Qст - КПД электростанции брутто

ηстн=(1 - βсн) * ηстбр - КПД электростанции нетто

βсн =5 – 7% - расход на собственные нужды

Удельный расход тепла на турбоустановку:

qэ = 3600 * Q0 / Nэ = 3600 / ηэ , кДж/(кВт•ч)

qст =3600 * Qст / Nэ = 3600 /(ηстн ), кДж/(кВт•ч) – удельный расход тепла на станцию.

Удельный расход условного топлива определяется из теплового баланса станции

B * Qрн = 3600 * Nст / ηст где В – часовой расход топлива, кг/с;

Qрн – низшая теплота сгорания топлива, кДж/кг

b = 3600/(Qрн * ηст ) - удельный расход натурального топлива, кг/кВт•ч

Qр ун = 29300 кДж/кг → bу = 3600 / (29300∙ηст )=0,123 / ηст - удельный расход условного топлива

b(я.т.) = 0,0537 / ηст , г/МВт•ч – для ядерного топлива

Показатели тепловой экономичности ТЭЦ и АТЭЦ.

Тепловая экономичность ТЭЦ характеризуется показателями тепловой экономичности: по производству электрической энергии и отдельно показателями экономичности по производству тепловой энергии. Для определения этих показателей необходимо общий расход теплоты разделить на доли, затрачиваемой на производство тепловой электрической энергии. По принятому в нашей стране методу на долю теплового потребителя относится отпуск ему теплоты с учетом потерь при производстве и транспортировке. Соответственно на долю электрического потребителя относят всю остальную теплоту соответствующую электрическому КПД ТЕЦ который находится по следующей зависимости:

ηТЭЦ = NЭ /(Q0 - Qтп / ηтп ) где QТП – тепло отпущенное тепловому потребителю;

ηТП – КПД отпущенное тепловому потребителю;

Q0 – общее количествово тепла.

КПД электростанции определяется следующим образом:

ηст ТЭЦ = NЭ /(Q0 - Qтп / ((ηтп ∙ ηпот))) где ηпот – коэффициент учитывающий потери теплоты

Удельный расход теплоты по производству электроэнергии и теплоты определяется по следующим зависимостям:

Удельный расход теплоты по производству электрической энергии на ТЕЦ:

qэ ТЭЦ = (3600 * Q0 ТЭЦ) / NЭ

Общий расход теплоты по производству электрической энергии для условий когда тепловому потребителю отдается теплота, только с отработавшего в турбине пара определяется из уравнения:

Q0 ТЭЦ = Q0 - Qтп / ηтп

Q0 ст = Q0 - Qтп / ((ηтп ∙ ηпот))

Для противодавленческих турбин электрический КПД имеет вид: