7. Энергетические показатели турбоустановки и блока котел-турбина

7.1. Показатели турбоустановки

Удельный расход пара на турбину:

d_э = D / N_э = (313.1589·10³) / (75·10³) = 4,18 кг/кВт.

Удельный расход тепла на производство электроэнергии:

где: h_пв = h_пв5 – энтальпия питательной воды за подогревателем №5; Q_э = 795436,7 кДж/ч – расход тепла на производство электроэнергии.

Абсолютный электрический КПД турбоустановки:

.

Расход тепла в турбинной установке на выработку электроэнергии, без учета затрат тепла на подогрев химически очищенной воды, подаваемой в цикл паротурбинной установки для восполнения потерь:

Q_wэ = Q_э – D_дв·(h_пв – h_прир) = 667717,41·10³ – 6,26(1139,8 –

– 63,15)·10³= 660977,912 кДж/ч,

где h_прир – энтальпия охлаждающей воды, поступающей в конденсатор из внешнего источника водоснабжения, температура воды в котором принимается 15С и давление 2 бар (для всех вариантов), и тогда h_прир = 63,15 кДж/кг; D_дв – количество химически очищенной воды, подаваемой в цикл паротурбинной установки для восполнения потерь:

D_дв = 0,02·D = 0,02·313,1589 = 6,26 т/ч.

Удельный расход тепла на выработку электроэнергии (без учета расхода на собственные нужды):

q_wэ = Q_wэ / N_э = 660977,912·10³ / (75·10³) = 8813,039 кДж/(кВт·ч).

Коэффициент полезного действия турбоустановки по выработке электроэнергии:

7.2. Показатели работы блока котел – турбина

Коэффициэнт полезного действия блока по выработке электроэнергии без учета расхода на собственные нужды (брутто):

^бр_бл = _wэ·_тр·_ка.

_wэ = 0,4085 – см. выше; _ка = 0,93 – КПД котлоагрегата (приведен в задании).

КПД транспорта тепла (от котла до турбины):

_тр = Q_э / Q_ка,

Q_э = 667717,41·10³ – количество тепла, подведенного к турбоустановке (см. выше), кДж/ч. Q_ка – тепловая мощность котла, кДж/ч.

Q_ка = D_ка·(h_пе – h_пв),

где: h_пе – энтальпия перегретого пара на выходе котла, кДж/кг.

При параметрах пара перед турбиной р₀ = 80 бар, t₀ = 460C принимаются параметры его на выходе из котла:

р_пе = 1,13·p₀  117 бар;

t_пе = t₀ + 5C = 465C.

Тогда по табл. III [2] (или в прилож. 3) h_пе = 3284,4 кДж/кг, и при D_ка = 1,02·D = 1,02·3131,1589 = 319,42 т/ч;

Q_ка = 319,42·(3284,4– 1139,8)·10³ = 685028·10³ кДж/кг.

Тогда КПД транспорта тепла (от котла до турбины):

h_тр = = 0,975.

КПД блока по выработке электроэнергии без учета расхода на собственные нужды (брутто):

^бр_бл = 0,4085·0,975·0,93 = 0,3704 (37,04%).

КПД «нетто» при заданном расходе на собственные нужды р_сн = 7% (по заданию):

^нт_бл = (1 – р_сн / 100)·^тр_бл = (1 – 7 / 100)·0,3704 = 0,344 (34,4%).

Известно, что в общем случае КПД ТЭС по выработке электроэнергии определяется из выражения:

^нт = W_э / (В·Q_н),

где:

W_э – количество электроэнергии, вырабатываемой на ТЭС;

В – расход топлива;

Q_н – теплота сгорания топлива.

При этом произведение Q_н·^нт определяет количество химической энергии топлива, превратившуюся в электрическую энергию, и следовательно:

W_э = Q_н·^нт

Удельный расход условного топлива на выработку 1 кВт·ч электроэнергии определяется из соотношения:

б_у^нт = В / W_э = 3600 / (Q_н·^нт)

Тепловую экономичность ТЭС оценивают путем определения расхода условного топлива необходимого для производства 1 кВт·ч электрической энергии. Теплота сгорания 1 кг условного топлива – 29,3 МДж/кг.

Таким образом:

б_у^нт = 3600 / (Q_н·^нт) = 3600 / 29,3·^нт г/(кВт·ч).

б_у^нт = 122,87 / ^нт = 123 / ^нт г/(кВт·ч).

Определяем удельный расход условного топлива «нетто» на выработку 1 кВт·ч электроэнергии:

б_у^нт = 123 / ^нт_бл = 123 / 0,3 = 410,0 г/(кВт·ч).