5.2 Метод кпд

Рассчитываем следующие потоки теплоты: теплота, выделенная при сгорании топлива, превращенная в электроэнергию, отданная в конденсаторе, потери теплоты в котлоагрегате, в паропроводе, в генераторе электрического тока, механические потери и потери в насосе.

Количество удельной теплоты, воспринятое водой и паром в котлоагрегате определяется по зависимости:

Количество теплоты, выделившееся в котлоагрегате при сгорании топлива определим на основании заданного КПД котлоагрегата :

Теоретическую работу турбины и насоса, а также термический КПД цикла рассчитываем по зависимостям:

Потери теплоты в котлоагрегате:

Потери теплоты в паропроводе

Внутренний относительный КПД:

Эффективный КПД установки без учета потерь в электрогенераторе:

=0,93∙0,98∙0,97∙0,86∙0,4=0,3

Эффективный КПД установки с учетом потерь в электрогенераторе:

=0,93∙0,98∙0,97∙0,99∙0,86∙0,4=0,297

Теплота, превращенная в электроэнергию:

=3413,9∙0,297=1013,92 (кДж/кг)

Теплота, отданная в конденсаторе:

=2156,35-121,4=2034,95 (кДж/кг)

Работа действительного цикла:

=

=(3239,5-2156,35)-(128,8-121,4)=1075,75 (кДж/кг)

Эффективная работа:

=1075,75∙0,97=1043,48 (кДж/кг)

Потери механические в турбине:

=1075,75-1043,48=32,27 (кДж/кг)

Потери работы в генераторе электрического тока:

=1043,48-1013,92=29,56 (кДж/кг)

Уравнение теплового баланса паротурбинной установки

=

=1075,75+2034,95+238,9+72,3+32,27+29,56=3483,73

Приняв выделившуюся при сгорании топлива теплоту q за 100 %, на основании выполненных расчетов построим диаграмму распределения потоков теплоты (рис.3).

5.3 Удельный расход пара, теплоты и топлива

Удельный расход пара показывает, какое количество пара требуется пропустить через турбину, чтобы получить 1 кДж электрической энергии (1 кВтч = 3600 кДж):

, кг/кДж;

, кг/(кВтч).

Работа теоретического и действительного цикла рассчитывается:

=1245-6,6=1238,4 (кДж/кг)

=

=(3239,5-2156,35)-(128,8-121,4)=1075,75(кДж/кг)

Удельный расход теплоты паротурбинной установки показывает, какое количество теплоты кДж или кВтч необходимо затратить, чтобы получить 1 кДж или 1 кВтч работы:

; ;

где q и – удельный расход теплоты в теоретическом цикле и действительном цикле с учетом всех потерь;

– тепло, выделяемое в топке, кДж/ч;

– низшая теплота сгорания топлива, кДж/кг;

– количество топлива (расход), кг/ч;

– количество электроэнергии, вырабатываемой в течение часа в теоретическом цикле;

– количество электроэнергии, вырабатываемой в действительном цикле с учетом всех потерь.

Удельный расход топлива показывает, какое количество топлива необходимо для получения 1 кДж (1 кВтч) работы:

; , , кг/кДж;

, кг/(кВтч),

где b и b_e – удельный расход топлива в теоретическом цикле и в действительном с учетом всех потерь.