Тепловые электрические станции

     

,

     а затем рассчитывается значение уточненного  расхода пара на подогреватель при  уточненной величине (порядок расчёта ПВД показан в Приложении 1).

     Расчет  смешивающих теплообменных аппаратов (расширителей, смешивающих ПНД и деаэраторов) осуществляется на основе совместного решения уравнений материального

     

и теплового  балансов

     где с индексами "вх" и "вых" обозначены входящие в аппарат и выходящие из него потоки;

 - КПД, учитывающий потери теплоты в теплообменнике

 

     При расчёте группы подогревателей низкого  давления (ПНД) уравнения теплового баланса составляются для всех теплообменников, составляющих систему регенерации низкого давления, включая подогреватели пара уплотнений, охладители эжекторов, смесители потоков конденсата и др. (см. Приложение 2)

     Если  отсутствуют детальные данные по схеме и величине перетечек пара в уплотнениях турбины, то приближенно можно принять, что примерно половина теплоты пара из уплотнений утилизируется в регенеративных подогревателях (  ) и деаэраторе, другая половина - в охладителе пара уплотнения и сальниковом подогревателе ( ), где .

     При расчёте нагрева воды в охладителях  эжекторов расход рабочего пара (обычно из деаэраторов) на эжекторы можно принять в размере около 0,3-0,5% от . 

     3.5. Определение расхода пара на турбину. 

     Расход  пара на турбоустановку можно определись из уравнения мощности

     

     где - электрическая мощность на клеммах генератора;

       электромеханический КПД турбогенератора;

      , - расход пара в -ый отбор турбины и коэффициент недовыработки для этого отбора;

      - приведенная относительная величина утечек пара через концевые уплотнения турбины

     В первом приближений можно принимать  (около 1.5% от ).

     В уравнение (3.1)  подставляют в относительных величинах, как , или в численном виде, если известно абсолютное значение этого отбора, например» на производство, на сетевые подогреватели и т.д.

     Решая (3.1), получим значение   , а затем - величины расходов пара в отборы и расход пара в конденсатор

     

     Для проверки правильности расчетов проверяется равенство заданной мощности турбины и суммы мощностей, развиваемых на отдельных потоках пара

     

, МВт

     Условие (3.3) должно соблюдаться с погрешностью не более 1%.

     В результате расчета тепловой схемы  ПТУ определяются ее технико-экономические показатели: суммарный и удельный расходы теплоты, электрический КПД установки. 

     4. Определение показателей экономичности работы 

     4.1. Конденсационная паротурбинная установка 

     В общем случае часовой расход теплоты  турбоагрегатов находится из уравнения

     

     где , , и - соответственно расход пара на турбоустановку, количество пара, поступающего на промперегрев и полученного в расширителе продувки, а также количество добавочной воды, восполняющей внутристанционные потери пара и конденсата;

      , и - энтальпия пара в расширителе продувки, питательной и добавочной воды;

      , и - энтальпия свежего пара перед турбиной, а также на выходе и входе в турбину в тракте промперегрева.

     Расход  теплоты на производство электрической  энергии

     

      - теплота, отпущенная от турбоустановки в виде пара внешним потребителям (на нагрев воздуха, сушку топлива, мазутное хозяйство и др.)

     

     где - сумма произведений расходов пара различным внешним потребителям на энтальпию пара отбора;

      - сумма произведений расхода конденсата, возвращаемого от потребителей пара, на его энтальпию;

       - теплота, отпущенная на отопление и горячее водоснабжение от отборов турбины

     

     где  - расход сетевой воды;

      , - температура сетевой воды за и перед сетевой установкой;

       - теплоемкость (изобарная) сетевой воды.

     Удельный  расход теплоты турбинной установкой на производство электроэнергии с учетом работы турбопривода питательного насоса (без учета расхода электроэнергии на собственные нужды)

     

     где , - мощность турбоустановки и турбопривода. Мощность турбопривода может быть рассчитана как

     

     Удельный  расход теплоты турбинной установкой без учета работы турбопривода питательного насоса

;

     КПД брутто турбинной установки

;

     КПД нетто турбинной установки

.

     Тепловая  нагрузка котлоагрегатов

, (4.5)

где     - производительность котлоагрегата;

      - количество продувочной воды  барабанного котла;

      , , - энтальпия свежего пара после котла, пара       

                                          промежуточного перегрева после  котла и перед ним 

       - энтальпия продувочной воды.

      Для определения  и оцениваются потери давления и снижение температуры (потеря теплоты) в паропроводах от котла до турбины.

      Величина  потерь теплоты при транспорте оценивается  КПД теплового потока (КПД трубопроводов)

.

     Часовой расход теплоты на КЭС (энергоблоком)

,

где  - КПД брутто котлоагрегата.

      Удельный  расход теплоты на производство электроэнергии

;

      КПД брутто КЭС по производству электрической  энергии

;

     КПД нетто КЭС (энергоблока)

     

,

где - коэффициент, учитывающий расход электроэнергии на

           собственные нужды станции (энергоблока)  /5/

     

;

, - количество электрической энергии, выработанной и потребленной энергоблоком на собственные нужды.

- доля энергии, потребленной  на собственные нужды, от выработанной.

      Удельный  расход теплоты нетто на КЭС

      Удельный расход условного топлива, кг , на отпущенную потребителю электроэнергию.

      Удельный  расход условного топлива на производство теплоты, отпущенной внешним потребителям

,

где  - коэффициент, учитывающий потери теплоты турбинной установкой, обусловленные отпуском ее внешним потребителям (потери теплоты подогревателями сетевой воды, паропреобразователями, паропроводами пара производственного отбора и т.п.). Величина этих потерь оценивается в пределах 1% , следовательно, = 0,99. 

     4.2. Теплофикационная паротурбинная  установка 

           Общий расход теплоты  на турбоустановку и на производство электрической энергии определяется из уравнений (4.1) и (4.2).

     Входящие  в эти уравнения величины вычисляются  по тем же зависимостям, что и  для конденсационного энергоблока. При определении количества теплоты, отпущенной с паром потребителям из производственного отбора , в уравнение (4.3) добавляется слагаемое расхода теплоты промышленным потребителям

     

,

где ,    - количество пара, отпущенного промышленным потребителям, и       

  возвращенного от них конденсата;

, , - энтальпия пара производственного отбора, возвращаемого с производства конденсата и добавочной воды.

КПД брутто теплофикационной турбинной установки по производству электрической энергии без учета расхода электроэнергии на собственные нужды и работы турбопривода питательного насоса

      Тепловая  нагрузка котлоагрегата  и КПД теплового потока находятся соответственно из выражений (4.5) и (4.6).

      КПД брутто ТЭЦ (энергоблока) по производству электрической энергии

      КПД нетто ТЭЦ (энергоблока) по производству электроэнергии (с учетом расхода  электроэнергии на собственные нужды)

      Удельный  расход условного топлива на электроэнергию, отпущенную от ТЭЦ (энергоблока)

      КПД брутто ТЭЦ (энергоблока) по производству теплоты

      Удельный  расход  условного топлива на ТЭЦ для производства теплоты внешним потребителям

 

Литература

     1. Рыжкин В.Я. Тепловые электрические  станции.- М.: Энергоатомиздат, 1987. – 328с.

     2. Тепловые и атомные электрические  станции /Под ред. В.А.Григорьева, В.М.Зорина.- М.: Энергоиздат, 1982. – 624 с.

     3. Тепловые схемы и показатели  теплофикационных паротурбинных  установок ТЭС и АЭС / Под ред. В.Ф.Жидких. – М.: Моск.энергет.ин-т, 1987. – 76 с.

     4. Нормы технологического проектирования  тепловых электростанций (НТПЭС-74). – М.: Энергия, 1974. – 81 с.

     5. Тепловые и атомные электрические  станции. Дипломное проектирование. Учебное пособие для вузов  / Под ред. А.М.Леонкова и А.Д. Качана. - Мн.: Высшая шк., 1990. – 336 с.

     6. Стерман  Л.С., Лавыгин В.М., Тишин С.Г. Тепловые и атомные электрические станции. Учебник для вузов – 2-е изд. перераб. – М.: Издательство МЭИ, 2000. – 408 с., ил.