§ 2.2. Основные составляющие абсолютного кпд кэс

КПД КЭС (рис. 2.1) зависит от КПД турбоустановки , парового котла и соединяющих их трубопроводов пара и воды .

К ПД турбоустановки учитывает потери при дросселировании потока пара, в проточной части турбины, механические, в электрическом генераторе и потери в холодном источнике. Последние являются наибольшими в цикле паротурбинной установки и определяются термическим КПД .

Абсолютный электрический КПД турбоустановки

, (2.5)

где Q_ту – расход теплоты пара на турбо-установку, кДж/ч; N_э – электрическая мощность турбоустановки, кВт.

Значение КПД парового котла определяется суммой потерь теплоты (с уходящими газами q₂, химической q₃ и механической q₄, неполнотой сгорания топлива, в окружающую среду q₅, со шлаком q₆) и равно отношению тепловой нагрузки котла, т.е. теплоты, переданной питательной воде, и пару в поверхностях нагрева котла

,

к теплоте, полученной при сжигании топлива .

. (2.6)

Здесь:  – тепловая нагрузка парового котла, кДж/ч.

. (2.7)

Используя (2.6), (2.7), получаем следующее выражение для теплоты сожженного топлива

. (2.8)

Подставляя значение Q_с в выражение: , получаем

. (2.9)

Или

; (2.10)

Значения Q_ту, Q_пк и Q_c могут быть рассчитаны по следующим формулам:

Q_ту = 3600(N_э + N_г + N_м) + Q_к  = 3600N_i + Q_к,

где N_г – потери мощности в электрическом генераторе; N_м – механические потери турбины; Q_к – потери теплоты в конденсаторе; N_i и N_э – внутренняя и электрическая мощности турбины;

, (2.11)

где Q_тр – потери теплоты трубопроводами пара и воды между парогенератором и турбоустановкой;

, (2.12)

где Q_пк – потери теплоты в парогенераторе.

; ; .

Электрическая мощность N_э турбоустановки равна

, (2.13)

где _oi, _м, _г, – КПД: внутренний относительный турбины, механический турбины, механический электрического генератора; N_а – мощность турбины в идеальном процессе; _oе – относительный эффективный КПД турбины (_oе = _oi_м); _oэ – относительный электрический КПД турбины (_oэ = _oе_г).

Таким образом, абсолютный электрический КПД турбоустановки

. (2.14)

Или

, (2.15)

где  _t – термический КПД брутто турбоустановки.

и  – абсолютные КПД, характеризуют преобразование теплоты в работу в цикле. _oi, _oе, _oэ, _м и _г, а также _пк и _тр – относительные КПД, характеризуют степень технического совершенства оборудования ТЭС; _oi – характеризует совершенство проточной части турбины, входных и регулирующих устройств, т. е. энергетические потери.

Таким образом, КПД электростанции по производству электроэнергии (КЭС) зависит от термического КПД цикла и относительных КПД элементов оборудования: . Принимая: ; ; ; ; ; , получаем .

При осуществлении технологического процесса часть энергии расходуется внутри ТЭС (подготовка топлива, подача дутьевого воздуха, отвод дымовых газов, подача питательной воды, конденсата и охлаждающей воды конденсаторов и др.) в размере 46 % электроэнергии или около 1,52,5 % затрачиваемой теплоты топлива.

Если принять долю расхода электроэнергии на собственные нужды , то .