ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Источники экономии топлива при комбинированном производстве теплоты и электроэнергии из "Промышленные тепловые электростанции Учебник " Комбинированным производством электрической энергии и теплоты называют процесс, при котором теплота рабочего тела, отработавшего (частично или полностью) в тепловом двигателе (пар, газ и др.), используется для покрытия тепловых нагрузок как внешних, так и внутри-станционных. [c.19] Использование отработавшего пара (газа) для подогрева рабочего тела тепловых двигателей ТЭС называют регенерацией теплоты. Такая регенерация является по существу комбинированной выработкой электроэнергии на внутреннем тепловом потреблении. [c.19] Централизованное снабжение теплотой внешних потребителей от ТЭЦ на базе комбинированного производства теплоты и электроэнергии называют теплофикацией. [c.19] Рассмотрим теоретические основы энергетической эффективности комбинированной выработки теплоты и электрической (механической) энергии на установках с тепловыми двигателями. Начнем с простого случая идеальной паротурбинной установки, работающей по циклу Ренкина, который в Т, 5-диаграмме показан на рис. 2-1. [c.20] При выработке турбиной только механической энергии, когда пар расширяется до давления в конденсаторе (точка 8) , преобразованная в механическую энергию теплота измеряется площадью 2-4-5-6-8-2, а теплота, отданная в окружающую среду, — площадью 1-2-8-9-1. [c.20] Для возможности осуществления комбинированной выработки энергии теплота должна отпускаться потребителям при температуре, превышающей окружаюнгую среду, например Гд, так как только при этом она может быть использована потребителем. Соответственно должно быть повышено давление пара на выхлопе турбины . [c.20] Формула (2-1) справедлива длг ТЭЦ любого типа паротурбинных, парогазовых, газовых, атомных и др, и является исходной для построения любых методов расчета экономии топлива. [c.20] Если при выработке электроэнергии Э ТЭЦ отпускает внешним потребителям количество теплоты (измеряется площадью 10-3-7-9-10), то расход теплоты топлива в идеальной отдельной котельной (с к. п. д., равным 1) составит Зкот = Эв. п (при сопоставимых условиях). [c.21] Из формулы (2-3) видно, что в идеальной установке удельная экономия топлива. прямо пропорциональна удельной выработке электроэнергии на тепловом потреблении При этом она тем больше, чем ниже термический к. п. д. г] замещаемой установки, работающей по чисто силовому режиму, например КЭС. [c.21] Из формулы (2-2) также видно, что для определения тепловой экономичности ТЭЦ нельзя просто суммировать два вида ее продукции —-теплоту и электроэнергию Э + Qg ), хотя в системе СИ они и выражаются в одних и тех же единицах — джоулях, а во всех других системах единиц электроэнергия имеет однозначный тепловой эквивалент (например, 1 кВт-ч = 860 ккал и т. п.). [c.21] Формула (2-3) относится к идеальной установке. Для расчета экономии топлива, получаемой на реальных ТЭЦ, необходимо дополнительно учесть ряд- других факторов. Однако и для реальных установок главным, часто доминирующим фактором, определяющим экономию топлива, является удельная выработка электроэнергии на тепловом потреблении э . [c.21] Ф — доля возвращаемого потребителем конденсата (при отпуске теплоты через поверхностные теплообменники Ф = 1, когда потребитель полностью теряет конденсат ф = 0) к — энтальпия возвращаемого потребителями конденсата — энтальпия холодной воды, компенсирующей потери конденсата. [c.21] Для получения размерного значения надо безразмерное значение подсчитанное по формуле (2-7), умножить на размерный коэффициент 1163 = 10 /860 кВт-ч/Гкал, или 273 кВт -ч/ГДж. [c.22] При низких начальных давлениях пара и высоких давлениях в отборах перегрев пара снижает эффективность комбинированной выработки. [c.22] Сказанное относится и к эффективности промежуточного перегрева пара у теплофикационных турбин (пунктирный контур на рис. 2-2). При очень высоких начальных давлениях пара (24 МПа), правильно выбранном давлении промежуточного перегрева и низких давлениях отбора (0,07—0,2 МПа) промежуточный перегрев может дать некоторую экономию топлива. В других случаях промежуточный перегрев пара на ТЭЦ снижает экономию топлива. [c.22] Рассмотрим влияние изменения начальных и конечных температур цикла на эффективность комбинированной выработки. [c.22] Как известно из термодинамики, любой цикл теплового двигателя может быть заменен эквивалентным ему по к. п. д. циклом Карно, в котором температуры подвода и отвода теплоты определяются как средние для рассматриваемого цикла. При этом под средней температурой подвода или отвода теплоты для этого цикла понимаются отношения удельных количеств подведенной или отведенной теплоты к изменениям удельной энтропии рабочего тела в процессе подвода или отвода теплоты. [c.22] Отмеченное большое влияние снижения па комбинированную выработку электроэнергии объясняет большой эффект, даваемый ступенчатым подогревом сетевой воды в современных теплофикационных турбинах. [c.23] Вернуться к основной статье