CC BY
194
_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №5/2016 ISSN 2410-6070_
Определим удельный расход условного топлива с теплотой сгорания 29,31 кДж/г на единицу производимой электрической энергии, г/(кВт-ч) [3]:
,э В 3600 123 123 ллл
ЬЭ = — =-=-=-= 144 г/(кВгч);
у W3 29,31 • пс пЭ 0,855 ( );
ПЭ = пту • Птр • Ппг = 0,92 • 0,98 • 0,9 = 0,855.
Удельный расход условного топлива на единицу теплоты для внешнего потребителя определяется [4]:
,т В 1 0,0341 , w 34,1 , w
Ьэ = р т т = т г/кДж =-т-г/кДж = -^Кг/кДж« 39,2 кг/ГДж;
0нр.у • По 29,31 • По По По
пТ = пТу • Птр • Ппг = Пт • Птр • Ппг = 0,99 • 0,98 • 0,9 = 0,87.
Комбинированное производство тепловой и электрической энергии более экономично, так как обеспечивает уменьшение общего расхода топлива на выработку электрической энергии и теплоты. Это обусловлено тем, что теплота рабочего тела (водяного пара), имеющая высокий потенциал, сначала используется для выработки электроэнергии в турбогенераторах, а затем теплота отработавшего рабочего тела, имеющая более низкий потенциал, используется для централизованного теплоснабжения. При таком комбинированном использовании удельный расход теплоты на выработку электрической энергии получается значительно меньше, чем при раздельном получении электрической энергии и теплоты, когда теплота рабочего тела, отработавшего в турбине, отводится в окружающую среду. Список использованной литературы:
1. Энергетические показатели турбоустановок ТЭЦ. [Электронный ресурс] / Режим доступа: http://mylektsii.ru/8-114067.html.
2. Энергетические показатели ТЭЦ. [Электронный ресурс] / Режим доступа: http://studopedia.info/1-68044.html.
3. Гафуров А.М., Усков Д.А., Шубина А.С. Энергетическая установка на базе ГТУ НК-37 с двумя теплоутилизирующими рабочими контурами. // Энергетика Татарстана. - 2012. - № 3. - С. 35-41.
4. Тепловая экономичность и расход топлива на ТЭЦ. [Электронный ресурс] / Режим доступа: http://www.plysh.narod.ru/2.htm.
© Зайнуллин Р.Р., Галяутдинов А.А., 2016
УДК 621.165
Р.Р. Зайнуллин
ассистент кафедры «Промышленная электроника и светотехника» Казанский государственный энергетический университет
г. Казань, Российская Федерация А.А. Галяутдинов
ученик 10 класса МБОУ «Параньгинская средняя общеобразовательная школа»
Республика Марий Эл, Российская Федерация
ВЛИЯНИЕ НАЧАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ ПАРА НА ТЕПЛОВУЮ ЭКОНОМИЧНОСТЬ
ПАРОТУРБИННЫХ УСТАНОВОК
Аннотация
Рассматривается влияние начальных давлений и температуры острого пара на тепловую экономичность паротурбинных установок.
_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №5/2016 ISSN 2410-6070_
Ключевые слова
Начальные параметры пара, температура и давление, прочность металла, КПД цикла
Под начальными параметрами пара понимают температуру и давление пара перед турбиной и соответствующие им параметры пара на выходе из паровых котлов.
Повышение начальных параметров пара, позволяющее увеличивать КПД цикла и располагаемый теплоперепад, является одним из основных источников экономии топлива на электрических станциях. Технический прогресс на паротурбинных электростанциях в значительной мере проявлялся в повышении начальных параметров пара. Так, за прошедшие 65 лет начальное давление пара возросло с 1,5 - 2,0 МПа до 23,5 - 24,5 МПа, т.е. в 12 - 16 раз, начальная температура - с 350°C до 600°C, т.е. в 1,7 раза [1].
Повышение начальной температуры пара в цикле Ренкина практически ограничивается прочностными и технологическими свойствами металлов (технология изготовления), надежностью их в работе, а также экономическими условиями, их удорожанием с повышением температуры, в особенности при переходе от одного класса стали к другому, более современному. Так, до температуры 450°C возможно применение углеродистых сталей, до температуры 550°C - слаболегированных сталей перлитного класса, до температуры 660°C - сталей ферритно-мартенситного и аустенитного классов. Переход от каждого из этих классов стали, к следующему жаропрочному и жаростойкому сопровождается повышением их стоимости в 2 - 5 раз [2].
Необходимость перехода к другому классу стали, зависит также от давления пара. Повышение начального давления пара, как правило, способствует повышению КПД цикла водяного пара. Исключение составляет околокритическая область состояния пара, в которой может наблюдаться обратная зависимость -снижение КПД с ростом давления как насыщенного, так и перегретого пара при данной температуре [3].
Термодинамически наиболее эффективно одновременное повышение начальной температуры и начального давления пара. Если исходить из прочностных свойств металла, то при заданном классе (и марке) стали с повышением начальной температуры приходится снижать начальное давление пара, чтобы обеспечить необходимый уровень надежности оборудования. Такие парные значения начальной температуры и давления, соответствующие одинаковой прочности оборудования, можно назвать равнопрочными начальными параметрами пара. Причем с повышением температуры, с уменьшением плотности пара и ростом его удельного объема уменьшаются потери трения, увеличиваются высоты лопаток, уменьшаются относительные потери из-за протечек пара через зазоры турбинной ступени, снижается конечная влажность пара [4].
Повышение начального давления пара (при данной температуре) позволяет наряду с возможным улучшением тепловой экономичности электростанции увеличить мощность оборудования при допустимых его размерах. Увеличение плотности пара с повышением его давления позволяет существенно увеличить массовый его расход и совершаемую им работу в проточной части турбины, размеры которой ограничиваются конструктивными условиями. Но при этом возрастают потери из-за протечек через зазоры в турбинной ступени, и увеличивается конечная влажность пара [5].
При выборе оптимальных начальных параметров пара для всех конденсационных электростанций должны учитываться дополнительно влияния регенерации и промежуточного перегрева пара, расход энергии на привод питательного насоса, изменение стоимости оборудования, изменение надежности установки. В результате задача усложняется и превращается в комплексную технико-экономическую проблему.
Начальные параметры пара на теплоэлектроцентралях оказывают влияние, прежде всего, на удельную выработку электрической энергии на тепловом потреблении. Однако эта величина зависит также от давления регулируемого отбора пара.
Список использованной литературы:
1. Параметры пара. Промежуточный перегрев пара. [Электронный ресурс] / Режим доступа: http://www.plysh.narod.ru/3.htm.
2. Начальные параметры и промежуточный перегрев пара. [Электронный ресурс] / Режим доступа: http://vunivere.ru/work20121.
МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №5/2016 ISSN 2410-6070
3. Влияние начальных и конечных параметров водяного пара. [Электронный ресурс] / Режим доступа: http: //mini -driving-school .ru/atomna/besopass24.html.
4. Перегрев пара. [Электронный ресурс] / Режим доступа: http://studopedia.org/4-65346.html.
5. Гафуров А.М. Возможности использования органического цикла Ренкина для утилизации низкопотенциальной теплоты. // Вестник Казанского государственного энергетического университета. -2014. - №2 (21). - С. 20-25.
© Зайнуллин Р.Р., Галяутдинов А.А., 2016
УДК 621.165
Р.Р. Зайнуллин
ассистент кафедры «Промышленная электроника и светотехника» Казанский государственный энергетический университет
г. Казань, Российская Федерация А.А. Галяутдинов
ученик 10 класса МБОУ «Параньгинская средняя общеобразовательная школа»
Республика Марий Эл, Российская Федерация
ВЛИЯНИЕ КОНЕЧНЫХ ПАРАМЕТРОВ ПАРА НА ТЕПЛОВУЮ ЭКОНОМИЧНОСТЬ
ПАРОТУРБИННЫХ УСТАНОВОК
Аннотация
Рассматривается влияние конечных давлений и температуры отработавшего пара на тепловую экономичность паротурбинных установок.
Ключевые слова
Конечные параметры пара, температура и давление, охлаждающая вода
При одних и тех же значениях начальных параметров пара (температуры и давления) снижение конечного давления ведет к увеличению термического КПД цикла Ренкина, так как увеличивается располагаемый теплоперепад турбины. С другой стороны, снижение конечного давления ведет к снижению температуры отвода теплоты в паровом цикле, следовательно, увеличивается термический КПД цикла.
В паротурбинных установках температура отвода теплоты определяется температурой конденсации или давлением пара в конденсаторе. Давление в конденсаторе зависит от температуры и количества охлаждающей воды, температурного напора, удельной паровой нагрузки конденсатора и его эксплуатационного состояния (плотности системы, эффективности отсоса воздуха, чистоты поверхности охлаждения) [1].
Температура охлаждающей воды зависит от климатических условий, системы и источников водоснабжения станции (река, пруд, градирни и т. п.). Среднегодовая температура воды из рек Сибири составляет 4-6°С, Урала - 4-5°С, Центральных районов европейской части России 8,5-9,5°С [2].
При оборотном водоснабжении и охлаждении воды в градирнях, брызгальных бассейнах и других подобных устройствах температура охлаждающей воды составляет 15-25°С, соответственно этим температурам в конденсаторах паровых турбин теоретически можно поддерживать давление пара 2-4 кПа (0,02-0,04 кгс/см2) [3].
С понижением конечного давления значительно увеличивается адиабатный теплоперепад, уменьшается температура отвода теплоты, что приводит к уменьшению потери работоспособности от необратимого теплообмена в конденсаторе и повышению КПД турбины. Конечная температура пара современных крупных конденсационных турбоустановок изменяется в пределах от 22°С до 37°С. Снижение давления с 4 кПа до 2 кПа повышает термический КПД идеального цикла приблизительно на 4%, но при этом
