CC BY
116
_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №5/2016 ISSN 2410-6070_
УДК 621.311
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
ПОКАЗАТЕЛИ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ТЕПЛОЭЛЕКТРОЦЕНТРАЛИ
Аннотация
Рассматриваются основные показатели энергетической эффективности теплоэлектроцентрали по выработке электроэнергии на тепловом потреблении.
Ключевые слова
Теплоэлектроцентраль, коэффициент полезного действия, расход топлива
Теплоэлектроцентраль (ТЭЦ) является разновидностью тепловой электростанции, которая не только производит электроэнергию, но и является источником тепловой энергии в централизованных системах теплоснабжения (в виде пара и горячей воды, в том числе и для обеспечения горячего водоснабжения и отопления жилых и промышленных объектов).
На ТЭЦ устанавливают теплофикационные турбины с регулируемыми отборами пара, которые позволяют забирать часть тепловой энергии пара после того, как он выработает электрическую энергию.
Основным показателем энергетической эффективности ТЭЦ является коэффициент полезного действия теплофикационной турбоустановки по производству электроэнергии за единицу времени:
пГу = wj q; = wj Q - 0т), где W3 - электрическая мощность турбоагрегата; Q^ и Qx -
соответственно расход теплоты турбоустановкой и на внешнего потребителя, кВт [1].
Коэффициент полезного действия теплофикационной турбоустановки по отпуску тепловой энергии
равен КПД установки для отпуска теплоты: = Пт = Qt /Qt , где Qq0 и QT - соответственно отпуск
теплоты внешнему потребителю и затраты теплоты на него турбоустановкой.
Коэффициенты полезного действия парогенератора Ппг и транспорта теплоты (трубопроводов) Птр
не различаются для электрической и тепловой энергии, они определяются едиными для обоих видов энергии процессами.
Общий расход топлива на ТЭЦ распределяется между электрической и тепловой энергией:
В = В + В , где В - расход топлива на производство электрической энергии, кг/с; Вт - расход топлива
на теплоту, отпускаемую внешнему потребителю, кг/с.
Каждая из этих величин связана с соответствующим КПД следующими уравнениями энергетического
баланса: 1) общий расход топлива В - с полным КПД ТЭЦ: В • Qр • Пс = W ^ Qt , где Q^ - низшая теплота сгорания рабочего топлива; 2) расход топлива на производство электроэнергии В - с КПД ТЭЦ по
производству электроэнергии: Вэ • ор • ПЭ = 3) Расход топлива на внешнее тепловое потребление Вт
- с КПД по производству теплоты, отпускаемого потребителю: Вт • • П = О0 [2].
Из этих трех уравнений можно определить каждую из величин расхода топлива, если известна энергетическая нагрузка , О и значения соответствующего КПД: Пс = ПТу ■ ПТр • Ппг,
э э т т
Пс Пту Птр Ппг ' Пс Пту Птр Ппг .
_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.
