Показатели тепловой экономичности конденсационной турбоустановки Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

_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 ТЕПЛОВОЙ ЭКОНОМИЧНОСТИ КОНДЕНСАЦИОННОЙ

ТУРБОУСТАНОВКИ

Аннотация

Рассматриваются показатели тепловой экономичности конденсационной турбоустановки, включающей турбину с конденсатором и электрогенератор.

Ключевые слова

Паровая турбина, коэффициент полезного действия, относительные и абсолютные показатели

Коэффициенты полезного действия По, Цое, Ц0э являются относительными КПД турбоагрегата,

характеризуя степень технического совершенства отдельных его элементов (проточная и механическая части турбины, электромагнитная и механическая часть генератора).

Внутренний относительный КПД турбины определяется: = HjH0 , где Я - действительный

(использованный) теплоперепад пара в турбине, кДж/кг; H0 - располагаемый (адиабатный) теплоперепад

пара в турбине, кДж/кг. Внутренний относительный КПД современных турбин обычно находится в пределах 0,86 - 0,88, изменяясь для отдельных участков рабочего процесса и соответствующих частей (цилиндров) турбины в зависимости от пропуска пара и его параметров в более широких пределах (0,80 - 0,90) [1].

Относительный эффективный КПД турбины определяется: Цое = Ne/N§ = По • Пм, где Ne -эффективная мощность турбины на муфте, соединяющей ее с электрическим генератором, т.е. мощность, передаваемая турбиной электрогенератору; Nq - располагаемая мощность идеальной турбины; Пм * 0,99 - механический КПД турбины учитывает потери от трения в подшипниках, затрату энергии на системы регулирования и смазки.

Относительный электрический КПД турбоагрегата определяется: Цоэ = N^Nq = По ' Пм ' Пг, где Nэ - электрическая мощность турбины; Пг * 0,99 - механические и электрические потери электрического

генератора при современных методах охлаждения [2].

Тепловую экономичность конденсационной турбоустановки, включающей турбину с конденсатором и электрогенератор, характеризуют так называемые абсолютные КПД, различающиеся степенью учета потерь технологического процесса преобразования энергии (внутренних - в проточной части турбины, механических и электрических - в генераторе) [3].

Абсолютный КПД идеальной установки, работающей без потерь в турбине, т. е. при изоэнтропийном расширении пара, представляется отношением (рис. 1):

_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №5/2016 ISSN 2410-6070_

Q -Q К -h -\h,t -h! I (hn -h,t)-(h -h!) -о

n = ^o—^-kt __o-пв—\_ы-^ = vo-ku—у пв-^, Где Q - количество подведенной теплоты из

11 Q ho -Кв (ho -hk)-(Кв -hk)

горячего источника, кДж/кг; h0 и hnB - соответственно энтальпии свежего пара и конденсата турбины после

сжатия в питательном насосе, кДж/кг; Qk - потеря теплоты в холодном источнике, кДж/кг; и h| -

соответственно энтальпии отработавшего пара при изоэнтропийном (адиабатном) расширении и его конденсата при насыщении.

Если не учитывать работу насоса, то абсолютный КПД идеального цикла перепишется так:

h0 - hkt H0

1 =-— =-- . Тогда внутренний абсолютный КПД турбоустановки (действительного цикла)

ho - hk ho - hk

H,

определяется как 1 =-- = 1 ■ П .

ho - hk

Рисунок 1 - Процесс расширения пара в турбине в h-s диаграмме. С учетом выше изложенного, КПД турбоустановки определится как Пту = П " Пог ' Пм ' Пг

« 45 %, а

КПД электростанции (энергоблока): П = П ' Пг ' Пм ' П ' Ппг ' Птр ~ 40 %. Где Цш = 0,9 ^ 0,94 - КПД парогенератора; Птр

= 0,99 - КПД трубопроводов [4].

Список использованной литературы:

1. Гафуров А.М., Усков Д.А., Осипов Б.М. Модернизация энергоблока ГТУ-ТЭЦ с применением теплоутилизирующих установок. // Энергетика Татарстана. - 2012. - № 2. - С. 10-16.

2. 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.

3. Гафуров А.М. Утилизация сбросной низкопотенциальной теплоты ТЭС в зимний период времени для дополнительной выработки электроэнергии. // Энергетика Татарстана. - 2014. - № 2 (34). - С. 21-25.

4. Гафуров А.М. Использование сбросной низкопотенциальной теплоты для повышения экономической эффективности ТЭС в зимний период времени. // Энергетика Татарстана. - 2014. - № 3-4 (35-36). - С. 69-76.

© Зайнуллин Р.Р., Галяутдинов А.А., 2016