Тепловая экономичность ТЭЦ

Экономическую эффективность ТЭЦ определяет экономия топлива при комбинированном производстве э/э и теплоты по сравнению с раздельным. Она создаётся за счёт использования отработанной теплоты паросилового цикла.

Определение к.п.д. ТЭЦ (по аналогии с КЭС) как отношение использованной теплоты к затраченной теплоте сжигаемого топлива, осложняется тем, что топливо идёт на выработку теплоты и э/э. Поэтому их количества должны быть приведены к величинам в одинаковых единицах.

Числитель представляет собой:

1. Сумму эквивалентов полученной работы и отпущенной теплоты (по 1 закону термодинамики).

2. Сумму эквивалентов работы, действительно полученной в установке, и работы, которую можно получить за счёт отпущенной теплоты (по II закону термодинамики).

В первом случае получаем коэффициент использования топлива

. (3.8)

Во втором случае получаем так называемый эксергетический к.п.д.

, (3.9)

где - сумма отпущенной потребителю теплоты в виде пара и горячей воды; - к-ент работоспособности теплоты топлива.

ПРИМЕЧАНИЕ. Эксергия – (греч. ex – приставка, обозначающая высокую степень, ergon – работа) работоспособность, термин, применяемый в термодинамике для обозначения максимальной работы, которую может совершить т/д система при переходе из данного состояния в состояние равновесия с окружающей средой.

Т.к. производство э/э происходит с большими потерями , чем производство теплоты, растёт с уменьшением и при = 0 достигает максимума к.п.д. котельной. Это неудобно и не стимулирует развитие.

Эксергетический к.п.д. также мало пригоден, т.к. не показывает основного преимущества ТЭЦ по сравнению с раздельным производством теплоты и э/э, поэтому ≈ .

Можно взять не один общий к.п.д., а 2 частных:

1) - к.п.д. по производству э/э; (3.10)

где - расход топлива на производство э/э.

2) - к.п.д. по производству тепловой энергии для внешнего потребителя; (3.11)

где - расход топлива на производство теплоты,

. (3.12)

Повышение прямо пропорционально увеличению доли комбинированной выработки электроэнергии. Поэтому ТЭЦ заинтересована в том, чтобы основное количество теплоты отпускать потребителям из отбора или противодавления турбин при низких параметрах.

Т.о., стимулирует увеличение комбинированного производства электроэнергии и теплоты.

При такой методике можно производить сравнение тепловой экономичности ТЭЦ и (КЭС+котельная). Замеренный общий расход топлива на ТЭЦ Втэц распределяется на производство электроэнергии Вэ и теплоты Вт пропорционально количеству теплоты , затраченной на каждый вид энергии . Так же пропорционально включаются в Вэ и Вт расходы на собственные нужды.

При определении Вт учитывается отпускаемая теплотапотребителям, потери, возврат теплоты с конденсатом, и т.п. Также в Вт входит часть топлива, ушедшая на производство э/э, израсходованной в связи с отпуском теплоты при её производстве, на насосы и т.п.

. (3.13)

- теплота, выработанная парогенераторами,

- теплота на собственные нужды парогенераторов,

- электроэнергия на собственные нужды, связанные с отпуском теплоты.

К.п.д. теплового потока в знаменателе показывает, что на производство теплоты приходится и часть потерь теплового потока, идущего из котельной к турбинам.

- удельный расход топлива на 1 кВтч отпущенной электроэнергии, (3.14)

- частный к.п.д. ТЭЦ по отпуску э/э. (3.15)

Аналогично,

- удельный расход топлива на отпущенную тепловую энергию. (3.16)

При расчётах экономичности работы ТЭЦ учитывают также графики отпуска э/э и теплоты, их параметры, к.п.д. используемых циклов, технические характеристики турбин и т.д.

Снижение (средний удельный расход условного топлива на отпущенную электроэнергию) по ТЭС является одной из важнейших задач энергетики. Эта величина зависит от комбинированной выработки теплоты и э/э, от режимов работы ТЭС в течение года, которая характеризуется коэффициентом использования установленной мощности

, (3.17)

где - установленная мощность ТЭС.

Число часов использования установленной мощности

. (3.18)