Теплофикационный цикл

Циклы паросиловых установок, целью которых является выработка лишь механической энергии, имеют термические к.п.д., не превышающие 50 %. Так, например, при р₁ = 220 бар, t₁ = 550 ^оС и р₂ = 0,04 бар имеем h_t = 0,46. Следовательно, даже при самых благоприятных условиях конденсационные установки работают весьма несовершенно, теряя в холодильнике (конденсаторе) более
50 % теплоты, сообщаемой пару. Это тепло q₂ в конденсационных установках, имеющих очень глубокое расширение пара, не может быть использовано для производственных целей, т.к. температура пара при выходе из турбины при этих условиях очень низкая (равна примерно 30 ^оС).

Если же повысить конечное значение давления пара р₂, то при этом увеличивается его конечная температура и тогда теплота q₂, обычно теряемая в конденсационных установках, может быть использована для тех или иных производственных целей на нагревание отопительных приборов, горячего водоснабжения, осуществления различных технологических процессов. При этих условиях установка будет давать не только электрическую энергию, но и теплоту.

Паросиловые установки, работающие по комбинированному принципу производства электроэнергии и теплоты, называются теплоэлектроцентралями (ТЭЦ). Сущность работы ТЭЦ заключается в том, что тепло отработанного пара при повышенном конечном давлении тем или иным способом передается потребителю. Приведем одну из возможных схем теплофикационной установки (рис. 12.13).

В этой установке, не имеющей конденсатора, пар из турбины, работающей с противодавлением р₂, направляется к потребителю тепла, которому отдается теплота q₂, не использованная в турбине. Давление р₂ выбирается в этих установках в зависимости от производственных условий, при которых теплота должна отдаваться потребителю. Так, например, давление пара при снабжении теплом отопительных приборов обычно составляет 1,2 - 2,5 бара, а при обеспечении теплом различных технологических процессов оно составляет 5 - 15 бар.

Необходимость повышения в теплофикационных установках давления р₂ отработанного пара приводит к ухудшению выработки механической энергии, т.е. к уменьшению h_t цикла.

Но эффективность работы теплофикационной установки оценивается не h_t, а коэффициентом использования теплоты к.

,

где l_ц - теплота, превращенная в полезную работу (площадь 1-2-3-4-5-1 на
рис. 12.14);

q₂ - теплота, отдаваемая потребителю (площадь а-3-2-в на рис. 12.14).

В идеале к должно быть равно 1. В действительных условиях этот коэффициент равен 65 - 70%.

При комбинированной выработке электроэнергии и теплоты, обеспечивающей исключительно высокое использование теплоты, сообщаемой пару, одновременно происходит и улучшение эксплуатационных условий работы турбин, выражающееся в том, что с повышением противодавления р₂ резко уменьшается степень влажности отработанного пара. Увеличение конечной степени сухости пара устраняет необходимость применения промежуточного перегрева.

Теплофикационные установки получили у нас в стране исключительно широкое применение.