Для оценки эффективности ПТУ. Тепловой баланс ПТУ

На рис. 9.13 представлен действительный цикл Ренкина 1-2 -2' (без учета затраты работы на насос):

1-2 — необратимый адиабатный процесс расшире­ния пара в турбине (s₂ > s₁);

1-2 - обратимый адиабатный процесс расширения. (s₂ = s₁).

Термический КПД характеризует термодинамиче­ское совершенство обратимого цикла 1-2-2':

где N, Вт - мощность обратимого цикла, G, кг/с - расход пара, Q₁, Вт - тепло­вая мощность парового котла.

Относительное термодинамическое совершенство действительного цик­ла по сравнению с обратимым характеризует внутренний относительный КПД цикла

(9.13)

где N_i – l_iG - внутренняя мощность (мощность действительного цикла).

Потери тепла в паровом котле (от химического и механического недо­жога топлива, от теплообмена с окружающей средой, с уходящими газами и др.) характеризуютсяКПД парового котла

(9.14)

где q', Дж/кг - теплота, выделившаяся при сгорании топлива, отнесенная к 1 кг пара; Q = q'G = , Вт - тепловой эффект реакции горения топлива; В, кг/с - расход топлива; , Дж/кг - теплотворная способность топлива.

Механические потери (потери на трение между деталями, затрата энер­гии на привод масляного насоса, осуществляющего смазку) характеризуются механическим КПД

(9.15)

где N_e = l_eG- эффективная мощность (на валу турбины), 1_е- эффективная ра­бота.

Все потери в ПТУ (без учета потребителя энергии) характеризуются эффективным КПД

(9.16)

(9.17)

Справедливость (9.17) легко проверить, если подставить значения всех КПД.

Механические и электрические потери в генераторе электрического тока учитываются КПД генератора

(9.18)

где 1_Э, N_Э = l_ЭG - соответственно электрическая работа и электрическая мощность.

Все потери в энергетической паротурбинной установке, вырабатываю­щей электрическую энергию, учитываются электрическим КПД

(9.19)

(9.20)

Пределы изменения приведенных выше КПД следующие:

_пк = 0.9 - 0,96, _t = 0,4 - 0,5, _Oi =0,8 - 0,9,

_м = 0,97 - 0,99, _Г = 0,99, _Э = 0,35 - 0,40.

Система коэффициентов полезного действия позволяет рассчитать со­ставляющие уравнения теплового баланса

Для паротурбинной установки с циклом Ренкина

потери тепла в паровом котле

потери тепла в конденсаторе

механические потери в турбине

потери в электрогенераторе