Абсолютные и относительные показатели экономичности турбин и турбоустановок

В реальном процессе расширения пара при наличии различного рода потерь в проточной части турбины значение действительной работы L_т меньше теоретического значения. В h,s-диаграмме (рис. 2.4) теоретический и реальный процессы расширения представляются, соответственно, отрезками изоэнтропийного и реального (с ростом энтропии) расширения пара. При этом для характеристики реального процесса расширения ранее введено понятие использованного теплоперепада турбины H_i = h₀- h_к, а для оценки совершенства проточной части турбины - относительный внутренний КПД турбины:

h_oi = H_i/H₀. (2.10)

С учетом расхода пара G, кг/с h_oi=N_i/N₀, где N_i=GH_i – внутренняя мощность, а N₀=GH₀ – теоретическая мощность.

Отношение использованного теплоперепада H_i к теплоте, подведенной 1 кг рабочей среды в котле, называют абсолютным внутренним КПДтурбоустановки: h_i=h_th_oi. С учетом h_мехотносительный эффективный КПД турбиныh_o_е=h_oih_мех, а абсолютный эффективный КПД турбоустановкиh_е=h_o_еh_t. В свою очередь, с учетом потерь в электрогенераторе, относительный электрический КПД турбоагрегата:

h_o_э=h_o_еh_эг=h_oih_мехh_эг. (2.11)

Тогда абсолютный электрический КПД

h_Э=h_o_эh_t=h_oih_мехh_эгh_t. (2.12)

Этот показатель свидетельствует о том, что для повышения экономичности паротурбинной установки следует увеличивать термический КПД цикла (за счет роста разности средних температур, определяющих процессы подвода теплоты в котле и отвода теплоты в конденсаторе), совершенствовать проточную часть турбины, а также сокращать потери механические и в электрическом генераторе.

Следует помнить, что абсолютные КПД (включая h_t) характеризуют эффективность преобразования в цикле ПТУ теплоты в работу с учетом потери теплоты в конденсаторе турбоустановки, а относительные КПД (включая h_мех,h_эг, а также h_к и h_тр) характеризуют степень совершенства соответствующего оборудования электростанции. В табл. 2.1, помимо названных КПД, приведены выражения для определения следующих видов мощности: N₀ – теоретическая мощность турбоустановки; N_i – внутренняя мощность турбины; N_е – эффективная, а N_Э – электрическая мощности турбоагрегата. Номенклатура показателей экономичности для паровых турбин регламентирована ГОСТ 4.424-86.

Таблица 2.1. КПД и мощности турбин и паротурбинных установок

КПД	Относительный	Абсолютный	Мощность
Идеальной турбины		h_t	N₀=GH₀
Внутренний	h_oi	h_i=h_th_oi	N_i=GH_i=GH₀h_oi
Эффективный	h_oe=h_oih_мех	h_e=h_th_oe	N_e=GH₀h_oe
Электрический	h_o_э=h_oih_мехh_эг	h_эт=h_th_оэ	N_Э=GH₀h_оэ