рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Конденсационной электростанции и ее установок

Конденсационной электростанции и ее установок - раздел Энергетика, Проблемы развития энергетики Основным Показателем Энергетической Эффективности Кэс Является Кпд По Отпуску...

Основным показателем энергетической эффективности КЭС является кпд по отпуску электрической энергии, который называется абсолютным электрическим кпд.

Коэффициент полезного действия электростанции (энергоблока), учитывающий выработку электроэнергии без собственного расхода ее на вспомогательные машины и установки электростанции называют кпд брутто.

Между тем часть выработанной на электростанции энергии расходуется при осуществлении технологического процесса преобразования энергии внутри электростанции (подготовка топлива, подача воздуха, отвод дымовых газов, подача питательной и охлаждающей воды и др.) в размере 4 – 6 % вырабатываемой энергии или около 1,5­ – 2,5 % затрачиваемого тепла.

Коэффициент полезного действия, учитывающий собственный расход энергии внутри электростанции (ее собственные нужды) носит название кпд нетто и выражается так:

 

(5.1.1)

где Э – выработка электрической энергии; Эс.н – расход электрической энергии на собственные нужды; эс.н – доля расхода электрической энергии на собственные нужды; – теплота, затраченная в топливе.


Значения Э, Эс.н, – относятся к любому промежутку времени и выражены в одинаковых электрических и тепловых единицах.

Важным расчетным показателем является кпд, который определяется для часового промежутка времени:

 

(5.1.2)

 

При решении реальных задач энергетического хозяйства, при его планировании и в отчетности используют кпд нетто, в общем анализе энергетической эффективности электрической станции – кпд брутто

(5.1.3)

 

Для часового промежутка времени кпд брутто

(5.1.4)

 

– измеряется в кДж/ч; – измеряется в кВт.

кпд брутто и нетто связаны между собой соотношением

 

. (5.1.5)

 

Общий баланс тепла энергоблока конденсационной электростанции за единицу времени (1 с или 1 ч) выражается следующим образом:

 

(5.1.6)

Здесь – общий расход тепла топлива; – электрическая мощность турбоагрегата; и – потери мощности в электрическом генераторе и механические потери турбины; – потеря тепла с охлаждающей водой в конденсаторе турбины; – потери тепла в окружающую среду при транспорте пара и воды трубопроводами между парогенератором и турбиной; – потери тепла в парогенераторной установке; – отпуск тепла на отопление и бытовые нужды жилого поселка и помещений электростанций;


– потери тепла в системе транспорта и подготовки топлива, не учитываемые тепловым балансом парогенератора. Здесь все величины выражены в киловаттах – кВт (или в гигаджоулях в час – ГДж/ч).

Без учета расхода тепла на бытовые нужды и отопление и потерь тепла в системе топливоподготовки , тепловой баланс конденсационной электростанции или энергоблока напишем в виде

,

где - потери в турбоустановке.

Имея в виду, что внутренняя мощность турбины, кВт,

, (5.1.7)

напишем:

(5.1.8)

Если тепловой баланс относится не к 1 с, а к длительному промежутку времени, например году, то в уравнениях баланса тепла вместо мощности W входит выработка энергии Э, кВт·ч (ГДж). Электростанция (или энергоблок) состоит из основных агрегатов с их вспомогательным оборудованием – турбиной и парогенераторной установкой и соединяющих их трубопроводов (рис. 5.1.1).

 
 

Рис. 5.1.1. Тепловая схема простейшей конденсационной электростанции:

ПГ – парогенератор; ПЕ – пароперегреватель; Т – турбина; К – конденсатор;

КН – конденсатный насос; ПН – питательный насос

Расход тепла пара на турбоустановку

(5.1.9)

составляется из внутренней мощности турбины и потери тепла в конденсаторе .

Тепло топлива расходуется в парогенераторной установке на тепло получаемого пара и покрытие потерь тепла в парогенераторной установке:

(5.1.10)

Баланс тепла в системе трубопроводов

(5.1.11)

Мерой тепловой экономичности конденсационной электростанции служит отношение выработанной электроэнергии (мощности) к затраченному теплу, т.е. коэффициент полезного действия (кпд) электростанции (энергоблока):

 

(5.1.12)

 

где – годовая выработка электроэнергии; – годовой расход тепла топлива.

Соответственно кпд парогенератора

(5.1.13)

 

Коэффициент полезного действия транспорта тепла (трубопроводов) электростанции

(5.1.14)

 

Коэффициент полезного действия турбоустановки

 

(5.1.15)

 

Общий кпд электростанции (энергоблока) составляется из указанных трех кпд. Действительно, перемножая три последних уравнения, напишем:

 

(5.1.16)

 

или

(5.1.17)

 

Таким образом, кпд электростанции зависит непосредственно от кпд парогенератора, трубопроводов и турбоустановки. Наибольшее влияние на к.п.д. электростанции оказывает кпд турбоустановки, учитывающий основную потерю тепла в цикле производства электроэнергии – потерю в холодном источнике , достигающую примерно половины (45–50 %) затрачиваемого тепла. Остальные потери тепла на электростанции значительно меньше. Так, как для современного парогенератора составляет 6–10 % затрачиваемого тепла, относительные потери тепла в трубопроводах около 1 %.

Отсюда можно заключить, что кпд современной конденсационной электростанции в соответствии с формулой (5.1.17) при указанных относительных значениях потерь может составлять:

 

39 ÷43 %.

 

Если 39 ÷43 %, а = 0,04 ÷0,06, то 37 ÷ 41 %. При этом ÷0,94; 44 ÷ 46 %.

Рассмотрим кпд отдельных установок электростанции.

– располагаемая мощность пара;

– внутренняя мощность турбины;

– эффективная мощность турбины;

– электрическая мощность турбогенератора.

Экономичность работы турбоагрегата характеризуют относительные кпд:

Внутренний относительный кпд турбины

 

(5.1.18)

 

 
 

где и – соответственно теплопадение пара, кДж/кг, в турбине в действительном и адиабатном (изоэнтропийном) процессах (см. рис. 5.1.2).

 

 

Рис. 5.1.2. Процесс работы пара в конденсационной турбине в i – s диаграмме

 

При впуске пара в турбину в паровпускных трубах и регулирующих устройствах (клапанах) пар дросселируется и давление его снижается при полной (номинальной) мощности примерно на 5 %, т.е.

 

 

Соответственно располагаемое теплопадение перед паровпускным устройством составляет , кДж/кг, а после паровпускного устройства , кДж / кг. Отношение

 

 

называют коэффициентом дросселирования. При этом внутренний относительный кпд проточной части турбины выражается отношением

 

;

 

с учетом дросселирования пара при паровпуске

 

.

 

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).

Механический кпд турбины учитывает потери от трения в подшипниках, затрату энергии на системы регулирования и смазки.

Этот кпд равен

 

,

 

, где – механические потери турбины; – эффективная мощность турбины на муфте, соединяющей ее с электрическим генератором, т.е. мощность, передаваемая турбиной электрогенератору; для современных крупных турбин 0,99. Коэффициент полезного действия

 

(5.1.19)

 

называют относительным эффективным кпд турбины.

Коэффициент полезного действия электрического генератора:

 

,

 

, где – механические и электрические потери электрического генератора; при современных методах охлаждения электрического генератора его к.п.д. составляет около 99 %.

Коэффициент полезного действия

(5.1.20)

 

носит название относительного электрического кпд турбоагрегата. Коэффициенты полезного действия ,, ,,являются относительными кпд турбоагрегата, характеризуя степень технического совершенства отдельных его элементов (проточная и механическая части турбины, электромагнитная и механическая часть генератора).

Выше приведены численные значения относительных кпд для полной (номинальной) или экономической мощности турбоагрегата. При неполных, частичных нагрузках значения кпд уменьшаются.

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

Основой технологического процесса выработки энергии паровым турбоагрегатом является термодинамический цикл водяного пара, т.е. цикл Ренкина (рис. 5.1.3 и рис. 5.1.1).

 

 
 

Рис. 5.1.3. Цикл водяного пара в Т-s – диаграмме

 

Термический кпд этого цикла:

 

, (5.1.21)

 

где – расход тепла из горячего источника, кДж/кг; – соответственно энтальпии свежего пара и конденсата турбины после сжатия в питательном насосе, кДж / кг; – потеря тепла в холодном источнике, кДж/кг; и – соответственно энтальпии отработавшего пара при изоэнтропийном (адиабатном) расширении и его конденсата при насыщении, кДж/кг; . Формулу (5.1.21) можно представить в виде

 

, (5.1.22)

 

где – изоэнтропийная (адиабатная) работа насоса, эквивалентная подогреву воды в нем в таком процессе; – расход тепла на турбоустановку, без учета работы питательного насоса; эти величины выражены в кДж / кг.

Если не учитывать работы насоса, то

 

. (5.1.23)

 

Расход энергии на повышение давления воды в насосе на современных турбоустановках составляет 25–35 кДж / кг, или 3­4 % работы пара в турбине. Таким образом, работа питательного насоса – основная составляющая общего собственного расхода энергии на электростанции.

Выражения (5.1.22) и (5.1.23) определяют соответственно кпд нетто и брутто цикла водяного пара. Отметим, что общее выражение кпд пароводяного цикла по формуле (5.1.21) учитывает работу как основного двигателя (турбины), так и питательного насоса, являющегося неотъемлемым элементом цикла.

Внутренний абсолютный кпд турбоустановки (действительного цикла) на основе формулы (5.1.23):

 

. (5.1.24)

 

Абсолютный электрический кпд турбоустановки (без учета электрического генератора, например для приводной турбины питательного насоса):

 

. (5.1.25)

С учетом выше изложенного, кпд турбоустановки в формуле (5.1.17) определится как

, (5.1.26)

 

а кпд электростанции(энергоблока)

 

(5.1.27)

 

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Проблемы развития энергетики

Раздел i проблемы развития энергетики.. энергетика и энергетические ресурсы отрасль народного хозяйства занятая превращением энергии из видов в которых она широко встречается в природе в виды в которых она больше всего..

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Конденсационной электростанции и ее установок

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Возобновляемые и невозобновляемые источники энергии
Естественные (природные) источники, из которых энергия черпается для приготовления ее в нужных видах для различных технологических процессов, называются энергетическими ресурсами. Р

России до 2050 г.
Годы Электропотребление, млрд. кВт

Основные месторождения ископаемого твердого топлива РФ
Согласно имеющимся прогнозам в XXI веке ископаемые виды топлива – нефть, уголь и газ - останутся основными источниками первичной энергии и будут обеспечивать ~ 80 % мирового энергопотребления. Угол

По состоянию на начало 2001 г.
  Регионы мира Запасы Добыча Потребление Страны – члены ОЭСР Северная Америка Европа Тих

Технические характеристики топлив
1.2.1. Технические характеристики мазута   Вязкость. Кактехническая характеристика вязкость является важнейшим показ

Технические характеристики газа
Основными техническими характеристиками природного газа является плотность, взрываемость и токсичность. Плотность. Почти все виды газового топлива легче воздуха, поэтому при утечке

Характеристики твердого топлива
Угли даже одного месторождения сильно различаются друг от друга по своим свойствам; от этих свойств зависит конструкция топки котла, в которой происходит сжигание топлива и конструкция котла.

Характеристика газообразных выбросов электростанций
В газообразных выбросах электростанций безопасными составляющими для человека являются водяные пары, углекислый газ, кислород и азот. Остальные ингредиенты в той или иной мере являются вредными.

Основные потребители воды и характеристика сточных вод
Для конденсации 1 кг пара в конденсаторе необходимо в среднем 60-100 кг воды. Кроме конденсации пара в конденсаторах часть воды используется для охлаждения масла и газа в масло- и газоохладителях т

Энергосберегающие технологии в энергетике. Энергоаудит
Несмотря на обострение энергетического кризиса, эффективность использования энергоресурсов в РФ остается очень низкой. Из каждой добытой в настоящее время в России тонны нефти и угля в полезную эне

Электрическое потребление
Особенностью работы электрических станций является то, что общее количество электрической энергии, вырабатываемой ими в каждый момент времени, почти полностью соответствует потребляемой энергии.

Тепловое потребление
Важная особенность ТЭС – возможность использования отработавшей теплоты для нужд промышленности и быта. Тепловая энергия направляется теплоэлектроцентралями (ТЭЦ) двум основным видам потре

С паровыми котлами
  Принципиальная тепловая схема (ПТС) котельной с паровыми котлами для потребителей пара и горячей воды показана на рис. 3.1. Паровые котельные чаще всего предназначены для о

С водогрейными котлами для закрытых систем теплоснабжения
ПТС котельных с водогрейными котлами для закрытых систем теплоснабжения показана на рис. 3.2. Вода из обратной линии тепловых сетей с небольшим напором 20 – 40 м. вод. ст. поступает к сете

Для открытых систем теплоснабжения с водогрейным котлами
В открытых системах теплоснабжения подготовленная в котельной вода служит не только теплоносителем, но и поступает на нужды городского водоснабжения. Разбор воды производится непосредственно из тру

С паровыми и водогрейными котлами
Расчеты удельных показателей котельных с паровыми и водогрейными котлами в сопоставлении с удельными показателями котельных с паровыми котлами и подогревателями сетевой воды показывают, что в котла

Агрегатами
Районные отопительные котельные, оборудованные крупными водогрейными котлами, требуют установки и паровых котлов для обеспечения потребности в паре для разогрева мазута, деаэрации воды, обдувки пов

Электростанции
Технологическая схема тепловой электростанции характеризует состав ее теплового хозяйства, взаимную связь частей, общую последовательность технологических процессов (рис. 3.5). В состав эл

Технологическая структура электростанций
Технологическая структура – тип основной технологической схемы. В этом отношении ТЭС делят на блочные и неблочные. Современные конденсационные электростанции, применяющие, как правило, промежуточны

Без промежуточного перегрева пара
Расход пара на конденсационный турбоагрегат D0, кг/с, определяется из условия энергетического баланса (рис. 5.1.2):  

Расходы пара, тепла, топлива и коэффициенты полезного действия конденсационной электростанции с промежуточным перегревом пара
Промежуточный перегрев пара применяется на паротурбинных электростанциях с целью повышения их кпд, а также для ограничения конечной влажности пара в турбине при высоком его начальном давлении, когд

ЛЕКЦИЯ 13
5.2. Тепловая экономичность и энергетические показатели теплоэлектроцентралей (ТЭЦ)   Для снабжен

Турбины с противодавлением
Пропуск пара через турбину с противодавлением определяется размером теплового внешнего потребителя, то есть (рис. 5

Турбины с конденсацией и регулируемыми отборами пара
    Рис. 5.2

Первое слагаемое в формуле (5.2.9)
  ,  

Энергетические показатели ТЭЦ
  Коэффициент полезного действия теплофикационной турбоустановки по производству электрической энергии за единицу времени (1 сек.)  

ПЕРЕГРЕВ ПАРА
  Под начальными параметрами пара понимают температуру и давление пара перед турбиной и соответствующие им параметры пара на выходе из паровых котлов. Повышение начальных пар

Параметров пара
    Зависимость

Промежуточный перегрев пара на ТЭЦ
Применение промежуточного перегрева пара на ТЭЦ имеет свои особенности. Промежуточный перегрев как средство ограничения конечной влажности пара для теплофикационных турбин докритического н

Экономичность ТЭС
При одних и тех же значениях начальных параметров пара Т0 и Р0 снижение конечного давления Рк ведет к увеличению термического КПД цикла

Способы промежуточного перегрева пара
Известны три способа промежуточного перегрева пара: газовый, паровой и с помощью промежуточного теплоносителя. Газовый промежуточный перегрев производится в промежуточном пароперегревателе

Питательной воды и его энергетическая эффективность
Регенеративный подогрев основного конденсата и питательной воды котлов осуществляется паром, отработавшим в турбине. Греющий пар, совершив работу в турбине, направляется в регенеративные подогреват

Расход пара на турбину с регенеративными отборами
Расход пара D0 на турбину с отбором Dr определяется по формуле  

Типы подогревателей и схемы их включения
Расход пара на подогреватель зависит от его типа, схемы включения, параметров пара и воды. Для регенеративного подогрева воды на электростанции применяют преимущественно поверхностные подо

Подогрева питательной воды на КЭС
При проектировании энергоблока определяют и выбирают следующие параметры и характеристики регенеративного подогрева воды: конечную температуру подогрева питательной воды

Распределение регенеративного подогрева воды и отборов в турбине при промежуточном перегреве пара
Применение регенеративного подогрева воды при промежуточном перегреве пара имеет свои особенности (рис. 7.9).    

Регенеративного подогрева воды
Экономичность регенеративного подогрева воды при использовании перегретого пара отборов турбины, в особенности при промежуточном перегреве, можно повысить охлаждением греющего пара питательной водо

Регенеративный подогрев воды на теплоэлектроцентралях (ТЭЦ). Распределение регенеративного подогрева воды на ТЭЦ
Применение регенеративного подогрева воды на ТЭЦ способствует экономии тепла, повышая выработку электроэнергии на тепловом потреблении и уменьшая потери тепла в конденсаторе турбин. Теплофикационны

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги