Характеристика основного оборудования ТЭС

Основным оборудованием ТЭС являются паровые котлы, паровые турбоагрегаты (паровые турбины и электрические генераторы), электрические трансформаторы (повышающие подстанции); элементы теплофикационных устройств (на ТЭЦ: сетевые подогреватели (бойлеры), паропреобразователи и др.).

Экономические показатели, свойственные перечисленным типам турбин, заложены в энергетических характеристиках.

Энергетическая характеристика турбоагрегата – это уравнение, устанавливающее зависимость количества потребляемой теплоты или топлива от развиваемой электрической мощности типа:

Q_ч = а_xx + r_кP_к + r_тP_т, (Гкал/ч),

где Q_ч – часовой расход теплоты, Гкал/ч; а_xx – часовой расход теплоты на холостой ход турбины, Гкал/ч; r_к – относительный прирост теплоты при работе по конденсационному циклу, Гкал/ч/кВт; r_т – относительный прирост теплоты при работе по теплофикационному циклу, Гкал/ч/кВт; P_к – электрическая мощность, развиваемая по конденсационному циклу, кВт; P_к – электрическая мощность, развиваемая на тепловом потреблении (по теплофикационному циклу), кВт.

Электрическую мощность, развиваемую на тепловом потреблении можно представить как

P_т = m₁Q_п + m₂Q_{гв ­}– C, (кВт),

где m₁ – частичная удельная выработка электроэнергии на отпуске тепла из производственных отборов, кВт.ч/Гкал или кВт/Гкал/ч; m₂ – частичная удельная выработка электроэнергии на отпуске тепла из теплофикационных отборов, кВт-ч/Гкал или кВт/Г кал/ч; С – константный показатель при расчете теплофикационной мощности.

Теплофикационные турбины с одним или двумя регулируемыми отборами пара имеют аналогичные характеристические уравнения.

Для годовых показателей уравнения имеют вид

Q_год = а_xxТ + r_кW_к + r_тW_т, (Гкал/год);

W_т = m₁Q_п + m₂Q_{гв ­}– C, (кВт*ч/год);

где Q_год – годовой расход теплоты, Гкал/год; m₁ – частичная удельная выработка электроэнергии на отпуске тепла из производственных отборов, кВт.ч/Гкал или кВт/Гкал/ч; Q_п – годовой отпуск пара из производственных отборов (7-13 ата), Гкал/год; m₂ – частичная удельная выработка электроэнергии на отпуске тепла из теплофикационных отборов, кВт.ч/Гкал или кВт/Гкал/ч; Q_гв – годовой отпуск пара из теплофикационного отбора (1,2-2,5 ата), Гкал/год; С – константный показатель при расчете теплофикационной мощности (выработки энергии - при расчете годовых показателей), кВт; Т – время работы турбины, ч/год; W_k – годовая выработка электроэнергии по конденсационному циклу, кВт-ч/год, W_т – годовая выработка электроэнергии по теплофикационному циклу, кВт • ч/год.

Аналогичные уравнения энергетической характеристики можно записать и по топливу

B_ч = b_xx + b_кP_к + b_тP_т , (т у.т./ч),

где В_ч – часовой расход топлива, т у.т./ч; b_xx – часовой расход топлива на холостой ход турбины, т у.т./ч; b_т – относительный прирост расхода топлива при работе по теплофикационному циклу, т у.т./ч/Гкал; b_к – относительные приросты расхода топлива при работе по конденсационному циклу, т у.т./ч /Гкал.

Расход теплоты определяет расход топлива соответствующим турбоагрегатом. Для вычисления топливопотребления часовой или годовой расход теплоты умножается на удельный расход топлива в котельной ТЭЦ, затраченный на производство тепла, который можно определить следующим образом

b_т = 1000/(7000 • h_к) = 0,143/h_к (т у.т. /Гкал),

где 1000 – размерный коэффициент; 7000 – теплота сгорания условного топлива, ккал/кг; h_к – КПД котельного цеха ТЭЦ; 0,143 – удельный расход топлива на производство теплоты при КПД h_к = 1/(100 %).

Для современных турбин используются годовые топливные характеристики.

Главным экономическим показателем ТЭЦ, дающим им преимущества перед другими типами ТЭС, является удельный расход топлива на производство электроэнергии. Общий удельный расход условного топлива по ТЭЦ зависит от соотношения выработки по теплофикационному и конденсационному циклам или от доли теплофикационной выработки в общей. Этот показатель называется теплоэлектрическим коэффициентом. Чем он выше, тем экономичнее работает ТЭЦ.