ELEKTROWNIE I ELEKTROCIEPŁOWNIE 

PROJEKT NR 1 

 

 

 

 

 

 

NaleŜy  obliczyć  całkowitą  sprawność  energetyczną  brutto,  netto  oraz  jednostkowe  zuŜycie  pary 

odniesione  do  mocy  elektrycznej  brutto  w  elektrociepłowni  przemysłowej,  w  której  turbozespół 

przeciwpręŜny  oddaje  moc  cieplną  Q

p

  w  parze  o  ciśnieniu  p

p

.  NaleŜy  przyjąć  parametry  pary 

dolotowej  p

0

  i  t

0

,  sprawność  wewnętrzną  turbiny  η

i

,  i  sprawność  elektromechaniczną  zespołu  η

em

. 

NaleŜy  załoŜyć,  Ŝe  sprawność  kotłowni  wraz  z  rurociągami  parowymi  wynosi  η

kr

,  a  względne 

zuŜycie  mocy  elektrycznej  na  potrzeby  własne  ε.  NaleŜy  równieŜ  określić  sprawności  cząstkowe 

wytwarzania  mocy  elektrycznej  i  cieplnej  w  tej  elektrociepłowni  oraz  jednostkowe  zuŜycie  ciepła 

przypadające  na  oba  rodzaje  mocy,  zakładając  kolejno  dwie  przeciwstawne  metody  podziału  tego 

zuŜycia: fizyczną i termodynamiczną. W przypadku metody termodynamicznej, załoŜyć ciśnienie w 

skraplaczu na poziomie p

k

=5[kPa]. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Rys.1. Schemat układu cieplnego elektrociepłowni przeciwpręŜnej. 

 

Rys. 2. Obieg przeciwpręŜny w układzie i, s. 

 

ps

p

i

ps

pth

ps

pth

i

i

i

i

i

i

∆

∆

=

∆

≡

∆

⇒

≡

η

 

Całkowita sprawność energetyczna elektrociepłowni: 

- brutto 

,

p

p

EC

b

kr

T

P

Q

Q

η

η

+

=

&

&

 

- netto 

(

)

1

,

p

p

EC

n

kr

T

P

Q

Q

ε

η

η

− +

=

&

&

 

gdzie: 

p

P - moc elektryczna na zaciskach generatora, 

p

Q&

 - moc cieplna oddawana przez turbozespół, 

kr

η

 - sprawność kotłowni z rurociągami parowymi, 

T

Q&  - całkowita moc cieplna doprowadzona do turbozespołu, 

ε

 - względne zuŜycie mocy elektrycznej na potrzeby własne. 

 
 
 
 
 
 
 

a) całkowita moc cieplna doprowadzona do turbozespołu: 
 

(

)

0

T

p

q

Q

D

i

i

=

−

&

&

 

 
gdzie: 

p

D

&  - strumień masy pary odpowiadający oddawanej mocy cieplnej 

0

i  - entalpia pary dolotowej przy p

0

 

q

i

 - entalpia wody (skroplin) przy p

p

 

 
Strumień masy pary, odpowiadający oddawanej mocy cieplnej: 

(

)

p

p

p

p

q

p

p

q

Q

Q

D

i

i

D

i

i

=

−

→

=

−

&

&

&

&

 

gdzie: 

p

i

 - entalpia pary na wylocie z turbiny przy p

p

 

 
b) moc elektryczna brutto na zaciskach generatora: 

(

)

0

p

p

p

em

P

D i

i

η

=

−

&

 

gdzie: 

em

η

 - sprawność elektromechaniczna turbozespołu 

Jednostkowe zuŜycie pary przez turbozespół odniesione do mocy elektrycznej generatora, wyraŜone 

w [kg/kWh] (patrz poprzedni wzór): 

em

p

p

p

p

i

P

D

d

η

∆

=

⋅

=

3600

10

6

,

3

6

&

 

 
 
Sprawności cząstkowe 
 
Sprawności cząstkowe – odpowiadają przetwarzaniu energii paliwa odpowiednio na oba rodzaje 

energii oddawanej: elektryczną i cieplną. 

 
Istnieje wiele metod tego podziału, które wynikają z róŜnych kryteriów techniczno-ekonomicznych. 

Dwie, skrajne metody podziału: 

a)

 

metoda fizyczna, 

b)

 

metoda termodynamiczna. 

 

 

Ad. a) metoda fizyczna – podziału dokonuje się proporcjonalnie do spadków entalpii związanych 

odpowiednio z mocą elektryczną P

p

 i oddawaną mocą cieplną Q

p

, a więc na wytwarzanie mocy 

elektrycznej przypada: 

(

)

,

o

p

Te

T

p

o

p

o

q

i

i

Q

Q

D

i

i

i

i

−

=

=

−

−

&

&

&

 

a na wytwarzanie mocy cieplnej: 

(

)

.

p

q

Tc

T

p

p

q

o

q

i

i

Q

Q

D

i

i

i

i

−

=

=

−

−

&

&

&

 

 

Sprawność obiegu przeciwpręŜnego odniesiona do mocy elektrycznej: 

(

)

1,

p

o

p

EC

op

Te

D

i

i

Q

η

−

=

=

&

&

 

a sprawność cząstkowa całej elektrociepłowni przeciwpręŜnej związana z wytwarzaniem mocy 

elektrycznej netto wynosi: 

(

)

(

)

1

1

.

EC

EC

ne

kr

op

em

kr

em

η

η η η

ε

η η

ε

=

− =

−

 

Sprawność cząstkowa elektrociepłowni związana z wytwarzaniem mocy cieplnej oddawanej z 

wylotu turbiny moŜna zapisać odpowiednio w postaci 

.

EC

nc

kr

η

η

=

 

 

Ad. b) metoda termodynamiczna – zakłada się, Ŝe spadek entalpii w turbinie, związany z 

oddawaną mocą elektryczną, odnosi się do spadku entalpii moŜliwego do uzyskania w 

równowaŜnym układzie kondensacyjnym, a więc na wytwarzanie mocy elektrycznej przypada: 

(

)

,

o

p

o

p

Te

T

p

o

q

o

k

o

k

i

i

i

i

Q

Q

D

i

i

i

i

i

i

−

−

=

=

−

−

−

&

&

&

 

a na wytwarzanie mocy cieplnej odpowiednio: 

(

)

.

p

k

p

k

Tc

T

p

o

q

o

k

o

k

i

i

i

i

Q

Q

D

i

i

i

i

i

i

−

−

=

=

−

−

−

&

&

&

 

Wobec tego sprawność obiegu przeciwpręŜnego odniesioną do mocy elektrycznej moŜna zapisać w 

następującej postaci: 

(

)

.

p

o

p

EC

EC

o

k

op

ok

Te

o

q

D

i

i

i

i

Q

i

i

η

η

−

−

=

=

=

−

&

&

 

Sprawność cząstkowa całej elektrociepłowni związana z wytwarzaniem mocy elektrycznej netto jest 

w tym przypadku określona wzorem: 

(

)

(

)

1

1

.

EC

EC

EC

ne

kr

op

em

kr

ok

em

η

η η η

ε

η η η

ε

=

−

=

−

 

 

Sprawność obiegu odniesiona do wytwarzanej mocy cieplnej: 

(

)

.

p

p

q

p

q

EC

o

k

op

Tc

o

q

p

k

D

i

i

i

i i

i

Q

i

i i

i

η

−

−

−

=

=

−

−

&

&

 

Sprawność cząstkowa całej elektrociepłowni związana z wytworzeniem mocy cieplnej określona jest 

wzorem: 

.

p

q

EC

EC

o

k

nc

kr

op

kr

o

q

p

k

i

i i

i

i

i i

i

η

η η

η

−

−

=

=

−

−

 

 

 

 

 

Na podstawie sprawności cząstkowych, określonych wyŜej podanymi metodami, moŜna obliczyć 

jednostkowe zuŜycie ciepła w elektrociepłowni przeciwpręŜnej wyraŜone w [kJ/kWh] albo w [kJ/kJ] 

i odniesione odpowiednio: 

- do mocy elektrycznej netto 

3600

kJ

,

kWh

EC

ne

EC

ne

q

η





=







  

- do mocy cieplnej 

1

kJ

.

kJ

EC

nc

EC

nc

q

η





=







