3tom072

2. WYTWARZANIE ENERGII ELEKTRYCZNEJ 146

Al, = ip — i_q = io-Ai_ptbri,-i_q    (2.96)

'/im = '/m'?p'?G    (2.97)

gdzie: P_p — moc elektryczna przeciwprężna (brutto); D_p — strumień masy pary przepływającej przez turbinę; Q_p — moc cieplna przeciwprężna (brutto); Ai_p — rzeczywisty spadek entalpii w turbinie; A i_plh — teoretyczny spadek entalpii w turbinie; A i, — rzeczywisty spadek entalpii w odbiorniku pary; i₀ — entalpia pary na wlocie do turbiny; i_p—entalpia pary na wylocie z turbiny; i_plh — wartość teoretyczna entalpii wylotowej przy przemianie izentropowej; i, — entalpia skroplin z pary oddawanej; r/, — sprawność wewnętrzna turbiny; i;_cm — sprawność elektromechaniczna turbozespołu; >j„ — sprawność mechaniczna; t]_p — sprawność przekładni; i/_c — sprawność generatora.

W teoretycznym, zamkniętym obiegu przeciwprężnym, który przedstawiono na rys. 2.65 i 2.66, nie uwzględnia się strat skroplin, a we wzorze (2.96) jako entalpię skroplin i, przyjmuje się wartość entalpii wody w stanie nasycenia przy ciśnieniu p_p. W rzeczywistym obiegu przeciwprężnym występują natomiast straty skroplin, które mogą wynosić kilkadziesiąt procent. Zamiast entalpii skroplin i, przyjmuje się wówczas średnią ważoną

D.i. + Djij

⁽²-⁹⁸⁾

gdzie: D. — strumień masy skroplin zwrotnych wracających do obiegu (po odjęciu strat); i. — entalpia skroplin zwrotnych wracających do obiegu; D_d — strumień masy wody dodatkowej, uzupełniającej straty skroplin w obiegu; i,, — entalpia wody dodatkowej.

Na podstawie bilansu energetycznego można obliczyć jednostkowe zapotrzebowanie na parę i ciepło przez turbozespół przeciwprężny, odniesione do mocy oddawanej brutto

dp

*

Pp    A ipt/em

<lp = dp(i₀-i_q)

Ai_p + Ai,

Al p'/em

(2.99)

(2.100)

przy czym: d_p — jednostkowe zapotrzebowanie na parę; q_p — jednostkowe zapotrzebowanie na ciepło.

Powyższe zapotrzebowanie na ciepło przez turbozespół przeciwprężny można dzielić różnymi metodami na części przypadające odpowiednio na wytwarzaną moc elektryczną i cieplną. Przy tzw. fizycznej metodzie podziału część przypadająca na moc elektryczną jest wyrażona wzorem

<?„ = 4>(io-ip) = —    (2.101)

'/cm

Jednostkowe zapotrzebowanie na ciepło do wytwarzania mocy przeciwprężnej zależy wówczas wyłącznie od sprawności elektromechanicznej turbozespołu ą_cm, a nie zależy od sprawności wewnętrznej turbiny ą,. Można to również wyjaśnić na wykresie i, s (rys. 2.66), z którego wynika, że różnica entalpii i_s—i₇, powstała na skutek strat cieplnych w turbinie, nie oznacza ciepła traconego na zewnątrz (jak w obiegu kondensacyjnym), lecz odpowiada przyrostowi ciepła oddawanego do odbiorników pary.

Jako moc elektryczną netto elektrociepłowni przeciwprężnej P_pn określa się różnicę między mocą brutto P_p na zaciskach generatora i mocą zużytą na potrzeby własne P» (rys. 2.67). Moc oddawana do układu elektroenergetycznego P_p! jest pomniejszona dodatkowo o straty w transformatorze blokowym. Zależności te można określić wzorem

Pp_e=PpntiTr= P_p(l-e)riTr

(2.102)

fi.ektrocif.plow.mf_147

orzy czym: e = PJPp — względne zużycie mocy na potrzeby własne; t\_n — sprawność

transformatora blokowego.

Moc cieplna brutto elektrociepłowni przeciwprężnej Q_b jest sumą mocy cieplnych oddawanych z wylotu przeciwprężnego Q_p i z równolegle połączonej stacji redukcyjno--schtadzająccj Q_r. Stacja ta służy do pokrywania krótkotrwałych szczytowych obciążeń cieplnych oraz jako urządzenie rezerwowe turbozespołu przeciwprężnego. Jeśli ciepło jest oddawane odbiorcom za pomocą wymiennika, najczęściej parowo-wodnego, to moc cieplna netto jest jeszcze pomniejszona o straty w tym urządzeniu, co wynika z zależności

Q„ = Q>.nw = (Qr+Qr)^tl»    (2. i°3)

przy czym ą* — sprawność wymiennika ciepła.

Energię elektryczną (brutto) wytwarzaną w układzie przeciwprężnym oblicza się, na podstawie odpowiedniej wartości mocy szczytowej oraz czasu użytkowania tej mocy, ze wzoru

E_p = P_psTp, — Ppstn_pT    (2.104)

w którym: E_p — energia elektryczna (brutto); P_ps — szczytowa moc elektryczna na zaciskach turbozespołu przeciwprężnego; T_ps—roczny czas użytkowania szczytowej mocy przeciwprężnej; m_f — stopień obciążenia mocą przcciwprężną; T = 8760 h/a.

Energię cieplną oddawaną z wylotu przeciwprężnego oblicza się podobnie, na podstawie odpowiedniej wartości mocy cieplnej, przy czym można w przybliżeniu założyć, żc czas użytkowania tej mocy jest równy czasowi użytkowania mocy elektrycznej przeciwprężnej, a zatem

yVp = Qp,T„    (2.105)

gdzie: W_p—energia cieplna z wylotu przeciwprężnego; Q_p, — szczytowa moc cieplna z tego wylotu; T_p, — roczny czas użytkowania szczytowej mocy przeciwprężnej.

W celu obliczenia całkowitej energii cieplnej oddawanej z elektrociepłowni: brutto W_h oraz netto W„, należy do energii oddawanej z wylotu przeciwprężnego W_p dodać energię oddawaną ze stacji redukcyjno-schładzająccj W_r, a zatem

W, = W_h,_u, = (W_p+ W_r)tt„    (2.106)

przy czym

= Q„T_n    (2.107)

gdzie: Q_rs — szczytowa    moc cieplna stacji redukcyjno-schładzającej; T„ — roczny czas

użytkowania powyższej mocy szczytowej.

Obieg upustowo-kondensacyjny przedstawiono na wykresie i, s na rys. 2.68, a uproszczony schemat cieplny elektrociepłowni z turbiną upustowo-kondensacyjną i stacją redukcyjno-schładzającą — na rys. 2.69. Ciśnienie pary upustowej oznaczono p_u, ^a w skraplaczu panuje ciśnienie p_k. Odpowiednie strumienie masy pary pokazano na schemacie.

Moc elektryczna turbozespołu P_G zawiera w tym układzie dwa składniki:

— moc otrzymywaną w układzie przeciwprężnym, wytwarzaną w części wysokoprężnej turbiny na strumieniu masy pary upustowej D_u i nazywaną w skrócie mocą przcciwprężną P_p;

moc otrzymywaną w układzie kondensacyjnym, wytwarzaną w obu częściach turbiny oa strumieniu masy pary skraplanej w skraplaczu D_t i nazywaną w skrócie mocą kondensacyjną P_k.

Sprawność wewnętrzna turbiny jest na ogół niejednakowa w części wysokoprężnej ¹ mskoprężnej.

to*