36
качества (нормированных частоты и напряжения для электроэнергии и нормированных
температуры и давления для сетевой воды) при обеспечении высокой экономичности,
надежности производства и максимальной безопасности с минимальным вредным
влиянием на людей и окружающую среду. В настоящее время мировая теплоэнергетика
уже сделала реальные шаги к массовому переходу к энергоблокам супер-сверхкритических
параметров (ССКП): 30 МПа, 600 ° С, а затем 35 МПа, 650 ° С. В зарубежной печати
имеются сообщения о работе над энергоблоком на начальную температуру 720 ° С.
Несмотря на то, что в последние годы в Республики все шире вводятся
паротурбинная установка и газотурбинный установка, классические теплоэлектростанция
доминируют и еще долгие годы будут доминировать в теплоэнергетике Республики. Тем
более это относится к теплоэлектростанции, работающим на твердом топливе, массовое
использование для которых парогазовых технологий пока дело отдаленного будущего.
Поэтому
понимание тех резервов, которые пока еще не используются при создании и
эксплуатации традиционных теплоэлектростанция, а также тенденций их развития
представляется очень важным.
КПД нетто энергоблока как составной части теплоэлектростанция определяется
соотношением:
𝜂
ТЭС
нетто
= 𝜂
ПТУ
𝜂
к
(1 −
𝑁
с.н
𝑁
э
)
где
N
с.н
/
N
э
— доля собственных электрических нужд
N
с.н
;
N
э
— мощность на зажимах
электрогенератора;
𝜂
к
— КПД котла;
𝜂
ПТУ
— КПД паротурбинной установки.
В среднем по Республики они составляют 7,6%,
наибольшие значения
соответствуют старым теплоэлектростанция на начальное давление 90 ат и энергоблокам,
работающих на угле. Экономичность котлов, работающих на газе, составляет 90—93%, а
малых котлов, работающих на твердом топливе может быть менее 80%. Имеются
отдельные теплоэлектростанция, на которых КПД котлов достигает 95—96% [1].
Наименьшую экономичность имеют паротурбинные установки: их КПД не
превышает 45 %. Это связано не с несовершенством оборудования, а с законами
термодинамики: тепло конденсации пара, отработавшего в турбине и передаваемого
охлаждающей воде в конденсаторе, составляет половину теплоты, поступившей в котле от
топлива к рабочему пару. Низкое значение КПД паротурбинная установка и обусловливает
эффективность его первоочередного повышения. Конечно, и
уменьшение расхода
электроэнергии на привод питательных, циркуляционных и конденсатных насосов, на
систему масло снабжения, охлаждения генераторов, и повышение КПД котла играет
большую роль в экономии топлива,
однако эффект от этого меньше, чем от повышения
КПД паротурбинные установки. Поэтому именно паротурбинной установке ниже уделяется
основное внимание.
Основными потенциальными методами повышения экономичности паротурбинная
установка являются:
аэродинамическое совершенствование паровой турбины;
совершенствование термодинамического цикла, главным образом, путем
повышения параметров пара, поступающего из котла, и
снижения давления пара,
отработавшего в турбине;
совершенствование и оптимизация тепловой схемы и ее оборудования.
Прежде всего, подчеркнем, что сейчас пойдет речь о паровой турбине только как об
энергетической машине, преобразующей потенциальную энергию пара высоких давления
и температуры в кинетическую энергию вращения ротора. Иными словами, речь идет о
сравнении отечественных и зарубежных паровых турбин, имеющих одинаковое
назначение, одинаковые
начальные параметры пара, близкую номинальную мощность,
подсоединенных к примерно одинаковым электрогенераторам. Если сказать еще короче, то
нас будет интересовать качество проточной части и совершенство собственно конструкции
паровой турбины.
37
Выше уже отмечалось высокое совершенство паровой турбины. Еще раз подчеркнем
ее исключительную роль в процессе выработки электроэнергии: если путем ее
совершенствования удается увеличить мощность паровой турбины на 1 %, то КПД
теплоэлектростанция возрастет также на 1 %; если же на той же теплоэлектростанция
сэкономить 1 % топлива в котле, то ее КПД возрастет только на 0,4 %, так как КПД
преобразования теплоты в работу находится на уровне 40 %.
Та часть работоспособности пара, которую при его протекании в турбине удалось
преобразовать в работу, находится на уровне 40 %. Часть работоспособности пара, которую
при его протекании в турбине не
удалось преобразовать в работу, условно называется
потерей энергии.
Наибольшие потери возникают при течении пара в сопловых и рабочих решетках,
особенно в цилиндр высокого давления и цилиндр низкого давления, где оно носит явно
выраженный пространственный характер и точный расчет которого затруднителен.
Вторыми по значению являются так называемые
потери с выходной скоростью
.
Объем пара, покидающего цилиндр низкого давления огромен (что при давлении за
последней ступенью 4 кПа объем, занимаемый 1 кг пара, составляет 29 м
3
), а площадь для
выхода пара из каналов рабочих лопаток последней ступени ограничена их прочностью.
Поэтому средняя скорость пара, покидающего ступень, может превышать 300 м/с, энергия
этого пара не используется для выработки мощности и поэтому теряется.
Do'stlaringiz bilan baham: 
