Экономичность работы тепловых электростанций характеризуется следующими основными показателями:
bэ— удельный расход условного топлива на отпущенную электроэнергию, кг/квт-ч;
bm— удельный расход условного топлива на отпущенное тепло, кг/мгкал.
Соответственно коэффициенты полезного действия по выработке электрической и тепловой энергии:
Суммарный к. п. д. теплофикационной электростанции будет зависеть от участия в общем расходе топлива выработки электрической и тепловой энергии: чем больше будет при прочих равных условиях выработано электроэнергии на теплофикационном режиме, тем выше суммарный к. п. д. электростанции, который может быть представлен по формуле:
(3)
где: Э — количество отпущенной со станции электроэнергии, квт-ч;
Qр — средняя низшая теплотворная способность топлива, ккал/кг·,
В — количество израсходованного натурального топлива, кг;
Qm — количество отпущенного со станции тепла, ккал.
Экономия топлива, которая может быть получена в результате проведенного рационализаторского мероприятия, может быть подсчитана на основе сравнения к. п. д. рационализируемой установки до и после проведения мероприятия при одинаковом количестве отпускаемой тепловой и электрической энергии.
Так как полезное тепло Q остается величиной постоянной, то можно написать:
Абсолютная величина экономии топлива за рассматриваемый период времени:
(4)
отсюда
(5)
Анализ последней формулы показывает, что чем меньше был к. п. д. установки до рационализации, тем больше относительная экономия топлива на каждый процент прироста к. п. д. после рационализации. В установках малой мощности, имеющих менее высокие к. п. д., чем более совершенные крупные тепловые агрегаты, имеются большие возможности для проведения рационализаторских мероприятий. В практике рационализации известны случаи повышения к. п, д. котельных и газогенераторных установок на 10% и более. В ряде случаев, при переводе электростанций, работавших без использования отработавшего тепла, на работу с использованием его, к. п. д. станции может повыситься более чем в два раза.
Рис. 1. Энергетический поток тепловой электростанции:
1 — тепло топлива, поступающего на склад; 2 — потери тепла на складе; 3 — тепло топлива, идущего в котельную; 4 и 4" — в котлы 1 и 2; 5 и 5" — тепловые потери в котлоагрегатах 1 и 2; 6 и 6" — тепло пара из котлов 1 и 2; 7' и 7'' — потери в паропроводах; 8 и 8" — тепло пара перед турбинами 1 и 2; 9 и 9" — потери тепла в турбинах 1 и 2; 10 и 10" — мощность на валу турбин 1 и 2; 11 и 11''— потери в электрогенераторах 1 и 2; 12' и 12" — электрическая мощность на клеммах генераторов 1 и 2.
На рис. 1 представлен энергетический поток на тепловой электростанции, состоящей из двух котлов и двух турбогенераторов. Поток начинается от топливного склада. Топливо, поступившее со склада в котельную, вследствие весовых и качественных потерь уже представляет собою меньшую тепловую ценность, что можно учесть величиной — к. п. д. топливного склада ηск меньшей единицы. Аналогично учитываются своими к. п. д. тепловые потери в котельном агрегате η, в паропроводах ηnn от котла к машине, в машине в электрогенераторе η и т. д. В общем к. п. д. электростанции при разветвленном потоке будет зависеть от каждого параллельного потока в отдельности и от последовательного течения их в целом. Для частного случая двух котлов и двух машин можно составить такое уравнение:
(6)
где q' и q" — соответствующие для каждого потока полезные расходы тепла, ккал/час.
Если число потоков будет больше, то формула (6) изменится соответственно числу этих потоков.
В случае равенства коэффициентов, имеющих одинаковые индексы, общий к. п. д. электростанции, очевидно, будет равен:
Для анализа причин повышения удельных расходов топлива на каждой электростанции составляется тепловой баланс по отдельным статьям прихода и расхода тепла. Методы составления тепловых балансов приведены в соответствующих разделах.
Анализ основных составляющих себестоимости всех видов энергии, отпускаемой электростанциями, показывает, что в общей себестоимости энергии топливная слагающая является доминирующей. Поэтому снижение расхода топлива на выработку энергии больше всего влияет на снижение себестоимости продукции. Для уменьшения топливной слагающей необходимо снижать потери, связанные с эксплуатацией котлов и двигателей, и повседневно бороться за экономию топлива на всех участках, каким бы малым этот участок не казался. Никогда не следует рационализацию считать предельно законченной, она должна быть непрерывной в процессе эксплуатации.
