Вопрос 5. Способы повышения эффективности ПТУ

5.1 Способы увеличения термического КПД.

Термический КПД цикла увеличивается с увеличением и t₁ (т.е. параметров пара перед турбиной) и с уменьшением давления в конденсаторе . В настоящее время материалы, применяемые в пароперегревателях и турбинах, выдерживают температуры не более 535 – 565^оС; при этом давление на входе в турбину может быть и выше критического, т.е.> 22 МПа.

Понижение давления в конденсаторе также имеет свои пределы, связанные с ограничением температуры влажного насыщенного пара в конденсаторе в диапазоне 25–35^оС. Этот диапазон температур соответствует абсолютному давлению пара в конденсаторе (например, при ). Дальнейшее снижение невозможно из-за отсутствия естественных (природных) охладителей с более низкой температурой.

5.2. Промежуточный перегрев пара.

5.3. Регенеративный подогрев.

5.4. Теплофикационный цикл.

Паротурбинные установки, в которых вырабатывается только электроэнергия, называются конденсационными. В конденсаторе этих установок давление равно 3-5 кПа и температура - 25-35 ⁰С, а охлаждающая вода нагревается до 15-30 ⁰С. Тепло этой воды не может быть использовано из-за низкой температуры. Потери с охлаждающей водой составляют в конденсационных установках до 60 % теплоты, выделившегося при сгорании топлива. Чтобы использовать теплоту, уносимую с охлаждающей водой, пар в турбине расширяют до более высокого давления, равного 1-1, 3 бар и соответственно более высокой температуры – 100-110 ⁰С; при этом температура охлаждающей воды составляет 80-95 ⁰С. Теперь эту теплоту охлаждающей воды можно использовать для отопления зданий, в технологических процессах и т.п.

Установки, в которых осуществляется комбинированная выработка электрической энергии и теплоты, называются теплофикационными установками или теплоэлектроцентралями (ТЭЦ).

Повышение противодавления пара (давления на выходе из турбины) приводит к уменьшению вырабатываемой электрической энергии, но общее использование теплоты значительно повышается. В идеале можно использовать всю теплоту q₂, но в действительных условиях часть теплоты теряется, и экономичность теплофикационных установок достигает 70-75 %. Комбинированная выработка электрической и тепловой энергии является основой теплофикации.