Термическая эффективность парогазовых установок

Коэффициент термической эффективности определяется из уравнения

. (18)

Для конденсационных парогазовых установок коэффициент термической эффективности определяется уравнением

, (19)

где - электрическая мощность соответственно газовой и паровой турбины. Уравнения электрической мощности турбин имеют вид

, (20)

, (21)

где Q_пот – потери теплоты в котельном агрегате, основными из которых являются потери теплоты с уходящими газами, существенно зависящие от величины коэффициента избытка воздуха в уходящих газах. Пренебрегая потерями с наружным охлаждением и с химической неполнотой сгорания, запишем потери теплоты как потери с уходящими газами в виде

. (22)

Подставляя в (119) выражения (120), (121) и (122), с учетом (114) получим:

(23)

Преобразуем комплекс, содержащий потери теплоты с уходящими газами к следующему виду:

где 3,65 – отношение теплоты сгорания газа к теоретически необходимому количеству воздуха, МДж/м³ воздуха. Тогда выражения для коэффициента термической эффективности ГТУ будет иметь вид

. (24)

Для ПГУКУ и выражение преобразуется к виду

. (25)

Уравнение (124) включает в себя основные характеристики ПГУ, что позволяет расчетным путем определить их характеристики. Термическая эффективность парогазовых установок с котлом полного горения слабо зависит от термической эффективности ГТА, т. е. от степени повышения давления в компрессоре. С увеличением степени повышения давления в компрессоре возрастает избыток воздуха в отходящих из турбины газов, увеличивается доля выработки электроэнергии по паровому циклу и суммарная эффективность ПГУ возрастает незначительно (см. рис. 58).

Термическая эффективность парогазовых установок с котлами-утилизаторами несколько возрастает при увеличении степени повышения давления, несмотря на то, что из-за повышения избытка воздуха в уходящих газах падает эффективность выработки электроэнергии по паровому циклу (возрастают потери с уходящими газами). Во всем диапазоне изменения термической эффективности ГТУ величина эффективности ПГУ полного горения ниже, чем у ПГУ с котлами-утилизаторами (рис. 61).

Рис. 4 Зависимость КПД ПГУ от степени повышения давления в компрессоре