114
Phần 3. Nhà máy nhiệt điện

Chơng 10. Hiệu quả kinh tế
trong sản xuất điện năng và nhiệt năng10.1. Hiệu quả kinh tế của nhà máy nhiệt điện ngng hơi

Nh đã trình bày ở mục 1.2. nhà máy điện ngng hơi thuần túy làm việctheo
chu trình Renkin đợc biểu diễn trên hình 10.1.
Hình 10.1. Sơ đồ thiết bị nhà máy điện

Hình 10.2. Đồ thị T-s của
chu trình NMĐ

Hiệu quả kinh tế nhiệt của nhà máy điện đợc biểu thị bằng hiệu suất nhiệt

nm

-là tỉ số giữa năng lợng điện nhận đợc và lợng nhiệt tiêu hao:

bị phụ. Trong quá trình biến đổi từ nhiệt năng thành điện năng luôn có các tổn thất
sau:
-
Tổn thất nhiệt ở lò hơi
-
Tổn thất nhiệt trong tuốc bin,
-
Tổn thất nhiệt trong bình ngng,
-
Tổn thất cơ của tuốc bin-máy phát do ma sát,
-
Tổn thất nhiệt dọc các đờng ống, gọi là tổn thất truyền tải nhiệt.
Biến đổi công thức (10-1) ta có:

cc
qn
qn
T
v
T
v
T
i
T
i
co
co
d
lv
ttt

Q
v
T
P
2
3
s
T
2
2
,
4
5
1
P
1

115
Trong đó: N
đ
- Công suất điện của nhà máy,
N
cơ
- Công suất cơ trên trục máy phát,
N
i
T
- Công suất trong thực tế của tuốc bin,
Q
v

N
N
là hiệu suất của máy phát,


co
=
T
i
co
N
N
là hiệu suất cơ khí,

T
v
T
i
TB
td
Q
N
=
là hiệu suất trong tơng đối của tuốc bin,


tt
=
qn
T

TB
tđ


tt


lo(10-3)
Công suất điện sinh ra trên các cực của máy phát là:
N
đ
= GH
0

TB
td



co


mp
(10-4)
ở đây: G là lu lợng hơi vào tuốc bin, (kg/s),
H
0


, (kg/Kwh); (10-6)
Suất tiêu hao nhiệt của tuốc bin là lợng nhiệt tiêu hao để sản xuất ra 1Kwh
điện, bằng:
q
d
=
)(
)(
21d
d
2
1
d
d
iid
N
iiG
N
Q
=

=
, (kj/Kwh) (10-7)
Suất tiêu hao nhiệt của nhà máy là lợng nhiệt tiêu hao để sản xuất ra 1Kwh
điện có kể đến tổn thất trong lò và tổn thất truyền dẫn hơi đi, bằng:

116
q
nm

2
1
ttlo
2
1d
H
iiiid )()(
, (kj/Kwh) (10-8b)

q
nm
=
=

mpco
TB
tdttlo
1
, (kj/Kwh) (10-8c)
Suất tiêu hao nhiên liệu của nhà máy là lợng nhiên liệu tiêu hao để sản xuất ra
1Kwh điện, bằng:
b =
=
d
N
B
=
lv
thd
qn

Trong trung tâm nhiệt điện có nhiều phơng án bố trí để sản xuất phối hợp điện
năng và nhiệt năng.
Khi cung cấp nhiệt cho một loại hộ tiêu thụ nhiệt (các hộ tiêu thụ nhiệt có cùng
một áp suất hơi) có thể dùng tuốc bin đối áp và tuốc bin ngng hơi thuần túy nh ở
hình 10.3. hoặc tuốc bin ngng hơi có một cửa trích điều chỉnh nh ở hình 10.4.
Khi cung cấp nhiệt cho hai loại hộ tiêu thụ nhiệt, có thể dùng tuốc bin đối áp có
một cửa trích điều chỉnh và tuốc bin ngng hơi thuần túy nh ở hình 10.5a. hoặc tuốc
bin ngng hơi có hai cửa trích điều chỉnh nh ở hình 10.5b.
117

Hình 10.3. Dùng tuốc bin đối áp

Hình 10.4. Dùng tuốc bin
và tuôc bin ngng hơi thuần túy ngng hơi có một cửa trích

Hình 10.5a. Dùng tuốc bin đối áp có Hình 10.5b. Dùng tuốc bin
một cửa trích và tuốc bin ngng hơi ngng hơi có hai của trích


đợc cung cấp bằng tuốc bin ngng hơi có một cửa trích điều chỉnh nh trình bày
trên hình 10.6b. Để đảm bảo đồng thời đợc lợng điện N
đ
và lợng nhiệt Q cho hộ
tiêu thụ cần phải tiêu tốn một lợng hơi là G
ph
.
Để tính toán lợng hơi tiêu hao trong trờng hợp này ta giả sử tuốc bin làm việc
nh một tuốc bin ngng hơi thuần túy, nghĩa là lợng hơi trích G
n
= 0. Khi đó muốn
sản xuất ra lợng điện N
đ
thì theo (10-3) cần tiêu hao một lợng hơi là:
G
õ
=
mpco
TB
tdk0
d
ii
N
)(
(10-12)
Nếu trích đi một lợng hơi G
n
cấp cho hộ dùng nhiệt nghĩa là lợng hơi Gn này
không vào phần hạ áp, không tham gia sinh công để sản xuất điện năng trong phần hạ
áp, vì vậy lợng điện sản xuất ra sẽ giảm đi một lợng là:

mpco
TB
tdk0
d
ii
N


)((
10
-14)

Thay

N
õ
từ (10-13) vào (10-14) ta đợc:
G =
mpco
TB
tdk0
mpco
TB
tdknn
ii
iiG


= G
đ
+

G (10-17)
G
ph
= G
đ
+ yG
n
(10-18)
Rõ ràng (i
n
- i
k
) < (i
0
- i
k
), do đó :
)ii(
)ii(
k
kn


0
= y < 1
So sánh (10-17) với (10-18) và lu ý (y < 1) ta thấy sản sản xuất phối hợp điện năng

= G
đ
+ yG
n
- G
n
= G
đ
- (1 - y)G
n
(10-20)

Lợng hơi đi vào bình ngng khi sản xuất phối hợp nhỏ hơn khi sản xuất riêng
rẽ một lợng là:

119
G
k
= G'
k
- G
k
= G
đ
- [G
đ
- (1 - y)G
n
] (10-21)


k
- i'
k
) (10-23)
Trong đó:
Lợng nhiệt tiêu hao cho tuốc bin trích hơi là: Q
tr
= N
đ
+ Q
k
tr
Lợng nhiệt tiêu hao cho tuốc bin ngng hơi là: Q
ng
= N
đ
+ Q
k
ng

thay G
k
từ (10-20) vào (10-21) ta đợc:
Q
đ
= (1 - y)G
n
(i
k
- i'