Найменше значення ККД ТЕЦ з виробництва електроенергії відповідає її конденсаційному режиму, для якого, наприклад, ηсе ≈ 0.34, і тоді bе ≈ 360 г/(кВт·год)
Найбільш високі значення ККД має ТЕЦ при роботі турбін з протитиском без втрат теплоти у конденсаторі. При цьому
.
Наприклад, при ηсе = 0.985·0.98·0.98·0.90 = 0.855 отримаємо
bе = 144 г/(кВт·год).
Коефіцієнт корисної дії і питома витрата теплоти на виробництво електроенергії на ТЕЦ qсе, кДж/(кВт·год), зв’язані співвідношенням
. (5.45)
Якщо ηсе = 0.40 ÷ 0.50, то qсе = 9000 ÷ 7200 кДж/(кВт·год).
При використанні ККД нетто ηсе.н визначаються відповідні показники bе.н і qсе.н ТЕЦ.
Питома витрата умовного палива на одиницю теплоти, відданої зовнішньому споживача, кг/ГДж, визначають з рівняння
(г/МДж). (5.46)
При ηст = ηтут · ηтр · ηп.к = 0.99 · 0.98 · 0.90 = 0.873 отримуємо
bт = 39.08 г/МДж = 140.7 г/(кВт·год.).
При додатковому відпуску теплоти піковими водогрійними котлами враховується також витрату палива на них.
Висновок:
Виробіток електроенергії разом з використанням частково відпрацьованої теплоти ПТУ суттєво підвищує ККД з виробництва електроенергії на ТЕЦ порівняно з КЕС і супроводжується значною економією палива. Ця економія пояснюється тим, що частина теплоти, яка в конденсаційному режимі виготовлення електроенергії була б розсіяна через конденсатор в оточенні, подається споживачам і витрачається корисно. Ясно, що чим більша частка відбору пари для подачі споживачам, тим вищий коефіцієнт використання тепла, що виділяється при спалюванні палива.
На ТЕЦ в СНД переважно застосовують теплофікаційні турбіни (марки Т) з регульованими відборами та з конденсацією пари. Такі турбіни універсальні, забезпечують різноманітні режими виробітку електричної енергії та теплоти.
Витрату пари на теплофікаційну турбіну визначають, порівнюючи її з витратою пари на турбіну типу К з такими ж параметрами див. рис. 5.1,
.
При тепловому відборі пари з турбіни величиною Dт, її внутрішня потужність знижується на величину Dт·(hт – hк), де hт і hк - ентальпії пари у відборі і на вході в конденсатор. Для відновлення потужності турбіни до початкової Nе необхідно збільшити витрату свіжої пари на турбіну на величину, яка визначається співвідношенням
,
звідси додаткова витрата пари, яка вирівнює електричні потужності,
.
Комбінуючи (5.7) та (5.9), отримуємо збільшену витрату пари на турбіну з відбором і конденсацією, але з електричною потужністю, що рівна базовій конденсаційній турбіні
.
Якщо ввести коефіцієнт недовиробітку потужності парою відбору
,
то витрату пари на Т турбіну з відбором і конденсацією можна представити так:
.
Відповідно до (5.11), коефіцієнт недовиробітку потужності характеризує частку невідпрацьованого теплоперепаду пари, яка іде у відбір, див. рис. 5.1.
Коефіцієнт недовиробітку ут змінюється у межах 0 ≤ ут ≤ 1; ут = 0 при hт = hк, тобто при подачі у конденсатор всієї відпрацьованої у турбіні пари (чисто конденсаційний режим); ут = 1 при hт = h0, тобто при відборі всієї свіжої пари (пара не працювалау турбіні). Переважно ут = 0.3 ÷ 0.7, а в середньому ут = 0.5. Якщо Dт = 0, то D0 = D0,к і витрата пари відповідає конденсаційному режиму без відбору з параметрами, що відповідають теплофікаційному режиму.
Співвідношення (5.10) є енергетичним рівнянням ПТУ, що виражає енергетичний баланс та зв’язок між витратою пари і електричною потужністю.
Електроенергетична і теплова ефективність процесів на ТЕЦ характеризуються загальностанційними ККД з виробітку електроенергії та теплоти,
;
.
Загальну теплову економічність процесу спільного виробництва обох видів енергії характеризують повним ККД ТЕЦ
.
Для теплофікаційної турбоустановки відповідно отримуємо
.