- •1. 2. Энергетические характеристики
- •1.3. Показатели экономичности работы энергетического оборудования
- •1.3.1. Абсолютные показатели экономичности
- •1.3.2. Удельные показатели
- •1.3.3. Частичные удельные показатели или относительные приросты
- •1.4. Показатели экономичности группы совместно работающего оборудования
- •1.5. Проблемы точности определения показателей экономичности энергетического оборудования
- •2. Энергетические характеристики агрегатов
- •2.1. Формы и уравнения энергетических характеристик
- •2.2. Энергетические характеристики турбоагрегатов
- •А) Энергетические характеристики турбоагрегатов с дроссельным регулированием
- •Б) Энергетические характеристики турбоагрегатов с обводным регулированием
- •В) Энергетические характеристики турбоагрегатов с клапанным регулированием
- •2.3. Энергетические характеристики котлоагрегатов
- •2.4. Дополнительные потери переменного режима
- •3.2. Распределение электрической нагрузки между турбоагрегатами
ЭКОНОМИКА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО
ОБОРУДОВАНИЯ
I. Показатели экономичности работы энергетического оборудования
1.1.Уравнения энергетического баланса
Особенностью процессов преобразования и транспорта электроэнергии является наличие потерь двух видов:
1) потери, обусловленные физическими законами, лежащими в основе процессов преобразования и транспорта энергии;
2) потери, представляющие собой расход энергии на собственные нужды различными вспомогательными механизмами.
В самом общем виде любой процесс преобразования и транспорта электроэнергии представляется следующим образом:
Ne
We
Nu Wu
Na
Wa
Рис. 1. Энергетический баланс брутто
где Na – подведенная мощность, Nu – потери, Ne – полезная мощность, W – энергия.
Уравнение энергетического баланса имеет вид:
Na = Ne + Nu
Wa = We + Wu.
Зная два показателя из уравнения можно найти третий.
При оценке экономичности работы энергетического оборудования различают показатели брутто – без учета отъема энергии на собственные нужды и показатели нетто, учитывающие то, что часть энергии расходуется на собственные нужды этого оборудования. В соответствии с этим схему энергетического баланса можно представить следующим образом.
Naбр
Waбр
Nент
Weнт
Naсн
Waсн
Naнт
Neсн
Weсн
Weбр
Waнт
Nu Wu Wu
Neбр
Рис. 2. Энергетический баланс нетто
Представленный на схеме баланс описывается равенствами
Naбр = Neнт + Neсн + Nu + Naсн = Neнт + NuS
Waбр = Weнт + Weсн + Wu + Waсн = Weнт + WuS.
где, Naбр и Waбр, Neнт и Weнт – соответственно подведенные мощность и энергия агрегата брутто, полезная мощность и энергия агрегата нетто; Naсн и Neсн , Waсн и Wecн – подведенная и полезная мощность, и энергия, расходуемая на собственные нужды; Nu и Wu – потери мощности и энергии, обусловленные физическими законами, лежащими в основе преобразования и передачи энергии.
Между показателями брутто и нетто существуют зависимости
Naнт = Naбр – Naсн
Neнт = Neбр – Neсн
и баланс мощностей может быть переписан как
Naнт = Neбр + Nu.
1. 2. Энергетические характеристики
Зависимость между двумя любыми показателями из уравнения энергетического баланса называются энергетическими характеристиками.
Наибольшее распространение в практике эксплуатации получили энергетические характеристики
а) зависимость потерь Nu от нагрузки агрегата брутто Neбр, называемая энергетической характеристикой потерь: Nu = ¦ (Neбр);
б) зависимость подведенной мощности нетто Naнт от нагрузки агрегата брутто Neбр – расходная энергетическая характеристика: Naнт = ¦ (Neбр).
При этом нужно помнить, что между показателями энергетических характеристик существует взаимосвязь, определяемая балансом, и поэтому одна характеристика полностью определяет другую.
Энергетическая характеристика потерь для всех видов энергетического оборудования более четко отражает особенности того или иного энергетического процесса, так как обладает по сравнению с расходной характеристикой большей кривизной.
Энергетическая характеристика является основным документом, характеризующим экономичность работы энергетического оборудования с различной постоянной нагрузкой.
Для проектируемого оборудования энергетическая характеристика может быть получена как расчетом, так и по результатам испытаний модели; для действующего оборудования ее получают по данным специальных эксплуатационных испытаний.
Каким бы путем ни была получена энергетическая характеристика, она выявляет экономичность работы оборудования только в том случае, если оно эксплуатируется в условиях, полностью соответствующих тем, при которых была получена.
1.3. Показатели экономичности работы энергетического оборудования
Для характеристики экономичности оборудования используются следующие группы показателей: абсолютные; удельные; частично-удельные или относительные приросты.
1.3.1. Абсолютные показатели экономичности
К этой группе относятся показатели энергетического баланса: Wa, We, Wu либо Na, Ne, Nu при постоянной нагрузке.
Оценивать экономичность работы энергетического оборудования с помощью абсолютных показателей в ряде случаев бывает неудобно из-за несопоставимости друг с другом показателей разнотипного оборудования, а также однотипного, но по-разному загруженного. В силу этого экономичность энергетического оборудования оценивают в процессе эксплуатации не по абсолютным, а по удельным или относительным показателям.
1.3.2. Удельные показатели
Удельные показатели представляют собой отношение соответствующих абсолютных показателей. Различают следующие удельные показатели:
удельный расход – отношение подведенной мощности к полезной
d = Na / Ne;
коэффициент полезного действия
h = Ne / Na = 1 / d;
удельные потери, отнесенные к полезной мощности
e = Nu / Ne;
удельные потери, отнесенные к подведенной мощности
s = Nu / Na.
Удельные показатели, как и абсолютные, могут быть показателями брутто и нетто – в зависимости от того, учитывается или не учитывается при их определении расход энергии на собственные нужды оборудования.
В практике нашли распространение два удельных показателя: коэффициент полезного действия h и удельный расход d. Первый показатель, обычно выражаемый в процентах или долях единицы, является безразмерным, а второй, как правило, имеет размерность, соответствующую единицам, в которых измеряется подведенная и полезная мощность.
Удельные показатели численно равны тангенсу угла наклона секущей, проведенной из начала координат данной энергетической характеристики абсолютных показателей в точку характеристики, соответствующую заданному значению мощности.
Каждый из удельных показателей можно выразить через другой, в связи, с чем все эти показатели представляют как бы различные формы единого показателя экономичности работы энергетического оборудования. Между удельными показателями существует следующая взаимосвязь:
Ne
1
Ne
1
1
Na - Nu
=
Ne + Nu
d
Na
1+
Nu
Ne
1+e
Na
Nu
Na
1
1
d
1 + e
Часто в практике эксплуатации возникает необходимость оценить экономичность изменения нагрузки энергетического оборудования, уже находящегося в работе, чтобы правильно решить вопрос о распределении нагрузки между разными агрегатами. Для этой цели служит третья группа показателей.