На показатели работы ТЭС влияют в основном эксплуатационные характеристики парогенераторов (ПГ), турбогенераторов (ТГ), а также вспомогательного оборудования, относящегося к собственным нуждам. Каждый агрегат характеризуется КПД и расходными характеристиками, определяющими зависимость  первичного энергоресурса Э от производительности П.

Наиболее важными характеристиками оборудования являются:

удельный расход , определяемый геометрически секущей, и относительный прирост , определяемый касательной.      

      Рисунок 1.16   

 Расходные характеристики оборудования ТЭС   могут иметь более сложный характер за счет разрывов, не монотонного изменения наклона и т.п. Рассмотрим подробнее характеристики ПГ и ТГ.

а) Парогенератор (котел)

l Парогенераторы мощных ТЭС бывают 2-х типов: барабанные и прямоточные. Их расходные характеристики представляются обычно либо как зависимости B ( Q ), либо – B ( D ). Здесь Q – тепло в [Гкал] или в [ГДж], D – расход в тоннах стандартного пара

[т п./час].

Для построения характеристик обычно используется зависимость КПД h ( Q ). Для каждой k-ой точки характеристики B ( Q) считается  на входе котла и затем пересчитывается на условное топливо, теплота сгорания которого принята равной  7 Гкал/т ,

т у.т./ч.

Таким образом, по расчетным точкам путем сглаживания можно построить расходную характеристику  B ( Q ).  ХОП котла можно построить методом конечных приращений

.

Однако лучшую точность дает расчет по методу обратного баланса, который заключается в следующем. В качестве исходной принимается  характеристика h ( Q ) в виде кривой или таблицы. ХОП строится по точкам.

В  каждой точке прирост рассматривается как производная от тепловой энергии на входе, определяемой  с потерями  

       .        (1.24)

В каждой точке рассчитываются  и кривая сглаживается .

Производная потерь определяется через конечные приращения (см. рисунок 1.18) и затем переводится в именованные единицы

 [т у.т./Гкал*ч].

Характеристика строится в рабочем диапазоне нагрузки котла:

,

где минимальная нагрузка определяется устойчивостью горения факела.

Расходные характеристики меняются в процессе эксплуатации из-за старения оборудования и отклонения внешних параметров от нормативных, что приводит к изменению  КПД.

б) ТГ – турбогенератор

На ТЭС для выработки  электроэнергии  широко используются конденсационные блоки.  Расходная характеристика такого турбогенератора определяется  зависимостью  Q ( P ). Заводы-изготовители определяет расходную характеристику аналитически (см. рисунок 1.19)

             ,                           (1.25)

где ;

– относител ьный прирост расхода тепла.

Х арактеристика задается в рабочем диапазоне от P_min до P_H, причем .

На ТЭЦ находят применение турбины с  противодавлением типа РТ,. которые могут использоваться для связи сборных коллекторов пара разных давлений при р₂/р₁ » 0,1 ¸ 0,5 (см. рисунок 1.20). У подобных турбин характеристики приростов убывающие. Турбины с противодавлением используются редко.

Рисунок 1.20

На ТЭЦ широко используются турбины с отборами пара. Отборы делят на два вида: теплофикационные – Т и промышленные – П. Турбины с отборами имеют более сложные характеристики. На рисунок 1.21 показана характеристика турбины с одним отбором.

При работе ТГ с большими отборами пара электрическая мощность может ограничиваться пропускной способностью

 цилиндра высокого давления, а при малых отборах - цилиндром низкого давления.

Для турбин типа ПТ с двумя отборами строится еще более сложная диаграмма расхода.

Характеристики блоков

Рассмотрим упрощенную схему основных потоков энергии в блоке (см. рисунок 1.22)

Полагаем, что известны следующие расходные характеристики объектов блока B ( Q_K ), Q _т ( P ), Q _CH ( P ), P_CH ( P ). При этом часовые расходы на собственные нужды отнесены на выработку электроэнергии.

При построении ХОП блока различают удельный прирост расхода топлива брутто  и нетто  .

Прирост брутто относят к полной выработке

     ,       (1.26)

где  – относительный прирост расхода тепла на собственные нужды.

Прирост нетто относят к полезно отпущенной выработке

           .                      (1.27)

При этом учтено, что ,

где  – относительный прирост расхода электроэнергии на собственные нужды.

Для приблизительного расчета можно не учитывать собственные нужды. Тогда: .

Для примера на рисунке 1.23 показана ХОП блока 200 МВт.

Корректировка ХОП в процессе эксплуатации требует учета всевозможных факторов, влияющих на КПД основного оборудования блока, изменения внешних условий, таких как температура наружного воздуха, температура циркуляционной воды, изменение характеристик топлива и т.п.

Маневренные свойства блока

КЭС участвуют в регулировании частоты и перетоков мощности в системе, что требует иногда быстрого их изменения. При этом различают нагрузочный диапазон блока   и регулировочный диапазон, в котором нагрузка может меняться автоматически без изменения состава вспомогательного оборудования (числа горелок, питательных насосов и т.д.).

Сброс нагрузки производится быстро, а подъем – медленно по несколько процентов в минуту, особенно при включении блока после простоя. Время пуска из холодного состояния определяется плавным подъемом температуры в элементах конструкции турбины и котла, например, в барабане котла на 2,5…3,0 °С/мин, и может достигать нескольких часов, а для мощных блоков и более 10 часов. Например, контроль состояния турбины при пуске осуществляется по приборам, фиксирующим относительное удлинение и осевой сдвиг ротора; разность температур между верхом и низом цилиндров, по ширине фланцев, между фланцами и шпильками; искривление вала и вибрацию; тепловое расширение паропроводов и корпуса турбины и т. п.

При плановых простоях в часы снижения потребления продолжительность пуска зависит и определяется временем простоя блока. Пуск сопровождается дополнительными  пусковыми расходами топлива, которые также зависят от длительности простоя, а также и от номинальной мощности блока. При пуске из холодного состояния мощного пылеугольного блока они могут достигать нескольких сотен тонн.