Газопаровых установок

Газопаровые установки выполняют по разделенным и контактным схемам.

Большое влияние на технический прогресс теплоэнергетики окажет применение комбинированных установок, использующих в качестве рабочих тел газ и пар в едином энергетическом комплексе [1]. Основное направление развития комбинированных установок — парогазовые и газопаровые установки с раздельными контурами рабочих тел.

2-6. Бинарные газопаровые установки.............. 55

Глава третья. Контактные газопаровые установки.......... 72

3-5. Газопаровые установки с котлом-утилизатором........ 88

3-6. Мощные базисные газопаровые установки ......... 96

3-7. Пиковые газопаровые установки .............. 99

§ 2-6. Бинарные газопаровые установки

При значительных мощностях бинарные газопаровые установки не могут конкурировать с установками парогазовыми. Но в области малых мощностей (12 Мет и ниже) и при достаточно совершенных газовых турбинах к. п. д. у бинарных установок оказывается выше, чем у парогазовых. Некоторые проектные разработки дают основание полагать, что и капиталовложения в бинарные установки будут ниже, чем в парогазовые. Наконец, важным преимуществом бинарных установок на мелких электростанциях явится резкое снижение требований к качеству питательной воды, что обусловлено низкими давлениями пара и отсутствием в котле-утилизаторе контакта кипятильных поверхностей нагрева с газами, температура которых превышает 400—500° С.

ГЛАВА ТРЕТЬЯ КОНТАКТНЫЕ ГАЗОПАРОВЫЕ УСТАНОВКИ

§ 3-5. Газопаровые установки с котлом-утилизатором

парогазовых и газопаровых установок:

5. Главное преимущество газопаровых установок ЦКТИ—ЛПИ— использование в цикле большого количества тепла из системы охлаждения турбины.

Поэтому в настоящее время генерация пара для газопаровых установок должна осуществляться, как правило, в поверхностных парогенераторах. Термодинамические характеристики установок могут остаться при этом неизменными, а принципиальная конструктивная схема камеры сгорания должна напоминать схему П. Д. Кузьминского.

Оптимальные степени повышения давления в рассматриваемой схеме близки к величинам, характерным для обычных ГТУ. Это позволяет легко решить как задачу удаления солей, так и проблему водоснабжения. В итоге данная схема допускает немедленное создание газопаровых установок на основе использования стандартного оборудования и может рассматриваться, как важный вклад в дело повышения технико-экономических показателей обычных ГТУ. Это особенно существенно в случае комбинированной выработки тепловой и электрической энергии [Л. 1-5].

Применение полуконтактных схем может оказаться целесообразным и независимо от задач утилизации отходящего тепла. Так, замена непосредственного впрыска воды в схеме по рис. 1-3, ж генерацией насыщенного пара в поверхностном аппарате (как это фактически предусматривалось П. Д. Кузьминским) позволяет предохранить проточную часть турбины от попадания солей. Ниже будет показано, что замена непосредственного впрыска воды вводом в газовый тракт пара может существенно улучшить технические характеристики газопаровых установок.

Во всех рассмотренных схемах комбинированных установок использовано оборудование, освоенное современной техникой. По существу, речь до сих пор шла лишь о том или ином сочетании звеньев уже имеющихся паросиловых установок, ГТУ, двигателей внутреннего сгорания и тепловых насосов. Правда, отдельные стороны работы этих установок еще недостаточно изучены. Это относится, в частности, к поведению солей, вносимых испаряемой водой в проточную часть турбины газопаровых установок контактного типа, к регулируемости отдельных схем и т. д. Отсутствует и опыт построения мощных парогенераторов. Но в большинстве случаев дальнейшие исследования и опыт эксплуатации смогут лишь уточнить показатели, которые сейчас уже более или менее точно вырисовываются для каждого из описанных типов комбинированных установок.

Конкурентоспособность бинарных газопаровых установок резко возрастает в случае применения высокотемпературных газовых турбин. Термодинамический анализ, результаты которого иллюстрировались рис. 2-10, свидетельствует о нецелесообразности затраты тепла высокого потенциала на парообразование в установках большой термической эффективности. С другой стороны, кривые, показанные на рис. 2-18, свидетельствуют о том, что при достаточно высокой температуре за газовой турбиной отпадают ограничения в выборе рабочего давления в паровой части БГПУ. В итоге увеличение рабочих температур перед газовой турбиной на 150—200° С против современных пределов создает для этих установок бесспорные преимущества перед ПГУ.

Особенностью контактных газопаровых установок является непосредственное смешение продуктов сгорания с пароводяным рабочим телом.

установку с однопоточными турбомаши-нами мощностью 100 Мет. Возможный к. п. д. составит 15—22% в зависимости от требований к длительности пуска. Мь Одновальный агрегат обеспечивает наиболее экономичную работу на переменных режимах. Это обстоятельство — лишний довод в пользу применения газопаровых установок, а не ГТУ. Как правило, оказывается целесообразным применение промежуточных холодильников. Это определяется, в частности, возможностью осуществить в них (частично или полностью) нагрев воды, необходимый для процесса деаэрации.

Характерно, что разработки комбинированных парогазовых и газопаровых установок исходят из применения обычных газовых турбин, не имеющих никакого охлаждения или использующих охлаждение воздухом. Между тем, например, в парогазовой схеме^ разрабатываемой ЦКТИ, весовые и объемные расходы пара соизмеримы с расходом воздуха. Не касаясь сейчас вопроса об особенностях теплообмена в паровых потоках вообще, отметим лишь одну основную термодинамическую особенность использования пара в качестве агента для охлаждения турбин.

Открываются возможности сочетания турбины, имеющей парциальные подводы газа и пара, с различными схемами парогазовых и газопаровых установок. Однако решение всех этих вопросов требует экспериментальной проверки.