Комбинированного производства

ла (не являющегося циклом Рснкнна) с довольно высокой температурой теплоносителя служит для выработки пара, приводящего в действие турбину, которая работает в цикле Ренкина. Обычно в качестве надстроечного цикла применяется цикл Брайтона. В гл. 4 было показано, что оборудование, работающее в цикле Брайтона, может выдерживать гораздо более высокую температуру (до 1000°С) на входе, чем при цикле Ренкина, а отходящие газы имеют температуру, достаточную для выработки высокопотенциальной теплоты (около 400°С). Схема комбинированного (парогазового) цикла изображена на рис. 8.17.

2-2. Принципиальные схемы осуществления комбинированного парогазового цикла ...................... 35

Для последующего анализа комбинированного парогазового цикла полезно исследовать особенности бинарной газопаровой установки с оптимальным циклом во второй ступени.

§ 2-2. Принципиальные схемы осуществления комбинированного парогазового цикла

Различные варианты осуществления идеального комбинированного парогазового цикла показаны на рис. 2-5. Контур а — b — с — d — а соответствует циклу газовой ступени. Для простоты предполагается, что температура атмосферного воздуха (точка с) совпадает с температурой конденсации пара.

комбинированного парогазового

Применение комбинированного парогазового цикла вместо паросиловой установки с паровыми турбинами той же мощности и тех же параметров снижает удельный расход топлива примерно на 6—12% при использовании высоконапорных парогенераторов и на 4—8% при установке предвключенной газовой турбины.

1-11. А. Н. Л о ж к и н и А. Э. Г е л ь т м а н, Термодинамические основы комбинированного парогазового цикла постоянного давления горения, «Котлотурбостроение», № 6, 1948.

продукты сгорания топлива нагреваются до температуры в точке 3', и отдают свое тепло Qn водяному пару. Полезной работе цикла /п соответствует площадь bcdefgb. Подвод тепла к продуктам сгорания происходит по изобаре 233', подвод тепла к пару — по изобаре cdef. Площадь 12341 характеризует потери тепла с уходящими газами Qy, площадь abgha—потери тепла в конденсаторе QK. Если совместить газовый и паровой циклы, то получится комбинированный парогазовый цикл (рис. 1, в). В таком цикле сжатый в компрессоре воздух подогревается по изобаре 41 и затем расширяется в турбине до давления, близкого к атмосферному, имея еще высокую температуру (400—600° С). Охлаждаясь по изобаре 25, газы подогревают питательную воду в экономайзере и с температурой в точке 5 выбрасываются в атмосферу. На участке се' вода подогревается за счет тепла выхлопных газов турбины. Это дает полезную работу /п, дополняющую работу паровой ступени цикла /п. Сумма площадей /г, /„ и /„ характеризует полезную работу комбинированного парогазового цикла. В газовой ступени цикла имеются потери тепла с уходящими газами (Qy), в паровой ступени — потери тепла при конденсации пара (QK). Как будет показано далее, к. п. д. комбинированного

Термодинамические преимущества такого комбинированного парогазового цикла с высоконапорным парогенератором были

79. Л о ж к и н А. Н., ГельтманА. Э. Термодинамические основы комбинированного парогазового цикла постоянного давления горения. — «Котло-турбостроение», 1948, № 6, с. 11—16.

В предстоящие годы предполагается расширение комбинированного производства электрической и тепловой энергии.

Теплофикация - централизованное теплоснабжение на базе комбинированного производства электроэнергии и теплоты на ТЭЦ.

Оба главных направления экономии энергоресурсов — на выработке электроэнергии и на железнодорожных перевозках — в значительной мере стали возможны благодаря массовому вовлечению в энергетический баланс СССР нефти и природного газа. Важную роль в снижении удельного расхода топлива на выработку электроэнергии сыграло освоение в 60-е гг. закритических параметров пара и увеличение единичной мощности агрегатов (энергоблоков) электростанций. Поскольку такие блоки первоначально создавались на газомазутном топливе, это ускорило их разработку и освоение. В сочетании с продолжавшимся в 60-е гг. быстрым развитием теплофикации (доля комбинированного производства электроэнергии и тепла на теплоэлектроцентралях (ТЭЦ) в общей выработке электроэнергии ТЭС достигла в 1965—1970 гг. 36—38%, после чего снизилась до 30% в настоящее время) повышение тепловой экономичности турбоагрегатов вызвало резкое снижение удельного расхода топлива на выработку электроэнергии. Если в 1960 г. он составлял 471 г/кВт-ч,; то к 1965 г. снизился до 422 г/кВт-ч, к 1970 г.— до 371 г/кВт-ч и к 1975 г.— до 342 г/кВт-ч. В середине 80-х гг. средний удельный расход условного топлива на выработку электроэнергии приблизился в СССР к 325 г/кВт-ч и стал одним из самых низких в мире.

Остравско-Карвинский район ЧССР включает в себя мощные топливодобывающие и металлургические предприятия. Эти предприятия связаны единым технологическим циклом в рамках комбинированного производства, имеют общие вспомогательные и обслуживающие производства, в том числе- системы электро- и теплоснабжения. Поэтому система энергоснабжения такого центра должна формироваться для всей совокупности размещенных на его территории производств и объектов социально-бытового назначения. К 2000 г. тепловая нагрузка Остравско-Карвинской городской агло-

Учитывая возможность реализации схем теплоснабжения путем различного сочетания источников теплоты и их мощностей, а также неоднозначности исходных данных, задачу рассматривали в многовариантной постановке. В результате проведенных исследований установлено, что в условиях ЧССР более эффективным является использование ядерного горючего для комбинированного производства тепловой и электрической энергии. По сравнению с ACT АТЭЦ могут конкурировать с ТЭЦ на органическом топливе при введении ограничения на использование каменного угля для целей теплоснабжения и при задержке освоения котлов с кипящим слоем. В случае применения АТЭЦ схема теплоснабжения рассматриваемого района приобретает вид, представленный на рис. 6.12. Она включает крупную АТЭЦ, а также ряд существующих ТЭЦ, покрывающих локальные тепловые нагрузки или используемых в качестве пиковых источников теплоты.

Источниками централизованного теплоснабжения наряду с крупными районными и городскими котельными служат ТЭЦ. Они имеют бесспорные положительные качества: за счет комбинированного производства тепла и электроэнергии, оснащения высокоэкономичным оборудованием снижаются удельные и общие расходы топлива на энергоснабжение. Газоочистное оборудование современных ТЭЦ обеспечивает высокую степень очистки дымовых выбросов. Все это делает теплофикацию эффективной формой централизации теплоснабжения и наиболее рациональным методом использования топливных ресурсов страны для тепло- и электроснабжения [138].

фактического материала, иллюстрирующая те или иные положения или тенденции в энергетическом хозяйстве, основана на опыте США. Вместе с тем хорошо известно, что многие звенья современного энергетического хозяйства США во многом уступают по своему технико-экономическому уровню достижениям друпж промышленно развитых стран и в первую очередь Советского Союза. Достаточно отметить серьезное отставание США от СССР в области масштабов и техники комбинированного производства электроэнергии и теплоты и развития на этой базе теплофикации, обеспечивающей высокоэффективное использование топлива на электростанциях. Крайне неблагополучно обстоят дела в американской атомной энергетике, в энергосистемах США наблюдается большое число крупных системных аварий, в процессе которых отключаются целые районы с большим числом населения

домов такая установка была бы идеальной. Такая установка по принципу работы представляет собой систему комбинированного производства теплоты и электроэнергии, аналогичную рассмотренным в гл. 8.

Идеи централизованного теплоснабжения в нашей стране на принципе комбинированного производства тепловой и электрической энергии были высказаны и заложены в плане ГОЭЛРО.

За 15 лет (1960—1975 гг.) теплоэлектроцентрали за счет комбинированного производства электрической и тепловой энергии сэкономили стране 270 млн. т условного топлива.

Большая экономия была получена и в результате широкого внедрения комбинированного производства тепловой (горячая вода для отопления, пар и горячая вода для промышленного производства) и электрической энергии на теплоэлектроцентралях. Дело в том, что теплоцентрали имеют КПД, равный 60—70%, а лучшие конденсационные электростанции с крупными энергоблоками на высоких параметрах пара — 38— 42%.