Парогазовой установке

Парогазовая установка (ПГУ) — комбинированная установку в которой основная доля теплоты подводится с топливом

Параметры состояния 8 Паровая турбина 179 Парогазовая установка 209 Парообразование 33 Пароперегреватель 159 Паротурбинная установка 178 Парциальное давление 13 Первая критическая плотность теплового потока 124 Передача энергии 7 Перекрестный ток 134 Плазма 280

Опытная парогазовая установка с ВПГ производительностью 450 т/ч установлена на Невинномысской ГРЭС совместно с турбоустанов-кой К-200-130, при этом стоимость установленного кет снизилась примерно на 15%, а удельный расход топлива от 4 до 7%.

Парогазовая установка с высоконапорным парогенератором (ПГУ с ВПГ). Схема установки и ее идеализированный цикл в диаграмме s — Т изображены на рис. 6.15. Компрессор подает воздух в топку высоконапорного парогенератора (ВПГ), где сгорание топлива происходит под повышенным давлением. Газовая турбина работает на продуктах сгорания, уходящих из ВПГ, и помимо компрессора отдает энергию полезной нагрузке. Пар, генерируемый в ВПГ, приводит в движение паровую турбину. Газ, образовавшийся в топке при малом значении коэффициента избытка воздуха, имеет высокую температуру Т'3.

Рис. 6.15. Парогазовая установка с высоконапорным парогенератором: а — схема ПГУ с ВПГ; б — идеализированный цикл

Малый расход воздуха, небольшая степень повышения давления, умеренная начальная температура газа обусловливают небольшие габариты и длительный срок службы газотурбинной части установки по сравнению с обычной ГТУ. Вместе с тем парогазовая установка, являясь в основном паротурбинной, требует применения более качественного топлива, чем ПТУ. Следует также отметить сложность конструирования и эксплуатации ВПГ.

Парогазовая установка (ПГУ) работает без котла, его заменяет парогенератор, в котором сгорание топлива (мазута или газа) происходит при повышенном давлении. Продукты сгорания топлива поступают в газовую турбину, а полученный водяной пар —в паровую турбину. В парогенераторе одновременно получаются и газ, и пар, благодаря чему к. п. д. установки при температуре продуктов сгорания (газов) 750Э С доходит до 45—45%, а при 900° С — еще выше.

Паровозы 202, 204—207, 210, 212, 227—230 Парогазовая установка 84, 85 Парогенераторы 38—40, 42, 43, 46, 48, 50, 52, 84, 85, 174, 176, 177, 178, 182 Паромные ж.-д. переправы 291, 298, 317,

ПГУ — парогазовая установка

В поисках путей улучшения экономики газовых турбин ученые и конструкторы нашей страны разработали оригинальную систему комбинированных установок. Эти установки, которые называются парогазовыми, состоят из сочетания паровой и газовой турбины. Схема действия парогазовой установки такая: топливо (газ, дизельное) сжигается в топке парового котла, а затем при охлаждении продуктов сгорания направляется в газовую турбину. На Невинномысской тепловой электростанции введен в действие парогазовая установка, состоящая ив парового энергоблока мощностью 160 тыс. кВт и газовой турбины мощностью 35 тыс. кВт.

В десятой пятилетке была введена парогазовая установка мощностью 250 МВт со сбросом горячих газов от газовой турбины мощностью 40 МВт в топку котла энергоблока 210 МВт, а также две газотурбинные установки по 100 МВт каждая.

Котел с предтопками стационарного' кипящего слоя в схеме ПГУ. В парогазовой установке электрической мощностью 230 МВт осуществлено комбинированное сжигание угля в предтопках кипящего слоя и пылеугольной топке [121].

подогрев воды происходит в водяном экономайзере, в котором вода доводится до точки кипения, то в парогазовой установке можно реализовать оптимальный бинар- ^ ный газопаровой цикл.

Теперь процессы в реальной парогазовой установке могут изучаться вышеописанным методом путем анализа обратимых

Рис. 2-21. Схема использования отходящего тепла МГД в парогазовой установке.

Интересно заметить, что большая (чем в парогазовой установке) выработка электроэнергии на основе равного теплопотребле-ния может оказаться для некоторых районов отрицательным фактором, вызывая вынужденное расходование на выработку электроэнергии газообразного и жидкого топлива, ресурсы которого

Замена газовой турбины детандером приводит к тому, что основной водяной экономайзер оказывается под почти полным давлением компрессора. В результате суммарная поверхность обоих экономайзеров в схеме на рис. 2-5 соизмерима с поверхностью нагрева экономайзера в обычной парогазовой установке. Надо учесть и то, что детандер значительно дешевле газовой турбины. Наконец, замена газовой турбины детандером упрощает регулирование установки. Все это говорит в пользу схемы с напорной утилизацией. Однако для создания подобных установок необходимо специальное оборудование.

В этой парогазовой установке камера сгорания I ступени, служащая одновременно и парогазогенератором, работает под давлением 30 ата. Процесс горения протекает в присутствии пара, который поступает из паровой турбины высокого давления. Смесь перегретого пара с продуктами сгорания (парогазовая смесь) при температуре 1023° К служит рабочим телом для парогазовой турбины среднего давления. После расширения в этой турбине парогазовая смесь направляется в камеру сгорания низкого давления (Р = 7 ата), где вновь перегревается до температуры 1023° К путем смешения с продуктами сгорания, и затем идет в турбину низкого давления.

Количество введенной в камеру воды в зависимости от поставленной задачи может быть различно. В. А. Зысин [2] анализировал этот вопрос с позиции термодинамики, причем не только применительно к жидкому, но и к другим видам топлива. Автор пришел к выводу, что в газотурбинном варианте при максимальном вводе воды в камеры сгорания относительное снижение к.п.д. установки составляет 25—30% против оптимального, но в то же время мощность турбины повышается в 2—3 раза. С этой точки зрения вводом воды можно легко покрыть пиковые нагрузки. В ряде случаев вода (или пар) периодически вводится для удаления минеральных отложений с лопаток газовых турбин (фирмы «Зультцер», «Бро-ун-Бовери» [6]). Но в таком случае, по-видимому, целесообразно некоторое количество воды вводить постоянно. Наконец, в парогазовой установке по схеме С. А. Христиановича весь пар, а в дальнейшем, возможно,

Процесс становится экономически выгоднее аммиачного метода, если его сочетать с производством электроэнергии путем использования энтальпии газов в парогазовой установке, работающей под давлением 10— 25 атпа. В настоящее время проводятся исследования по выявлению оптимальных условий получения окиси азота при сжигании топлива под давлением 5—15 ата [107]. Основное содержание этой работы приведено в главе 4.

В [86] рассмотрены условия эффективности промежуточного охлаждения воздуха в идеальной парогазовой установке. Полезная работа паровой ступени при промежуточном охлаждении без использования тепла охлаждающей воды уменьшается на величину А/п — hQr\n, а полезная работа газовой ступени увеличивается на А/г = Д<2т)г, где т]п — к. п. д. парового цикла с полной регенерацией, а т]г — к. п. д. дополнительного газового цикла.

Регенерация в паровой ступени ПГУ* Анализ особенностей регенеративной схемы паровой ступени ПГУ дан в [81 ], а также в ряде последующих исследований. Необходимость использования питательной воды для охлаждения отходящих газов ГТУ в парогазовой установке приводит к частичному вытеснению паровой регенерации. Параллельно или последовательно с регенеративными подогревателями в схеме ПГУ включаются газоводяные подогреватели (экономайзеры).