Парогазовая установка с преимущественным использованием твердого топлива, страница 3

Соотношение газов под слой ко вторичному воздуху над слоем принято 3 : 1 в соответствии с [3]. Характеристики парового котла показаны на рис.4.

          КПД парового котла, определяемый по обратному балансу равен , где q₂=0,045 (определено укрупненно по нормативному методу) и для расчетов (в порядке оценки) принято q₃=0; q₄+q₅=0,015 и q₆=0.

Ориентировочный размер ячейки котла (по аналогии с котлами Фостер-Уиллер, Лурги): ширина, м – 24; глубина, м – 40; высота котла, м – 55.

Котел может быть изготовлен ЗИО (г.Подольск).

          Расчет тепловой схемы проведен укрупненно на основе уравнений теплового и материального балансов. Результаты расчетов представлены на рис.5.

КПД ПГУ нетто определяется по выражению:

где N_ГТУ – мощность на клеммах генератора газотурбинной установки, работающей в составе ПГУ, МВт; – КПД собственных нужд ГТУ (в основном – затраты на дожимной компрессор и системы охлаждения, принят на уровне 0,99);  – мощность на клеммах генератора паротурбинной установки, работающей в составе ПГУ, МВт;  – КПД собственных нужд ПТУ (принят на уровне 0,955);  – КПД ГТУ брутто (на расчетном режиме –5 °С);  – КПД ПТУ нетто, определяется по выражению:

где ,  – расход пара на ПТУ и пара промежуточного перегрева, кг/с; , , ,  – энтальпии острого пара, питательной воды, пара горячей и холодной нитки промперегрева, кДж/кг;  – тепло, вносимое в топку котла с дымовыми газами ГТУ:

В этом выражении  – расход газов ГТУ на котел, кг/с;  – теплоемкость воздуха, кДж/(кг·К);  – температура газов за ГТУ, °С;  – температура уходящих газов котла, °С.

          В табл.3 представлены основные показатели ПГУ.

          Следует отметить, что принципиально существует возможность увеличить эффективность энергоблока в целом за счет глубокого охлаждения отработавших в ГТУ газов. Охлажденные до температуры »+60 °С отработавшие газы сбрасываются в градирню оборотной системы циркводоснабжения. По разработкам, проведенными авторами, в этом случае, за счет вытесненных отборов (на нижний ПНД и калорифер) может быть получено дополнительно 0,6 МВт электроэнергии. При 6000 часах работы в год – 3 600 МВт×ч, что (при Ц_ЭЭ=1000 руб/МВт×ч) составит 3,6 млн. руб/год.

Таблица 3

Основные показатели ПГУ

Наименование показателя на расчетном режиме при температуре воздуха –5°С	Значение
	ПТУ с докритическими параметрами	ПТУ с закритическими параметрами
Мощность ГТУ, МВт	130
Мощность ПТУ, МВт	240
Мощность ПГУ, МВт	370
КПД ГТУ, %	38,7
Температура выхлопных газов (при температуре воздуха –5 °С), °С	514
КПД ПГУ, %	46,5	48,1
Расход условного топлива ПГУ, кг.у.т/кВт×ч	0,264	0,256
Расход условного топлива на ГТУ, кг.у.т/кВт×ч	0,318	0,318
Расход натурального топлива (газ с Qнр=36 МДж/м3), тыс. м3/час	33,6	33,6
Расход условного топлива на ПТУ, т.у.т/ч	53,4	50,3
Расход натурального топлива (КЖТ с Qнр=7,85 МДж/кг), т/ч	199,3	187,6

В условиях применения паровой турбины закритических параметров, которая может быть спроектирована и изготовлена АО ЛМЗ, КПД ПГУ может быть увеличен (табл.3). В качестве прототипа может быть принята турбина К-315-240.

          При этом принципиальных отличий тепловая схема не имеет (разница лишь в байпасировании ПВД). Котел-утилизатор отличается в части КВД и КНД. Паровой котел – прямоточный.

          Вывод:

          Предложена схема двухконтурной ПГУ с преимущественным использованием твердого топлива, которая сочетает передовые научно-технические достижения, ориентирована на предприятия отечественного энергетического машиностроения, позволяет экономить газ по сравнению с бинарными ПГУ и одновременно иметь эффективность, недостижимую чисто угольными технологиями. Расчетная эффективность составляет 46,5…48,1 % в зависимости от состава оборудования.

Литература

1.  Энергетическое оборудование для тепловых электрических станций и промышленной энергетики. Номенклатурный каталог. Часть 1. – М.: ЦКТИ, 1998. – 128 с.

2.  Щинников П.А., Евтушенко Е.А., Овчинников Ю.А. и др. Новая технология сжигания твердого топлива. – Теплоэнергетика. – 2001. – №7. – С.30…32.

3.  Листратов И.В., Делягин Г.Н., Кондратьев А.С. и др. Опыт промышленного внедрения чистой угольной технологии кипящего слоя на водоугольном топливе. – Энергетическая политика. – Вып.5, 2004 – С.52…57.