обеспечение круглогодичного снабжения газотурбинных и парогазовых электростанций природным газом.
3.1. Бинарные схемы ПГУ
Технический прогресс в газотурбостроении определил в последнее десятилетие бурное развитие парогазовых установок (ПГУ) и приблизил преодоление 60 %-ного барьера термического КПД П>^].
Температура газов за ГТУ и ее показатели оказывают существенное влияние на тепловую схему, параметры пара, показатели паротурбинной части и ПГУ в целом. Максимальная электрическая мощность, вырабатываемая в паротурбинной части ПГУ, зависит от совершенства процесса преобразования тепла выхлопных газов ГТУ в расход и энергетический потенциал водяного пара.
Пути повышения эффективности утилизационных паровых циклов до конца еще не исследованы и представляют собой сложную многопараметрическую задачу.
Далее изложены результаты исследования различных циклов и схем утилизации тепла выхлопных газов перспективных ГТУ.
Условия сравнения
Расчеты выполнены при использовании ГТУ с КПД 37,3 % и температурой выхлопных газов 650 °С. Для придания результатам большей наглядности принят расход газов 750 кг/с. Соответствующая ему мощность ГТУ составляла 330 МВт.
Анализ тепловых схем бинарных ПГУ проводился для варианта одна ГТУ + одна паровая турбина. Критические температурные напоры на холодных концах испарителей в котле-утилизаторе и недогревы воды до кипения в водяных экономайзерах принимались во всех схемах одинаковыми и равными 10 °С. Опыт разработок ПГУ показывает, что эти значения обеспечивают надежную эксплуатацию котлов-утилизаторов при приемлемой площади поверхностей нагрева.
Были проанализированы конденсационные ПГУ с промперегревом пара и без него, для которых рассматривались схемы с различным количеством парогенерирующих контуров, различными давлениями и температурами свежего пара, пара промперегрева и пара низкого давления за котлом-утилизатором. Кроме того, было рассмотрено влияние на КПД совершенства рабочего процесса в паровой турбине и некоторых связей между паротурбинной частью и ГТУ (подогрев природного газа и паровое ее охлаждение). Влияние изменения влажности или утечек пара на КПД паровой турбины в расчетах не учитывалось из-за его незначительности. Во всех остальных схемах, кроме специально оговоренных случаев, отбираемое из газовой турбины при охлаждении сопловых лопаток тепло использовалось в паросиловой части ПГУ. Все расчеты выполнялись с помощью компьютерных программ, моделирующих статические процессы в котлах-утилизаторах и паровых турбинах, которые были апробированы при выборе технических решений для парогазовых установок ПГУ-450Т, ПГУ-325 и др.
ПГУ без промперегрева пара
Рассматриваемые в настоящей статье схемы ПГУ без промперегрева пара изображены на рис. 1-3. В основном они используются с горизонтальными котлами-утилизаторами с естественной циркуляцией, хотя естественная циркуляция возможна и при башенной компоновке поверхностей нагрева котла-утилизатора, как это показано на рис. 1. Исследовано влияние на КПД количества контуров давления пара для утилизации тепла выхлопных газов ГТУ, начальных параметров пара, параметров пара на выходе из контуров (т.е. разделительного давления между контурами), давления пара в конденсаторе паровой турбины. Начальные параметры пара на входе в турбину выбирались таким образом, чтобы конечная влажность пара за последними лопатками не превышала допустимых значений.
В табл. 1 представлены результаты расчетного исследования ПГУ без промперегрева пара. Независимыми переменными в нем являются давление пара перед турбиной по контурам, температура пара на входе в ЦВД турбины, давление пара в конденсаторе. Конечная влажность пара не превышает 9 %.
На рис. 4 приведены КПД брутто ПГУ для рассмотренных вариантов.
Из табл. 1 и рис. 4 следует, что при одинаковых параметрах пара на входе в ЦВД турбины (6,67 МПа, 540 °С) КПД ПГУ увеличивается с ростом количества 3,9кПа увеличивает КПД указанных выше ПГУ на 1,25... 1,37 %. Следует также обратить внимание на то, что КПД повышается с ростом давления в точке ввода пара из второго контура. С увеличением этого давления
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.