тепловая нагрузка ПГУ в отопительный период определяется нагрузкой отопления жилых и общественных зданий и нагрузкой горячего водоснабжения, а в неотопительный - потребностями горячего водоснабжения.
Рис. 3. Принципиальная тепловая схема теплофикационной ПГУ утилизационного типа с возможностью дожигания топлива перед поверхностями нагрева котла-утилизатора в рассечку между ними.
1 - дожимной компрессор; 2 - воздушный компрессор; 3- газовая турбина; 4 - котел-утилизатор; 5 - газовый сетевой подогреватель; 6 - паровой подогреватель сетевой воды; 7 - паровая турбина; 8 - деаэратор; 9 - конденсатор, 10 - электрогенератор; 11 - обратная сетевая вода; 12 - прямая сетевая вода, 13 - камера дополнительного сжигания топлива;
- - - - топливо
Для расчетов энергетической эффективности использована математическая модель, реализующая методы энергетического, технического и экономического расчетов ПГУ. Расчеты выполнены для ПГУ-450, ПГУ-80, ПГУ-60 и ПГУ-50, созданных на базе газовых турбин У94.2, НК-37-1, ГТУ 55СТ-20 и ГТГ-16 соответственно.
Проведено две серии расчетов: при отсутствии и наличии дополнительного сжигания топлива. В случае сжигания дополнительного топлива перед котлом-утилизатором расчеты выполнены для двух предпосылок: тепловая мощность котла-утилизатора при сжигании перед ним топлива не превышает ее максимального проектного значения (топливо сжигается только на входе в котел-утилизатор); возможно увеличение поверхности нагрева котла-утилизатора. В последнем имеются две ступени дожигания топлива: на входе в котел-утилизатор и в рассечку между поверхностями нагрева котла-утилизатора.
Расход дополнительно сжигаемого топлива при первой предпосылке зависит в основном от характеристик ГТУ и котла-утилизатора и определяется в процессе расчета ПГУ-ТЭЦ. При второй предпосылке расход дополнительно сжигаемого топлива задан в 2-3 раза большим относительно значения, полученного при первой предпосылке. Целью этой части расчетов является оценка эффективности сжигания в котле-утилизаторе повышенного количества топлива. На стадии проектирования конкретных ПГУ-ТЭЦ количество дополнительно сжигаемого топлива должно быть оптимизировано применительно к местным условиям.
Из результатов расчета следует, что при дополнительном сжигании топлива перед котлом-утилизатором энергетические показатели улучшаются у всех рассмотренных вариантов ПГУ. Наиболее значительное их улучшение наблюдается у ПГУ малой и средней мощности с низкими значениями температуры продуктов сгорания после ГТУ (ПГУ-50, ПГУ-60, ПГУ-80). Для ПГУ-50 (две ГТУ-16 НПО «Машпроект» и одна паровая турбина Т-15) и ПГУ-80 (две ГТУ НК-37-1 АО «Двигатели НК» и одна паровая турбина Т-25) результаты расчета представлены в табл. 1. У ПГУ-450, имеющей более высокие значения температуры продуктов сгорания на выходе из ГТУ и меньшее ее снижение в зимнее время по сравнению с ПГУ малой и средней мощности, прирост показателей энергетической эффективности ниже. Так, при неизменной поверхности нагрева котлов-утилизаторов увеличение электрической мощности ПГУ при температуре наружного воздуха - 40 °С составляет 2,3 %.
Повышенная эффективность дополнительного отпуска электрической энергии вследствие сжигания топлива перед котлом-утилизатором определяется следующим:
работой дополнительно полученного пара по циклу с противодавлением;
значительным повышением начальных параметров пара перед паровой турбиной (например, в ПГУ-80 при температуре наружного воздуха, tн.в. = - 40 °С начальные параметры пара возрастают с 1,8 МПа и 334 °С для ПГУ без дожигания до 6,5 МПа и 469 "С для ПГУ с дожиганием);
незначительным увеличением потерь с уходящими газами, так как дополнительное топливо сжигается в среде продуктов сгорания после ГТУ без подачи воздуха.
Таблица 1. Изменение показателей энергетической эффективности ПГУ при сжигании топлива перед котлом-утилизатором
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.