Парогазовые установки со сбросом газов в котёл. Парогазовые установки с котлом-утилизатором. Парогазовые установки с высоконапорным парогенератором, страница 4

Доля мощности ГТА в суммарной мощности этих ПГУ равна обычно 0,65-0,75. Поскольку в нижней части цикла теплота не подводится. Цикл ПГУКУ без дополнительного сжигания топлива является полностью бинарным циклом. При начальной температуре газов 1500 К КПД этих установок достигает 50 %. По сравнению с ПГУКУ с дополнительным сжиганием топлива рассматриваемые ус- тановки более просты, стоимость их ниже, и они требуют меньше охлаждающей воды. Однако их тепловая экономичность несколько хуже, а единичная мощность меньше, чем у ПГУКУ с дополнительным сжиганием топлива.

В ПГУ с котлом-утилизатором (без своей топки) выдерживается требование термодинамики бинарных циклов – передача всего количества тепла нижней ступени цикла только через верхнюю ступень. С этой точки зрения ПГУ с котлом-утилизатором позволяет получить более высокий КПД цикла по сравнению с ПГУ с ВПГ и ПГУ с НПГ. Для реализации потенциальных термодинамических преиму- ществ схемы ПГУ с котлом-утилизатором необходимы высокотемпературные газо- вые турбины. Результаты анализа цикла и принципиальной тепловой схемы позво- ляют отметить следующие достоинства ПГУКУ с дополнительным сжиганием топ- лива [1]:

·  высокую тепловую экономичность.

При начальной температуре газов 1500 К КПД таких установок может превышать 50 %;

·  хорошую маневренность и благоприятные характеристики при работе на час- тичных нагрузках.

Частичные нагрузки на ПГУКУ получают путем последовательного отключения ГТА, прекращения дополнительного сжигания топлива, а также с помощью таких средств, как поворотный направляющий аппарат компрессора ГТА, надув ГТА ду- тьевым вентилятором и т.п.;

·  простоту устройства и относительно низкую стоимость, определяемые значи- тельной долей ГТА и использованием в составе ПГУКУ простейших паротурбинных установок, работающих при средних параметрах пара;

·  существенно меньшую, чем у обычных ПТУ, потребность в охлаждающей во- де вследствие сравнительно небольшой доли мощности ПТУ.

Парогазовым установкам с котлом-утилизатором и дополнительным сжи- ганием топлива присущи и недостатки. В качестве основных из них можно отме- тить следующие:

·  использование высококачественного топлива как в газотурбинной, так и в па- ротурбинной части ПГУ.

Потребность в высококачественном топливе для ПТУ объясняется тем, что в пода- вляющем большинстве поверхностей нагрева котла- утилизатора применяются, как правило, оребренные трубы;

·  изменение температуры пара при снижении нагрузки, что объясняется распо- ложением дополнительных горелок на входе в пароперегреватель КУ и постоян- ство расхода выхлопных газов ГТА при изменении расхода пара;

·  пониженную по сравнению с ПГУ с НПГ надежность, как следствие невоз- можности автономной работы ПТУ;

·  невозможность использования в составе ПГУ серийных паровых котлов и турбин.

1.3 Парогазовые установки с высоконапорным парогенератором.

По устройству и принципу действия парогазовые установки с высоконапорным парогенератором заметно отличаются от рассмотренных выше установок. В ПГУ с ВПГ (рисунок 1.3) паровой котёл расположен в газовоздушном тракте ГТА между компрессором 1 и газовой турбиной 2. Рабочие процессы в таком котле протекают при высоком избыточном давлении, поэтому такой котёл называют высоконапорным парогенератором. Сжатый в компрессоре ГТА воздух поступает в топку ВПГ 3, в котором осуществляется сжигание топлива и расположены испарительные и перегревательные поверхности. Горение топлива и теплообмен в ВПГ происходят при давлении воздуха за компрессором ГТА, которое в современных установках равно 0,5-1,5 МПа. Осуществление рабочих процессов  ВПГ  при высоких давлениях приводит к их интенсификации и значительному сокращению поверхностей нагрева. После ВПГ продукты сгорания топлива поступают в газовую турбину. Через газовую турбину ПГУ с ВПГ проходят продукты сгорания всего топлива установки, что при прочих равных условиях обеспечивает ПГУ с ВПГ повышенный массовый расход и повышенную мощность ГТА. После газовой турбины продукты сгорания направляются в газоводяные теплообменники высокого давления 6 и низкого давления 5, где их температура понижается до требуемого уровня. Входящая в состав ПГУ с ВПГ паротурбинная установка 4 практически ни чем не отличается от паротурбинной установки, входящей в состав ПГУ с НПГ (рисунок 1.1).