Опорный конспект дисциплины «Источники и системы теплоснабжения предприятий», страница 25

Оптимизация структуры ТЭБ с увеличением в нём доли потребления твёрдого топлива (рис. В.3) возможна в ГТУ с внутрицикловой газификацией твёрдого топлива (ВЦГТ) с получением из него газа, подготовленного к сжиганию в КС ГТУ. Комплексное решение возникающих при этом энергетических и экологических проблем с оптимизацией схем и параметров установок возможно не в газотурбинном, а парогазовом цикле[37]. В связи с ограниченным объёмом ОК рекомендуется самостоятельно изучить указанные материалы.

2.1.2.2. Парогазовые ТЭЦ

Парогазовые установки (ПГУ) объединяют в общей схеме ГТУ и ПТУ. Наиболее простыми и высокоэффективными являются ПГУ с КУ (бинарные ПГУ), которые в силу указанных преимуществ получили  широкое распространение в общей и промышленной теплоэнергетике (рис. 2.9) [4].

Рис. 2.9. Принципиальная тепловая схема и реальный цикл ПГУ с КУ

а – принципиальная тепловая схема ПГУ с КУ; б – реальный цикл ПГУ с КУ (площадь под линией 5-1 - потери теплоты с уходящими газами КУ); в – схема теплообмена и Q,T–диаграмма передачи теплоты от выхлопных газов ГТУ к воде и пару в КУ

Схема и цикл на рис. 2.9 отличаются от приведённых на рис. 2.4 наличием паротурбинной части. Теплота выхлопных газов ГТУ (процесс 4-5) используется в КУ для получения пара энергетических параметров (процесс 8-9-10-11), расширение которого в паровой турбине ПТ (процесс 11-6) обеспечивает получение электрической мощности N дополнительно к электрической мощности ГТУ N.  Таким образом, сжигание топлива В  в КС ПГУ обеспечивает получение суммарной электрической мощности N = N + N, кВт.

КУ на рис. 2.9 – одноконтурный, т.е. в нём генерируется пар одного давления. Контур состоит из экономайзера ЭК, испарителя И и пароперегревателя ПЕ. Паропроизводительность и металлоёмкость КУ при прочих равных условиях определяются выбором величины минимального температурного напора Θ = Т_4” – Т₉  на холодном конце И. Поверхности нагрева набираются из труб с наружным оребрением. Температуру уходящих газов КУ стремятся снизить до возможного минимума (80-120 °С). Однако в одноконтурных КУ это не осуществимо.

Наиболее широкое распространение получили ПГУ с двухконтурными КУ, т.е. с контурами высокого (ВД) и низкого (НД) давления пара. На электростанциях России они реализованы в схемах ПГУ-325 и ПГУ-450, которые выполнены по схеме: две ГТУ с индивидуальными КУ обеспечивают работу одной ПТ (2×ГТУ+2×КУ+1×ПТ).

На Ивановской ГРЭС в 2007 г. пущен в эксплуатацию первый парогазовый энергоблок ПГУ-325 в составе двух ГТЭ-110 (табл. 2.2 и рис. 2.10 ) с двухконтурными горизонтальными КУ и одной конденсационной ПТ типа К-110-6,5.

Рис. 2.10. Принципиальная тепловая схема ПГУ-325 с двухконтурными КУ

ВНА - входной направляющий аппарат; ГТД - газотурбинный двигатель; КВОУ - комплексное воздухоочистительное устройство; К - компрессор; КС - конденсатосборник; ГПЗ - главная паровая задвижка; С-р - сепаратор; Г-р – генератор; ППВД - пароперегреватель ВД; ИВД - испаритель ВД; ПЭН - питательный электронасос; ППНД - пароперегреватель НД, ИНД - испаритель НД, ГПК - газовый подогреватель конденсата; РЭН - рециркуляционный электронасос контура НД: РПК - регулятор питания котла; ДТ - дымовая труба; КЭН - конденсатный электронасос; К-р - конденсатор; ПСУ - паросбросное устройство; КПУ - конденсатор пара уплотнений паровой турбины; РОУ - редукционно-охладительная установка контура НД КУ; БРОУ - быстродействующая редукционно-охладительная установка контура ВД КУ; РУ - редукционная установка СН; СК - стопорный клапан ПТ; РК - регулирующий клапан ПТ; ЦВД - цилиндр высокого давления ПТ; ЦНД - цилиндр низкого давления ПТ; Ш-р - шибер запорный; ДТ - дымовая труба

Энергоблок ПГУ-325 рассчитан на работу при скользящем давлении пара в контуре ВД, определяемом температурой и расходом газов, поступающих в котел из ГТУ, и режимом работы паровой турбины. Конденсационная паровая турбина (ПТ) К-110-6,5 номинальной мощностью 110 МВт, предназначена для непосредственного привода генератора ТЗФП-110-2МУЗ (ОАО «Электросила»).