Специфические условия развития теплофикации в современных рыночных условиях. Сравнительный анализ вариантов парогазовых установок, страница 32

Рассматривается целесообразность дополнительного сжигания топлива перед котлом-утилизатором применительно к ПГУ-27, включающей одну газотурбинную установку АЛ-31СТЭ, один котел-утилизатор СКБК и одну теплофикационную турбину Т-7/5-35/2,5 КТЗ. Здесь же изложена методика термодинамического анализа и сделан вывод о том, что максимум термодинамической экономичности достигается при отсутствии дополнительного сжигания топлива перед котлом-утилизатором.

Из приведенного обзора работ по проблеме дополнительного сжигания топлива следует, что:

результаты выполненных исследований в основном базируются на данных термодинамического анализа;

Получены противоположные выводы о целесообразности дополнительного сжигания топлива перед котлами-утилизаторами ПГУ;

суть задач, решаемых в выполненных исследованиях, не совпадает с сутью задачи, решаемой в данной работе.

Вследствие этого необходимо подробно рассмотреть проблему эффективности сезонного сжигания топлива перед котлом-утилизатором ПГУ.

Методика и результаты расчета энергетических показателей ПГУ-ТЭЦ

Цель расчета применительно к теплофикационным ПГУ -- оценка влияния уровня температуры газов за газовой турбиной и дополнительного сжигания топлива перед котлом-утилизатором на энергетическую эффективность ПГУ при низких значениях температуры наружного воздуха.

К основным показателям энергетической эффективности ПГУ относятся:

коэффициент полезного действия ПГУ по отпуску электрической энергии;

коэффициент полезного использования тепла топлива;

коэффициент полезного действия ПГУ по отпуску дополнительно получаемой электроэнергии.

Коэффициент полезного действия ПГУ по отпуску электрической энергии h_эл определяется по формуле

где

 - полезный отпуск электрической энергии ГТУ в ПТУ;

 - • полезный отпуск электрической энергии паротурбинной установкой в ПГУ;

 -тепло топлива, сжигаемого в основной камере сгорания;

 - тепло топлива, дополнительно сжигаемого перед котлом-утилизатором;

 - мощность ПГУ по отпуску тепла.

Коэффициент полезного использования тепла топлива г)итт определяется следующим образом:

Коэффициент полезного действия ПГУ по отпуску дополнительно получаемой электроэнергии имеет вид

где

 - прирост полезного отпуска электрической энергии паротурбинной установкой;

 -доля тепла топлива, расходуемого на прирост полезного отпуска электрической энергии из общего количества топлива, дополнительно сжигаемого перед котлом-утилизатором.

Рассматриваются два варианта технологической схемы ПГУ. Первый соответствует широко принятой в нашей стране схеме; ГТУ (или две ГТУ) + котел-утилизатор (или два котла-утилизатора) + паровая турбина типа Т. Второй вариант отличается тем, что вводится дополнительное сжигание топлива перед поверхностями нагрева котла-утилизатора и в рассечку между ними (рис. 3).

Рассматриваемые варианты ПГУ-ТЭЦ покрывают базисныё части электрической и тепловой нагрузок переменная часть графика электрической нагрузки покрывается маневренными электростанциями, пиковая часть графика тепловой нагрузки - пиковыми котлами.

Результаты расчета энергетических показателей вариантов ПГУ-ТЭЦ, различающихся схемными решениями и значениями основных параметров, в значительной мере зависят от принятых методических предпосылок и исходных данных. Для обеспечения сопоставимости результатов исследований для всех вариантов принято следующее:

одинаковый вид принципиальной тепловой схемы ПГУ;

удельный расход условного топлива на единицу отпущенного тепла равен 40,6 кг у.т/ГДж (170кг у.т/Гкал);

температура уходящих газов после газового подогревателя сетевой воды составляет 100°С;

установка при необходимости дожимного компрессора и учет расхода электроэнергии на сжатие газа;

работа паровой турбины при низких значениях температуры наружного воздуха с минимальным (вентиляционным) пропуском пара в конденсатор;

в зимнее время вследствие сжигания топлива повышение температуры продуктов сгорания на входе в котел-утилизатор до максимально допускаемого техническими условиями значения, которое наблюдается в ГТУ при ее работе с температурой наружного воздуха - 40 °С;