Парогазовые установки со сбросом газов в котёл. Парогазовые установки с котлом-утилизатором. Парогазовые установки с высоконапорным парогенератором, страница 3

Выхлопные газы газотурбинного агрегата 1 подаются в котёл-утилизатор 6, где передают часть теплоты топлива ГТА воде и водяному пару. В паротурбинной части сжигается небольшое количество топлива, необходимое для повышения начальных параметров пара с целью получения максимально возможного КПД ПГУ. Сжигание топлива, как правило, осуществляется с помощью специальных горелок 3, встроенных в газоход перед пароперегревателем КУ. Температура поступающих в пароперегреватель газов обычно равна 730-850 К.

В составе ПГУКУ применяются котлы-утилизаторы различных типов. Изображённый на рисунке 1.2, а КУ состоит из двух пароводяных контуров – контура высокого давления 5 и контура низкого давления 7. Контур низкого давления в состав КУ введён для более полной утилизации теплоты топлива ГТА путём снижения температуры уходящих газов. Полученный в испарительном контуре высокого давления и перегретый в перегревателе 4 пар подаётся в паровую турбину 8. Параметры этого пара обычно не превышают 4,5 МПа и 750 К. Для обеспечения пусков и автономной работы газотурбинного агрегата на  газопроводах от ГТА к котлу и в атмосферу в ряде случаев устанавливают отключающую арматуру 2. Работающая в составе ПГУКУ паровая турбина, как правило, представляет собой простейший турбоагрегат без промежуточного перегрева и регенеративных отборов пара. Иногда паровая турбина имеет один регенеративный отбор пара на деаэратор. В нашем случае пар на деаэратор 10 может подаваться либо от контура низкого давления 7, либо от регенеративного отбора паровой турбины 9.

1 – газотурбинный агрегат;

2 –отключающая арматура;

3 – горелки; 

4 – перегреватель;

5 – пароводяной контур высокого давления;

6 – котел-утилизатор;

7  - пароводяной контур низкого давления;

8 – паровая турбина;

9 – регенеративный отбор паровой турбины;

10 – деаэратор

Рисунок 1.2 - Принципиальная тепловая схема (а) и идеальный цикл (б) ПГУКУ

В T,S координатах цифрами 12341 изображён (рисунок 1.2, б) идеальный цикл ГТА, а буквами abcdefa –идеальный цикл ПТУ. Заштрихованный треугольник 189 в некотором масштабе представляет долю теплоты топлива ГТА, теряемую с уходящими газами; треугольник 478 – долю этой теплоты, передаваемую в КУ во- де и водяному пару, и треугольник 456 – количество теплоты, выделяемое при сго- рании топлива в паротурбинной части ПГУ.

Из рисунка 1.2, б видно, что, как и циклы парогазовых установок со сбросом газов в котёл, циклы парогазовых установок с котлом-утилизатором и дополнительным сжиганием топлива являются частично бинарными циклами. Вместе с тем в цикле ПГУКУ доля паротурбинной подстройки к циклу ГТА значительно меньше, а доля утилизируемой теплоты больше, чем в цикле ПГУ с НПГ. Доля мощности ГТА от общей мощности ПГУКУ с дополнительным сжиганием топлива обычно равна 0,4-0,6. При этом в сочетании с одной паротурбинной установкой зачастую используется несколько газотурбинных агрегатов и котлов-утилизаторов.

От приведённых на рисунке 1.2 идеального цикла и принципиальной тепловой схемы ПГУКУ с дополнительным сжиганием топлива идеальный цикл и принципиальная тепловая схема ПГУКУ без дополнительного сжигания топлива отличаются отсутствием в T,S координатах треугольника 456, а в составе тепловой схемы – дополнительных горелок 3. Так как пар в котле-утилизаторе ПГУКУ без сжигания дополнительного топлива получают только за счёт утилизации теплоты выхлопных газов ГТА, то его давление не превышает 4 МПа, а температура определяется температурой выхлопных газов ГТА и температурным напором, оптимальная величина которого чаще всего лежит в пределах 10-30 К.