Парогазовые установки со сбросом газов в котёл. Парогазовые установки с котлом-утилизатором. Парогазовые установки с высоконапорным парогенератором, страница 5

1 - компрессор;

2 –газовая турбина;

3 – топку ВПГ;

4 – паротурбинная установка;

5 – газоводяной теплообменник низкого давления;

6 – газоводяной теплообменник высокого давления

Рисунок 1.3 - Принципиальная тепловая схема (а) и идеальный цикл (б)  ПГУ с ВПГ

Из T,S –диаграммы видно, что в ПГУ с НПГ рабочему телу паровой ступени тепло испарения (Q_исп) и перегрева пара (Q_пер) передаётся по изобаре высокого давления помимо газовой ступени (ГТ) и лишь тепло нагрева воды (Q_э) – через газовую ступень. С точки зрения термодинамики бинарных циклов передача части тепла от горячего источника непосредственно нижней ступени цикла ПГУ с ВПГ нежелательна, так как это несколько уменьшает КПД цикла, но действительный КПД установки может достигать максимальной величины и при несоблюдении этого принципа.

Сравнение идеального цикла ПГУ с ВПГ с идеальным циклом ПГУ с НПГ показывает, что оба эти цикла практически одинаковы (рисунок 1.1,б и 1.3,б). Единственное отличие состоит в том, что подвод теплоты к пароводяному рабочему телу в ПГУ с ВПГ осуществляется по изобаре 2-3-5, соответствующей давлению воздуха  за компрессором ГТА. Цикл ПГУ с ВПГ является частично бинарным циклом. Доля мощности паротурбинной части может достигать 80 % от общей мощности ПГУ с ВПГ. При температуре газов перед газовой турбиной 1200 К. КПД ПГУ с ВПГ может достигать 45 %.

К основным достоинствам ПГУ с ВПГ относятся несколько более высокая, чем у ПГУ с НПГ, тепловая экономичность и существенно меньшие по сравнению с паровыми котлами масса и габарит высоконапорного парогенератора.

Вместе с тем парогазовым установкам с высоконапорным парогенератором присущ ряд серьезных недостатков, среди основных из которых отметим сле- дующие [1]:

·  пониженная надежность, определяемая невозможностью автономной работы ГТА и ПТУ, расположением ВПГ в газовоздушном тракте ГТА между компрес- сором и газовой турбиной и повышенными тепловыми нагрузками поверхностей нагрева ВПГ;

·  необходимость использования только высококачественных топлив;

·  ограниченные начальные температуры газов и неблагоприятные характерис- тики при работе на частичных нагрузках как следствие расположения газовой турбины после ВПГ.

Сравнив эти три вида парогазовых установок мы пришли к выводу, что парогазовые установки со сбросом газов в котел являются наиболее эффективными при модернизации действующих электростанций, так как обладают следующими достоинствами по сравнению с остальными видами [11]:

·  повышенную надежность и большую гибкость при регулировке нагрузки, оп- ределяемые возможностью автономной работы  ГТА и ПТУ;

·  использование в составе ПГУ с НПГ серийного энергетического оборудова- ния: газо- и паротурбинных установок и паровых котлов с незначительной ре- конструкцией;

·  возможность работы котла на тяжелых мазутах и ряде других непервосортных топливах ( торфе, древесных углях и т.д.), .в том числе имеет возможность сжи- гания еще и твердого топлива;

·  меньшее вредное воздействие на окружающую среду;

·  возможность модернизации действующих электростанций путем надстройки паротурбинных установок газотурбинными агрегатами по схеме со сбросом га- зов в котел.

Главные недостатки парогазовых установок со сбросом газов в котел заключаются в следующем:

·  хотя и высокая тепловая экономичность, но по сравнению с ПГУКУ и ПГУ с ВПГ имеет меньшее значение;

·  сложная система регенеративного подогрева питательной воды;

·  необходимость иметь две, а в ряде случаев и три системы топливоподготов- ки – основного топлива ГТА, основного топлива котла, пускового топлива ГТА или котла.