Парогазовые установки с впрыском пара ПГУ-STIG, страница 14

Другим путем повышения экономичности является использование "перерасширения" рабочего тела в парогазовой турбине, т.е. поддержание давления в ее выхлопном патрубке и в КУ существенно ниже атмосферного. В этом случае уходящие газы после охлаждения в КУ сжимаются специальным эксгаустером для их выброса в атмосферу. Выигрыш в тепловой экономичности достигается в результате того, что прирост полезной мощности силовой турбины ПГУ больше, чем потери мощности на привод эксгаустера. Снижение удельного расхода топлива может составить несколько процентов (относительных). Поскольку реализация этих путей связана с дополнительными капиталовложениями, окончательный вывод об их целесообразности в плане снижения стоимости производства электроэнергии по сравнению с упрощенным вариантом ПГУ-STIG может быть сделан после детального технико-экономического расчета. Существенного увеличения показателей ПГУ (ГТУ) можно достигнуть, применяя промежуточный подогрев газа. Такие идеи уже высказывались ранее. Эта идея реализуется и в турбине СТ-26 АВВ. В связи с этим была выполнена оценка показателей ПГУ с впрыском пара при наличии после ступени высокого давления газовой турбины, вращающей КВД, второй камеры сгорания. Принципиальная схема этого варианта ПГУ с впрыском пара приведена на рис. 7. При этом анализируется вариант с приводом компрессора низкого давления от противодавленческой паровой турбины со сбросом отработанного пара в первую камеру сгорания и выработкой части пара низкого давления с подачей его во вторую камеру сгорания. Количество подаваемого в КС-2 пара низкого давления при заданной температуре продуктов сгорания за этой камерой лимитируется допустимым по условиям эффективного сгорания топлива коэффициентом избытка воздуха; в выполненных расчетах он принимался равным 1,1.

Результаты выполненных оценок эффективности подобной установки приведены на рис. 8, а ее удельной мощности на рис. 9.  Из рис. 8 видно, что при π_к>60 и температуре продуктов сгорания в обеих КС 1600 °С КПД установки превышает 61 %. КПД установки находится на уровне 60 % и выше при температурах рабочего тела 1600 и 1500 °С в первой и второй КС соответственно, и даже в существенно "облегченном" по условиям охлаждения лопаток варианте Т^*_г =1500 °С в обеих камерах сгорания (при π_к>70). Интересно отметить, что при π_к >60 данная схема при сравнительно просто реализуемых Т^*_г =1400 °С в обеих КС примерно на 2 % (абсолютных) превосходит по экономичности простейший вариант ПГУ-ISTIG (рис.1) с Т^*_г =1600 °С.

Как видно из рис. 9, данная схема обладает также исключительно высокими удельными показателями. Так, при Т^*_г =1500 °С в обеих КС и π_к = 70 удельная выработка электроэнергии составляет 1 ,65 МДж/кг воздуха на входе в компрессор.