Лучшие энергетические ГТУ отпускают электроэнергию с КПД (нетто), равным 40—42 %.
Удалось максимально использовать положительные свойства газовых и паровых циклов, создав комбинированную парогазовую установку (ПГУ). В ней теплота выхлопных газов ГТУ почти полностью используется в нижней паровой ступени объединенного термодинамического цикла Брайтона—Ренкина. В конденсационном режиме лучшие энергетические ПГУ отпускают электроэнергию с КПД (нетто), составляющим 60 % и более.
Широкое применение на ТЭС получили ГТУ с разомкнутым (открытым) циклом, в которых сжигается высококачественное органическое топливо: преимущественно природный газ, реже жидкое газотурбинное топливо или высококачественный мазут. Основными элементами технологической схемы одновальной энергетической являются: осевой компрессор (ОК), камера сгорания (КС), газовая турбина (ГТ), электрогенератор (ЭГ).
Простейшие тепловые схемы энергетических ГТУ приведены на рис. 1 Применяются одновальные (рис. 1 а) либо многовальные (рис. 1, в) установки, а также ГТУ со свободной силовой ГТ (рис. 18.2, г) в тех случаях, когда авиационный газотурбинный двигатель (ГТД) переводится в энергетическую ГТУ. Для повышения экономичности применяют ГТУ с регенерацией теплоты выхлопных газов ГТ, что позволяет сэкономить топливо, но усложняет конструкцию (рис. 18.2, б). Промежуточное охлаждение воздуха между ступенями компрессора уменьшает потребляемую им мощность, а двухступенчатый подвод топлива в камерах сгорания газовых турбин высокого и низкого давлений увеличивает вырабатываемую энергию. Возможны и другие технические решения, например промежуточный перегрев газа в ступенях газовой турбины.
Рис. 1 Простейшие тепловые схемы газотурбинных установок открытого типа:
КНД, КВД — компрессоры низкого и высокого давлений; ТВД, ТНД — газовые турбины высокого и низкого давлений; КС,, КС2 — камеры сгорания первой и второй ступеней; Тл — топливо.
В энергетике применяется ряд тепловых схем ПГУ, имеющих свои особенности и отличия в технологическом процессе. Наиболее широкое применение получили ПГУ с котлами-утилизаторами, используются ПГУ с параллельной схемой работы, со сбросом газов ГТУ в паровой котел паросиловой установки (ПСУ), ПГУ контактного типа, где рабочим телом является газопаровая смесь, ПГУ с внутрицикловой газификацией угля и др. В ПГУ КПД производства электроэнергии ГТУ увеличивается с 33—38 до 52—60 %.
Котел-утилизатор состоит из конвективных поверхностей нагрева, теплообмен на которых осуществляется в диапазоне температур от Т4 = = 450-620 °С до Т5 = 90-100 °С. Для более глубокого охлаждения газов число контуров генерации пара увеличивают до двух-трех, применяют промежуточный перегрев пара (рис. 2). Такое решение характерно для ПГУ с современными энергетическими ГТУ мощностью 150-300 МВт. Энергоблок ПГУ выполнен по одновальной моноблочной схеме при общей мощности 250—500 МВт. В конденсационном режиме при работе на природном газе он отпускает электроэнергию с КПД (нетто), равным 58—60 %.
Рис. 2 Принципиальная тепловая схема одновальной ПГУ:
ВД, СД, НД - контуры генерации пара соответственно высокого, среднего и низкого давления; Пе ВД - пароперегреватель высокого давления; ППр - пароперегреватель промперегрева; ВКд - воздушный конденсатор; Д – деаэратор
ПГУ с КУ высокоэффективны в схемах комбинированной выработки электроэнергии и теплоты на парогазовых (ПГУ-ТЭЦ) и газотурбинных (ГТУ-ТЭЦ) теплоэлектроцентралях. В России успешно работают Северо-Западная ПГУ-ТЭЦ в г. Санкт-Петербурге, ряд ГТУ-ТЭЦ в г. Электростали Московской обл и др. Используются различные типы тепловых схем отопительных ПГУ-ТЭЦ, в которых применяются одноконтурные или двухкон-турные КУ, схемы без дожигания топлива и с его применением, а коэффициент теплофикации зависит от принятых технических решений. По своей экономичности ПГУ-ТЭЦ превосходят паросиловые ТЭЦ.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.