Развитие энергетики и требования повышения экономичности побуждают проводить исследования принципиально новых тепловых установок и электрических станций, которые позволяли бы обеспечить достижение этих целей. Одними из таких электростанций являются станции, содержание газотурбинные установки (ГТУ).
Использование газов в качестве рабочего тела в противоположность водяному пару, который вращает турбину обычной тепловой станции, позволяет повысить тепловую экономичность электростанции благодаря увеличению средней температуры подвода и понижения средней температуры отвода тепла в термодинамическом цикле.
На рис. 2.6 приведена тепловая схема газотурбинной установки. Такая турбоустановка, как правило, выполняется двухвальной:
на одном валу располагается турбина высокого давления 8 и компрессор высокого давления I, а на другом валу - турбина низкого давления 6, компрессор низкого давления 4 и электрогенератор 5. Топливом для таких установок может, например, служить природный газ, который сжигается в двух камерах сгорания 2 и 3; на входе турбин высокого и низкого давления.
Газотурбинные установки имеют следующий принцип работы. Воздух из атмосферы поступает в компрессор низкого давления 4 и сжимается. Для снижения температуры воздуха используется воздухоохладитель 7. После этого для повышения давления воздух подается в компрессор высокого давления и далее поступает в камеру сгорания 2, куда одновременно подводится топливо.
Большое количество воздуха в этой установке необходимо для снижения температуры продуктов сгорания до необходимых пределов, определяемых жаропрочностью лопаток турбины.
После камер сгорания 2 и 3 газы поступают в газовую турбину высокого и низкого давления 8 и 6. Там они, расширяясь, совершают работу, вращая вал турбины. На одном валу с турбиной низкого давления находится электрический генератор 5, вырабатывающий электрическую энергию.
Электростанции с ГТУ обладают следующими преимуществами:
I. За счет повышения средней температуры подвода тепла к турбине (температура газа на входе турбины находится в пределах 750-1200° С) эти электростанции имеют повышенные значения КПД.
2. Благодаря тому что в этих установках отсутствует необходимость передачи тепла сжигаемого топлива рабочему телу, которым являются сами продукты сгорания, отпадает нужда в парогенерирующих поверхностях нагрева, работающих при высоких температурах в парогенераторах.
3. Электростанции с газотурбинными установками имеют более низкие удельные показатели стоимости по сравнению с обычными ТЭС, за счет снижения габаритных размеров зданий станции к снижению стоимости оборудования.
4. Сроки строительства таких станций вдвое меньше, чем паротурбинных электростанций.
5. Газотурбинные установки обладают повышенной эксплуатационной маневренностью. Благодаря этому имеется возможность быстрого пуска и подъема нагрузки на этих станциях. Поэтому ГТУ можно успешно использовать в пиковых режимах, а также в аварийных ситуациях в системе.
6. Таким электростанциям нужно значительно меньшее количество охлаждающей воды.
В то же время электростанции с газотурбинными установками не получили широкого распространения в Электроэнергетических системах, что объясняется некоторыми их недостатками.
1. Тепловая экономичность ГТУ в настоящее время пока невелика и не превышает 33%.
2. В настоящее время имеются ограниченные возможности повышения единичной мощности таких установок. Единичная мощность ГТУ составляет не более 100-150 МВт.
3. Электростанции с ГТУ имеют повышенные расходы на собственные нужды, а также повышенные мощности вспомогательных механизмов.
В настоящее время ГТУ используются в пиковых и полупиковых режимах с временем работы 1000-1500 ч в год. ГТУ применяются на ТЭЦ, а также на металлургических и химических заводах в качестве дополнительного источника питания.
2.2.2. Парогазовые электростанции
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.