При работе в базовом режиме используется ПТУ, газотурбинная

Парогазовые установки.

Парогазовыми установками (ПГУ) называются комбинированные установки, работающие по циклу паротурбинной установки (цикл Ренкина) и циклу газотурбинной установки (циклу Брайтона).

В настоящее время реализованы три схемы ПГУ:

- схема ПГУ с подогревом питательной воды уходящими газами ГТУ;

- схема ПГУ с высоконапорным парогенератором;

- схема ПГУ с низконапорным парогенератором.

Рассмотрим их. Начнем с ПГУ с подогревом питательной воды уходящими газами ГТУ. Схема такой установки представлена на рис.2.3.8.

часть включается только для покрытия пиков нагрузки и работает совместно с ПТУ. Паротурбинная часть, как и обычная ПТУ, состоит из

паровой турбины ПТ, конденсатора, питательного насоса н, котельного

агрегата КА и системы регенеративных подогревателей РП питательной

воды. В базовом режиме ПГУ не работает, вентили А и С открыты, вентили В закрыты, и регенеративный подогрев питательной воды осуществляется за счет теплоты отборного пара, поступающего в РП через вентиль А. Цикл, совершаемый ПТУ, ничем не отличается от цикла Ренкина на перегретом паре: 6-7 - адиабатное расширение газа в турбине (см.рис.2.3.9),

Рис.2.3.8. Принципиальная схема ПГУ с подогревом питательной

воды уходящими газами ГТУ.

7-7 - конденсация пара; 7-8 - подогрев питательной воды в РП за счет теплоты конденсации А-8 отборного пара; 8-6 - подвод теплоты в КА.

При включении ГТУ, состоящей из компрессора К, камеры сгорания КС и газовой турбины ГТ, закрываются вентили А, С и открываются вентили В. Подогрев питательной воды теперь происходит не за счет

отобранного пара, а за счет теплоты уходящих газов ГТУ в газоводяном подогревателе ГВП. Газы охлаждаются при этом до температуры Т₅. Пиковая (дополнительная) мощность может достигать 50% базовой мощности ПТУ. Кроме того, КПД ПГУ оказывается немного больше, чем КПД

базовой ПТУ.

Рис.2.3.9. Цикл ПТУ с подогревом питательной воды уходящими

газами, цикл ПГУ с высоконапорным парогенератором.

Схема ПГУ с высоконапорным парогенератором изображена на рис.2.3.10. Подвод теплоты к водяному пару и воздуху осуществляется в одном агрегате (высоконапорный парогенератор). Котельный агрегат в

этой схеме работает под давлением в несколько раз превышающем атмосферное. В обычных КА в топке небольшое разряжение. Продукты сгорания не выбрасываются в атмосферу через дымовую трубу, а поступают

в газовую турбину, где, расширяясь, совершают полезную работу. Цикл, совершаемый рабочими телами, изображен на рис.2.3.9. Воздух

(состояние 1), адиабатно сжатый в компрессоре К, подается в топку ВПГ, куда одновременно поступает топливо. Образовавшиеся газы при температуре 700-850 С (состояние 3) расширяются в газовой турбине ГТ до состояния 4 и далее (процесс 4-5) отдают свое тепло питательной воде в

Рис.2.3.10. Принципиальная схема ПГУ с высоконапорным

парогенератором

газоводяном подогревателе ГВП. В ВПГ, как и обычном котельном агрегате, вода нагревается до кипения, испаряется, а образовавшийся перегретый пар (состояние 6) расширяется в паровой турбине ПТ. Далее пар конденсируется в конденсаторе, а в насосе Н его давление поднимается до первоначального. Регенеративный подогрев питательной воды осуществляется за счет теплоты уходящих от ГТУ газов.

Одним из основных достоинств рассмотренной схемы является наличие компактного ВПГ, что снижает капитальные затраты на сооружение установки. В ПТУ с подогревом питательной воды в паротурбинной части в КА можно было сжигать любое топливо, в ПГУ с высоконапорным парогенератором можно сжигать только жидкие и газообразные топлива. Раздельная работа ПТУ и ГТУ теперь невозможна. Они могут работать только одновременно.

Рис.2.3.11. Принципиальная схема ПГУ с низконапорным

парогенератором

Наиболее простой является ПГУ с низконапорным парогенератором. Схема ее представлена на рис.2.3.11. Установка состоит из почти независимых друг от друга ПТУ (справа) и ГТУ (слева). На рис. изображены простейшие схемы ГТУ и ПТУ, хотя в ПТУ возможны и промежуточный

перегрев пара и система регенеративного подогрева питательной воды

за счет отбора пара от турбины. В схеме ГТУ - многоступенчатое сжатие и расширение.

Базовую нагрузку в установке (см. рис.2.3.11) несет ПТУ, представленная КА, паровой турбиной ПТ, электрогенератором Г, конденсатором и питательным насосом Н. Газотурбинная часть ПГУ в это время не работает. Для покрытия пиков нагрузки дополнительно включается ГТУ,

представленная компрессором К, камерой сгорания КС, газовой турбиной ГТ и генератором Г. При включении ГТУ уходящие газы (состояние 4) направляются в топку котла. Они имеют в своем составе значительное количество воздуха и могут подаваться в форсунки КА для сгорания топлива. Цикл ПГУ и цикл ГТУ останутся при этом неизменными, поэтому термический КПД будет таким же как и для раздельно работающих установок. Выигрыш заключается в том, что направляя в топку котла горячие газы (состояние 4) с температурой 400-500 С, можно снизить расход топлива и тем самым повысить КПД станции. Достоинство схемы - простота. К существующей ПТУ просто добавляется пиковая ГТУ.

Раздел 2.4. Преобразование химической в работу при

Дата добавления: 2015-06-27