Тандем - 2, шлакоблочные станки, бетоносмесители


Производство оборудования и технологии
Рубрики

Газопарові установ ки

Термодинамічний аналіз традиційних циклів ГТУ і ПТУ показує, що у процесі їх реалізації мають місце великі втрати работоздатності (ексер — гії). У ПТУ основні втрати виникають у процесі підведення теплоти до робочого тіла, а в ГТУ — у процесі відведення теплоти від робочого тіла до холодного джер ела.

Прагнення поєднати переваги і зменшити недоліки традиційних цик­лів ГТУ і ПТУ зумовило створення бінарних парогазових установок (БПГУ) (див. розд. 4.2.4, рис. 4.24), подальший розвиток яких гальмуєть­ся рядом властивих їм недоліків. Загальним недоліком усіх БПГУ є ускладнення теплової схеми ТЕС, що збільшує капітальні витрати на бу — дівництво станції та експлуатаційні витрати і знижує надійність роботи устаткування.

Щодо цього перспективними є ГПУ, у яких замість газової та парової турбіни застосовують одну турбіну, що працює на суміші продуктів зго­рання і пари. Спрощену схему такої ГПУ показано на рис. 8.6.

Установки такого типу на­зивають STIG (Steam Intention Gas Turbine) і ще контактними ПГУ. Під час реалізації циклу STIG пара генерується в теп — лоутилізаційному контурі і далі змішується з продуктами згорання, після чого газопаро­ве робоче тіло надходить до турбіни. При цьому зменшу — ються суттєві обмеження в Рис. 8.6. Схема ГПУ, що працює за циклом

image68БПГУ щодо відносної кілько — STIG: 1 — к°мпрес°р; 2 — камера зг°рання;

сті водяної пари та підвищен — 3 — газопароватурбіна; 4 — електрогенератор;

5 — парогенерувальний контур

ня рівня її температури, недо­сяжного у традиційних ПГУ та ПТУ. Робочим тілом у компресорі є пові­тря, а у турбіні — суміш продуктів згорання і пари.

Газопарові установ ки Подпись: =і - І l Подпись: (8.5)

Висока ефективність циклу STIG зумовлена двома обставинами: ви­користанням теплоти газів після турбіни (у теплоутилізаційному контурі) з метою генерування перегрітої пари і підвищенням коефіцієнта корисної роботи, що визначають зі співвідношення

де ін — робота нагнітача (компресора і насоса); 4 — корисна робота турбіни.

Для ГТУ, що працює за циклом Брайтона (див. рис. 4.22), робота комп­ресора становить 60-70 % від корисної роботи газової турбіни. Водночас робота живильного насоса в циклі ПТУ — усього декілька відсотків від ко­рисної роботи парової турбіни. У результаті дії зазначених факторів значно підвищується ККД циклу STIG порівняно з традиційним циклом Брайтона (за однакових початкових параметрів) та збільшується питома потужність.

Свого часу фірма General Electric освоїла випуск ГТУ за циклом STIG, ККД яких досягав 43 %, тобто відповідав рівневі економічності ПТУ, що працюють із закритичними параметрами пари.

Подальше підвищення ККД циклу STIG гальмується такими обстави­нами : потрібна хімічна очистка води, що збільшує експлуатаційні витра­ти ; температура димових газів після теплоутилізаційного контуру циклу STIG ще досить висока і становить 150…160 °С.

Зменшення (або повне усунення) витрат на хімводоочистку з одно­часним зниженням температури димових газів стає можливим за раху — нок використання неізотермічного процесу конденсації у конденсаторі контактного типу.

Зменшення коефіцієнта надлишку повітря в камері згорання аж до використання «стехіометричного» горіння (у результаті чого підвищуєть­ся паромісткість суміші в контактному конденсаторі) в сукупності зі зниженням температури димових газів до 80…86 °С уможливлює практи­чно повну конденсацію водяної пари, зокрема хімічної вологи палива.

Істотним моментом підвищення ефективності циклу STIG є викорис­тання додаткового ступеня випаровування у вигляді неізотермічного апа — р ата контактного типу.

Одну з можливих схем реалізації циклу ГПУ з неізотермічними про­цесами випаровування та конденсації показано на рис. 8.7.

image69

Рис. 8.7. Схема ГПУ, що працює за циклом « Водолій»: 1 — компресор; 2 — камера зго — рання; 3 — газопарова турбіна; 4 — електрогенератор; 5 — парогенерувальний контур;

6 — контактний конденсатор; 7 — контактний випарник

У зв’язку з генеруванням надлишкового конденсату в хвостовій час­тині теплоутилізаційного контуру установки такого типу одержали назву «Водолій». Використання циклів «Водолій» (рис. 8.7) в енергетичних установках дозволяє:

— довести ККД ТЕС до 48-49 %, а в перспективі — до 60 %;

— під час роботи на газоподібному і рідкому паливі поєднати газо­парову технологію виробництва енергії з «мокрою» технологією зниження емісії токсичних оксидів азоту до рівня 40 мг/м (з кон­центрацією кисню в продуктах згорання 15 %);

— забезпечити власні потреби в прісній воді та її постачання сторон­нім споживачам;

— розчинити частину СО2, що міститься в димових газах під час конденсації водяної пари, і помітно зменшити викиди СО2 в атмо­сферу порівняно з установками інших типів;

— поєднати газопарову технологію з внутрішньоцикловою техноло­гією газифікації твердого палива;

— за потреби здійснити комбіноване виробництво теплової і елект­ричної енергії;

— зменшити локальне теплове забруднення навколишнього середовища.

Оставить комментарий