16 Слайд
На следующем рисунке дан пример бинарного цикла, в нижней ступени которого использованы три цикла Ренкина разного давления, соответственно циклы А, Б и В.
Если заменить в нижней бинарной ступени один пароводяной цикл на несколько циклов разного давления, то, соответственно, потребуется несколько паровых турбин, что сложно и металлоемко. Вместо этого для подобных ПГУ разработаны специальные паровые турбины. Их проточная часть разделена на несколько частей. Первая часть рассчитана на пропуск пара самых высоких параметров (цикл А на рис. 3). Далее к пару, отработавшему в первой ступени, примешивают пар, получаемый по циклу Б (рис. 3), и оба потока совместно расширяются в следующей части турбины. Потом примешивается пар, генерируемый по циклу В, и уже три смешанные потока совместно расширяются в следующей части турбины.
17 Слайд
Итак, если делать вывод по всем парогазовым установкам, то:
Преимущества:
Парогазовые установки позволяют достичь электрического КПД более 60 %. Для сравнения, у работающих отдельно паросиловых установок КПД обычно находится в пределах 33-45 %, для газотурбинных установок — в диапазоне 28-42 %;
Низкая стоимость единицы установленной мощности;
Парогазовые установки потребляют существенно меньше воды на единицу вырабатываемой электроэнергии по сравнению с паросиловыми установками;
Короткие сроки возведения (9-12 мес.);
Нет необходимости в постоянном подвозе топлива ж/д или морским транспортом;
Компактные размеры позволяют возводить непосредственно у потребителя (завода или внутри города), что сокращает затраты на ЛЭП и транспортировку электроэнергии;
Более экологически чистые в сравнении с паротурбинными установками.
18 Слайд
Недостатки:
Необходимость осуществлять фильтрацию воздуха, используемого для сжигания топлива;
Ограничения на типы используемого топлива. Как правило, в качестве основного топлива используется природный газ, а резервного — дизельное топливо. Применения угля в качестве топлива возможно только в установках с внутрицикловой газификацией угля, что сильно удорожает строительство таких электростанций. Отсюда вытекает необходимость строительства дорогих коммуникаций транспортировки топлива — трубопроводов;
Сезонные ограничения мощности. Максимальная производительность в зимнее время.
19 Слайд Газопаровые установки
В газотурбинных установках простого цикла с целью уменьшения температуры газа перед турбиной до приемлемых значений в камеру сгорания подается от компрессора воздуха больше, чем это требуется для сгорания топлива. Для сжатия избыточного воздуха затрачивается значительная доля работы турбины. Эту работу можно уменьшить, если уменьшить коэффициент избытка воздуха, что может быть достигнуто за счет ввода в цикл дополнительного рабочего тела, которое требует малых затрат энергии на его сжатие. Этому требованию отвечает пароводяное рабочее тело. Ввод пароводяного рабочего тела в газовый поток является средством повышения удельной работы установки. Соответственно увеличивается мощность ГТУ и КПД.
Газопаровые установки подразделяются на установки с впрыском пара (контактные) в газовый тракт и установки с вводом в газовый тракт воды и пароводяной смеси (полуконтактные). В первом случае пар, генерируемый в котле-утилизаторе, вводится в тракт высокого давления после компрессора (в камеру сгорания) и испарение происходит в потоке продуктов сгорания. Во втором случае вода или пароводяная смесь испаряется в самом тракте высокого давления как до, так и после камеры сгорания. В обоих типах ГПУ предусматривается химическая очистка поступающей воды. В обоих случаях пары воды вместе с уходящими продуктами сгорания выбрасываются в атмосферу, что приводит к потере теплоты испарения этой воды и самой воды. В установках типа «Водолей» данный недостаток устранен введением контактного конденсатора, в котором конденсируются содержащиеся в отработанных газах водяные пары, и вода вновь возвращается в цикл установки.