31.5 Сбросные пгу
В этой схеме ПГУ выхлопные газы ГТУ сбрасываются в энергетический котел. Принципиальная схема и теплосиловой цикл такой ПГУ показаны на рис.31.12.
Базовым элементом сбросной ПГУ является традиционная паросиловая установка, включающая в себя энергетический котел, который может работать на любом топливе, и обычную ПТУ. Эта установка надстраивается ГТУ, выхлопные газы которой, содержащие достаточное количество кислорода, направляются в ЭК. При этих условиях отпадает необходимость в дутьевых вентиляторах и воздухоподогревателях, обеспечивающих непрерывную подачу горячего воздуха из котельного помещения в топку котла.
А) Б)
Рис.31.12 Принципиальная схема (а) и теплосиловой цикл (б) сбросной ПГУ
Таким образом, горение топлива с получением тепловой мощности Q1эк в ЭК происходит в среде горячих выхлопных газов ГТУ, приносящих в топку тепловую мощность Q2ГТУ и имеющих температуру 500-600 °С. В результате температура газов в котле растет (процесс dd'), и далее за счет суммарной тепловой мощности (Q1эк + Q2ГТУ) в трубной системе ЭК осуществляется генерация пара для ПТУ.
Нетрудно видеть, что теплосиловой бинарный цикл сбросной ПГУ не отличается от теплового цикла ПГУ с дожиганием. Его степень бинарности:
β = [Q1кс. / (Q1кс. + Q1эк.)].
Значительное влияние на экономичность ПГУ оказывает β, то есть в нашем случае та тепловая мощность Q1эк, которая добавляется в ЭК. Это значение не может быть произвольным. Ввод в ЭК избыточного топлива по отношению к количеству О2, содержащегося в выхлопных газах ГТУ, не позволит топливу сгореть полностью. Сжигание этого же топлива с избытком О2 приведет к снижению КПД ЭК, так как при этом возрастут потери тепловой энергии с его уходящими газами. Из-за этого степень бинарности сбросной ПГУ β = 1/3, поэтому КПД существенно ниже, чем у ПГУ утилизационного типа (β = 1). КПД сбросных ПГУ может достигать 45 – 48 %, но при этом ≈ 30 % топлива должен быть газ (для ГТУ).
Реальная паросиловая установка сбросной ПГУ должна содержать в резерве все атрибуты традиционной ПСУ для обеспечения автономной работы ПСУ в отсутствие газа. Это сильно усложняет ее компоновку, однако повышает надежность.
Следует отметить, что утилизационные и сбросные ПГУ в совокупности составляют подавляющую часть в общем количестве построенных ПГУ.
31.6 Пгу с нагревом питательной воды выхлопными газами гту
Одним из способов повышения экономичности работающих ПСУ является использование тепловой энергии выхлопных газов ГТУ для нагрева питательной воды ЭК традиционно ПСУ (рис.31.13). Пар отключенных регенеративных отборов при этом поступает в проточную часть турбины, и поэтому ПГУ такого типа часто кратко называют ПГУ с вытеснением регенерации.
Отключение регенеративной системы, хотя и ведет к увеличению мощности паровой турбины, неизбежно вызывает снижение экономичности ПСУ, так как теплота конденсации пара отборов передается охлаждающей воде конденсатора, а не питательной воде, поступающей в котел. Подключение к системе регенерации параллельно регенеративным подогревателям ГПК (см. рис.31.13) и газового подогревателя питательной воды (ГППВ), питаемых тепловой энергией выхлопных газов ГТУ, позволяет уменьшить снижение экономичности. Кроме того, мощность возрастает дополнительно за счет установки ГТУ.
Рис.31.13
Экономия топлива в ПГУ с вытеснением регенерации по сравнению с ПСУ существенно меньше, чем в утилизационной и сбросной ПГУ, прежде всего из-за малой степени бинарности парогазового цикла (β = 8-10 %). В результате повышение экономичности в ПГУ с вытеснением регенерации составляет 3-5 % в зависимости от температуры газов после газовых подогревателей.
Однако использование ПГУ рассматриваемого типа может оказаться экономически целесообразным ввиду ряда преимуществ, которыми они обладают:
- возможности надстройки работающей ПСУ, использующей любое топливо;
- малым сроком ввода в эксплуатацию;
- относительно малых капитальных вложений в ГТУ (из-за ее сравнительно малой мощности) ГППВ и ГПК;
- относительной легкости размещения ГТУ и ГППВ на электростанции.
Преимущества ПГУ с вытеснением определяют область их возможного использования: это ТЭС и ТЭЦ, в которых необходимо увеличить электрическую мощность работающего оборудования без снижения экономичности.
ВСЁ!!