Принцип дії і технічні характеристики ПГУ, що працює по утилізаційної схемою - студопедія

Парогазова установка ПГУ є комбінованою установкою, що складається з ГТУ, котла - утилізатора (КУ) і парової турбіни (ПТ). Реалізація парового і газового циклів здійснюється в роздільних контурах, т. Е. При відсутності контакту між продуктами згоряння і парожідкостная робочим тілом. Взаємодія робочих тел здійснюється тільки у формі теплообміну в теплообмінних апаратах поверхневого типу.

Використання парогазових установок є одним з можливих і перспективних напрямків зниження паливно - енергетичних витрат.

ПГУ термодинамічно вдало поєднують в собі параметри ГТУ і паросилових установок:

- ГТУ працюють в зоні підвищених температур робочого тіла;

- паросилові - наводяться в дію вже відпрацьованими, що йдуть з турбіни продуктами згоряння, тобто виконують роль утилізаторів і використовують непридатну енергію.

ККД установки підвищується в результаті термодинамічної надбудови високотемпературного газового циклу паровим циклом, що скорочує втрати теплоти з газами в газовій турбіні.

Таким чином, ПГУ можна розглядати як третій етап удосконалення турбінних агрегатів. ПГУ є перспективними двигунами, як високо-економічні, з малими капіталовкладеннями. Відмінні якості парогазових установок визначили області їх застосування. ПГУ широко застосовуються в енергетиці та ін. Областях ПЕК.

Стримує широке застосування таких установок відсутність єдиної точки зору про найбільш раціональних напрямах утилізації тепла ГТУ.

В даний час перспективною схемою ПГУ для використання на МГ також є чисто утилізаційна схема ПГУ з повною надбудовою циклу, в якій парогенератор обігрівається тільки газами газової турбіни (рис. 6.1).

За цією схемою продукти згоряння ГТУ після турбіни низького тиску (ТНД) надходять в котел-утилізатор (КУ) для вироблення пари високого тиску. Одержуваний пар з КУ надходить в парову турбіну (ПТ), де розширюючись, виконує корисну роботу, що йде на привід електрогенератора або нагнітача. Відпрацьований пар після ПТ надходить в конденсатор К, де конденсується і потім живильним насосом (ПН) знову подається в котел - утилізатор. Термодинамічний цикл парогазової установки наведено на рис. 6.2. Високотемпературний газовий цикл ГТУ починається з процесу стиснення повітря в осьовому компресорі: 1 → 2. В камері згоряння (а також в регенераторі, якщо він є) здійснюється підведення теплоти 2 → 3; генеровані продукти згоряння надходять в газову турбіну, де розширюючись, здійснюють роботу, процес 3 → 4; і нарешті, відпрацьовані гази віддають своє тепло в котлі утилізаторі, нагріваючи воду і пар, 4 → 5. Залишок низькотемпературного тепла залишається невикористаним і передається в навколишнє середовище, 5 → 1.

Малюнок 6.1 - Принципова схема ПГУ з котлом - утилізатором

Малюнок 6.2 - Схема циклу парогазової установки в координатах Т-S

Потужність власне парової турбіни (ПТ) залежить від дійсного теплоперепада, або ентальпії, по паровій турбіні і витрати пара. Витрата пара і параметри пара визначаються роботою котла-утилізатора. Принципова схема котла - утилізатора показана на рис. 6.3.

Котел - утилізатор - це паровий котел з примусовою циркуляцією, що не має власної топки і обігрівається газами будь - якої енергетичної установки.

Тому низькою теплоти вихлопних газів ГТУ, з температурою близько 400 ° С, цілком достатньо для ефективної роботи утилізаційних установок.

В режимі генерації пара вода циркулює через випарник. У випарнику йде інтенсивне поглинання тепла, за рахунок якого і відбувається випаровування. Процес пароутворення в випарнику відбувається при температурі кипіння живильної води, що відповідає певному тиску насичення.