7.2. Парогазові установки

Парогазові установки (ПГУ) є технологічним з'єднанням паротурбінної і газотурбінної установок, об'єднаних загальним тепловим циклом. Найпростіша схема ПГУ показана на мал. 7.7. По цій схемі відпрацьовані гази газової турбіни з достатньо високою температурою скидаються в топку парового котла, витісняючи відповідну кількість палива, спалюваного в топці. Оскільки в газотурбінній установці використовується дефіцитне рідке або газоподібне паливо, то таке з'єднання її з паротурбінною установкою може бути застосовано під час пікових навантажень. В решту часу ГТУ може відключатися, а паротурбінна установка працює в звичайному режимі. Перевагою цієї схеми ПГУ, яка називається ще схемою з низьконапірним котлом, оскільки тиск в його топці близько 0,1 МПа, є мобільність в наборі пікової потужності. В той же час викликає затруднення роботи повітряного підігрівача парового котла, оскільки необхідне для горіння палива гаряче повітря замінюється скидними газами газової турбіни, що мають великий надлишок повітря із змістом кисню 16-18%. Повне або часткове відключення повітряного підігрівача підвищує температуру відхідних газів парового котла. В сукупності все це забезпечує незначне підвищення ККД установки в цілому. Перебудова ж теплової схеми парової частини установки (заміна регенеративного підігріву живильної води газоводяними підігрівачами) припускає її роботу з базовим навантаженням при постійному спалюванні рідкого або газоподібного палива.

Мал. 7.7. Схема парогазової установки з низьконапірним котлоагрегатом. К - компресор; гт - газова турбіна; пт - парова турбіна; кс - камера згоряння; нк - низьконапірний котелоагрегат.

Таблиця 7.2. Розрахункове порівняння економічності ПГУ з ПТУ

Тип ПГУ	Потужність, ГТ, кВт	Потужність ПТ, кВт	ККД ПГУ	Економія в порівнянні з ПТУ
				Паливо %	Розрахункові витрати, млн. руб/год
ПГУ з скиданням газів в котел: ПГУ -400	100	300	40,9	4	1,00
ПГУ-200	40	160	39,4	4-5	0,44
ПГУ з ВК: ПГУ-400	100	300	43,0-43,5	6-7	2,3
ПГУ-240	40	200	41,5-42	8-9	10

Конкуруючою схемою ПГУ є схема з високонапірним котлом (мал. 7.8). Топка котла знаходиться під тиском, рівним тиску газів перед газовою турбіною (0,5-1,0 МПа), тобто високонапірний котел (ВПК) одночасно служить камерою згорання газотурбінної установки і котлом для парової частини установки. Високий тиск газів в топці створює кращі умови теплообміну, скорочує об'єм камери згорання, зменшуючи її габарити в порівнянні з габаритами топок звичайних котлів в 2-3 рази. Теплота відхідних газів використовується для підігріву живильної води парової частини установки, що приводить до витіснення регенеративного підігріву живильної води. ККД такої установки досягає 42-43% (табл. 7.2).

Мал. 7.8. Схема парогазової установки з високонапірним котлом.

К -компресор; ГТ - газова турбіна; ПТ - парова турбіна; ВК - високонапірний котел; Е - газоводяний економайзер.

Підсумок: Після проходження даної лекції, студенти повинні ознайомитись з найпростішими газотурбінними, парогазовими установками. Знати принцип їх роботи, а також при цьому розрізняти їх та вміти використовувати на практиці.

Контрольні питання

1. Класифікація газотурбінних установок?

2. Принцип роботи ГТУ з генерацією і охолодженням повітря?

3. Коротка характеристика парогазових установок?

4. Розрахункове порівняння економічності ПГУ з ПТУ?