30. Теплофикационный цикл пту.

Совместная выработка электроэнергии и теплоты для отопления или производственных нужд называется теплофикацией. Используются две схемы теплофикационных циклов – с отбором пара на теплофикацию и с противодавлением.

При использовании турбин с регулируемым отбором пара пар в количестве D_о при давлении р_о отбирается из турбины и направляется в сетевой подогреватель СП (бойлер), предназначенный для нагрева воды, циркулирующей в отопительной сети тепловых потребителей ТП, или на производственные нужды. Конденсат пара теплофикационного отбора возвращается в схему и смешивается с основным потоком конденсата, поступающего из конденсатора, в сборном баке СБ.

Схема ПТУ с теплофикационном отбором пара

Доля пара, отбираемого из турбины на теплофикацию,

 , где D_о определяется тепловой нагрузкой потребителя.

Удельные количества подводимой и отводимой теплоты определяются как

 ,

 ,

где энтальпия питательной воды h_пв, подаваемой в парогенератор, определяется из теплового баланса смешения потоков конденсата из отбора и конденсатора

 .

Количество теплоты , отданной тепловому потребителю, составит

 .

Полный расход пара через установку будет складываться из расходов пара, идущего в конденсатор  и к потребителю D_о:

 .

Чтобы использовать для отопления теплоту конденсирующего пара в конденсаторе, применяют турбины с противодавлением. В этом случае давление пара на выходе из турбины повышают до 0,12–1,5 МПа, что позволяет нагреть циркулирующую в тепловой сети воду до 100–150 ^оС или направить пар на производственные нужды. Пар, отдав теплоту потребителям, конденсируется и возвращается в схему для питания парогенератора.

Схема и цикл ПТУ с противодавлением

Эффективность комбинированной выработки электроэнергии и теплоты оценивается с помощью коэффициентов использования теплоты пара и топлива К_тп и К_тт, а также с помощью коэффициента теплофикации К_тф:

,

,

 , где  – тепловая мощность парогенератора с учетом потерь.

31. Парогазовый цикл.

Парогазовый цикл – это бинарный цикл, в котором в области высоких температур используются газы – продукты горения жидких и газообразных топлив, а в области низких температур – водяной пар. В настоящее время разработано большое количество парогазовых циклов, отличающихся как в пароводяной, так и в газовой частях. Рассмотрим одну из наиболее перспективных схем ПГУ с высоконапорным парогенератором (ВПГ) и раздельным использованием рабочих тел.

Принципиальная схема установки показана на рисунке, работа ее протекает следующим образом. Наружный воздух поступает в турбокомпрессор l, сжимается до 0,4…0,5 МПа и подается в топку ВПГ 2, куда поступает также жидкое или газообразное топливо, которое сгорает там при постоянном давлении. Теплота сгорания топлива частично расходуется на получение перегретого пара и частично на подогрев продуктов сгорания, которые при температуре примерно 900°С и при давлении около 0,4 Мпа покидают ВПГ и поступают в газовую турбину 3.

После расширения в ней до атмосферного давления газы направляются в теплообменник 4, охлаждаются и выбрасываются в атмосферу. Выработанный в ВПГ перегретый пар поступает в паровую турбину 5, расширяется и совершает полезную работу. Отработанный пар поступает в конденсатор 6, где полностью конденсируется. Насосом 7 конденсат прокачивается через газовый теплообменник 4 (экономайзер), нагревается до температуры насыщения и в виде питательной воды подается снова в парогенератор.

Бинарный цикл парогазовой установки с ВПГ

Термический К.П.Д. рассматриваемого парогазового цикла определяется из выражения

 .

Полезная работа газового цикла

 , (а)

для парового цикла (без учета работы насоса)

 (б)

Теплота, затраченная в процессе 2-3на газовый цикл,

 (в)

Теплота, сообщенная в изобарном процессе 6-7-8 парового цикла,

 (г)

Подставляя в первое уравнение выражения (а), (б), (в), (г) получаем

 .

Термический К.П.Д. установки, работающей по парогазовому циклу, больше, чем для чисто газовых или чисто паровых циклов и составляет 55…60%.