6. Парогазовые установки

Отработанные в ГТУ газы имеют высокую температу­ру, что неблагоприятно сказывается на КПД термодина­мического цикла. Совмещение газо- и паротурбинных агрегатов таким образом, что в них происходит совмест­ное использование теплоты, получаемой при сжигании топлива, позволяет на 8—10% повысить экономичность работы установки, называемой парогазовой, и снизить ее стоимость на 25%.

ПГУ имеет 2 генератора, приводимых во вращение: один газовой турбиной, другой – паровой турбиной. При этом мощность газовой турбины составляет около 20 % паровой.

Парогазовые установки, использующие два вида ра­бочего тела - пар и газ - относятся к бинарным. В них часть теплоты, получаемой при сжигания топлива в парогенераторе, расходуется на образование пара, который затем направляется в турбину. Охлажденные до температуры 650—700°С газы попадают на рабочие лопатки газовой турбины. Отработанные в турбине газы используются для подогрева питательной воды, что по­зволяет уменьшить расход топлива и повысить КПД всей установки, который может достичь примерно 44%.

1 — парогенератор; 2 — компрес­сор; 3 — газовая турбина; 4 — генератор; 5 —паровая турби­на; 6 —конденсатор; 7 — насос; 8—экономайзер.

П арогазовые установки могут работать также по схеме, в которой отработанные в газовой турбине газы по­ступают в паровой котел. Газовая турбина в этом случае слу­жит частью паросиловой установки. В камере сгорания газотурбинной установки сжигается 30—40% топлива, а в парогенераторе — остальное топливо.

7. Газотурбинные электростанции

На отечественных ТЭС начинают широко использо­вать газотурбинные установки (ГТУ). В качестве рабо­чего тела в них используется смесь продуктов сгорания топлива с воздухом или нагретый воздух при большом давлении и высокой температуре. В ГТУ преобразуется теплота газов в кинетическую энергию вращения ротора турбины.

По конструктивному исполнению и принципу преобра­зования энергии газовые турбины не отличаются от па­ровых. Экономичность работы газовых турбин примерно_; такая же, как и двигателей внутреннего сгорания, а при очень высоких температурах рабочего газа экономичность газовых турбин выше. Кроме того, газовые турбины более компактны, чем паровые турбины и двигатели внутреннего сгорания аналогичной мощности.

Современные газовые турбины в основном работают на жидком топливе, однако кроме жидкого топлива мо­жет использоваться газообразное: как естественный при­родный горючий газ, так и искусственный газ, получа­емый особым сжиганием твердых топлив любых видов. Представляет практический интерес перспектива сжигания угля в местах его залегания. При этом под землю компрессорами в необходимом количестве подает­ся воздух, производится специальное сжигание угля с об­разованием горючего газа, который затем подается по трубам к г азотурбинным установкам. Впервые в мире такая опытная электростанция построена в Тульской об­ласти.

Работа газотурбинной установки осуществляется сле­дующим образом. В камеру сгорания 1 подается жидкое или газообразное топливо и воздух. Полу­чающиеся в камере сгорания газы 2 с высокой темпера­турой и под большим дав­лением направляются на рабочие лопатки турби­ны 3. Турбина вращает электрический генератор 4 и компрессор 5, необхо­димый для подачи под давлением воздуха 6 в камеру сгорания. Сжатый в компрессоре воздух перед подачей в камеру сгорания подогревается в регенераторе 7 отработанными в турбине горючими газа­ми 8. Подогрев воздуха позволяет повысить эффективность сжигания топлива в камере сгорания