Розділ 2. Характеристика пгу з котлом-утилізатором

2.1. Парогазова установка з одноконтурним ку

На рис. 2.1. приведена теплова схема ПГУ з одноконтурним КУ, а на рис. 2.2 - відповідна Q, Т- діаграма теплообміну між вихідними газами ГТУ і пароводяним робочим тілом. Газовий підігрівач конденсату ( ГПК) замінює відсутні в ПТУ підігрівачі низького тиску. Нагрівання основного конденсату в ньому викликає пониження температури газів до кінцевого значення ῠ_ух. У схемі передбачений деаератор живильної води, що живиться відбірним паром парової турбіни. Парогенеруючий контур одного тиску складається з економайзера, випарника і пароперегрівача. Мінімальний температурний напір має місце на кінці випарних поверхонь нагріву : Θ = ῠ₃ - Т_нас = 8-10 °С, а відповідна різниця температур - на гарячому кінці пароперегрівача Θ_ПЕ = ῠ₁ - Т_пе = 20-40 ° С. Щоб уникнути корозійного зносу температуру конденсату на вході в КУ Г_к^ах підтримують на рівні 50-60 °С при спалюванні природного газу і не нижче 110 ° С при переході на рідке газотурбінне паливо в ГТУ .

В якості ілюстрації розглянемо приклад ПГУ (див. рис. 2.1.), в якій в якості ГТУ прийнята установка типу У64.2 (Siemens). Її основні технічні дані наведені в табл. 2.1. та 2.2.

Рис. 2.1. Теплова схема ПГУ з одноконтурним КУ

ГПК - газовий підігрівач конденсату, Д- деаератор; ПІ, КІ - поживний і конденсатний насоси; ῠ₁ - ῠ₅- температура газів.

Рис. 2.2. Q, Т-діаграма теплообміну в КУ ПГУ

Т - температура пари і води.

Таблиця 2.1 - Технічні дані енергетичної ГТУ

Показник	Перед осьовим компресором	Перед камер. згорання	Перед газовою турбіною	На виході газ. турбіни
Тиск, МПа Температура °С Ентальпія,кДж / кг Надлишок повітря Газова постійна, кДж / (кг • К) Масова витрата робочого тіла, кг / с	0,1013 15 15,15 - 0,28798 1	1,0686 323,6 332,3 - 0,28798 1	1,042 1050 1206,8 3,21 0,29199 1,01793	0,1043 551,8 601,9 3,21 0,29199 1,01793

Додаткові технічні дані:

1. Паливо - метан 100%,кДж/кг;

2. ККД КС ;

3. Механічний ККД компресора

4. Механічний ККД ГТ

5. Ізотропний ККД компресора

6. Ізотропний ККД ТГ

На 1 кг/с масової витрати робочого тіла отримані:

1. Потужність споживана компресором кВт;

2. Потужність ГТ кВт;

3. Потужність електрогенератора ГТУ кВт;

4. Теплота, що підводиться з паливом в КС кВт;

5. ККД виробництва електроенергії ;

Таблиця 2.2. Технічні дані парової ступені і всієї ПГУ (КУ одного тиску)

Стан і місце робочого тіла в тепловій схемі	Dп/в/Gк	Р, МПа	Т 0С	h, кДж/кг
Перегрітий пар за КУ Пар на вході в парову турбіну Відбір пара з ПТ в деаератор Подача пари в конденсатор Конденсат після конденсатного насоса Подача робочого тіла в деаератор Поживна вода після деаератора Поживна вода Робоче тіло на лінії насичення в випарнику	0,13433 0,13433 0,0025 0,13183 0,13183 0,13183 0,13433 0,13433 0,13433	6 5,7 0,121 0,006 0,189 0,151 0,121 7,2 6,32	525 523,6 106,5 36,2 36,2 95 105 107,2 279	3480,8 3480,8 2663,2 151,5 151,7 398 440,2 449,4 1231,8

Дані таблиць показують , що в розглянутій ПГУ з одноконтурним КУ вдається охолодити вихідні гази ГТУ до температури 162 ° С і отримати невисоке значення ККД виробництва електроенергії. Разом з тим теплова схема такої установки проста в експлуатації і характеризується низькими питомими капіталовкладеннями . Вибір даного типу ПГУ економічно обгрунтований у тих випадках , коли застосовується дешеве паливо , а електростанція розрахована на роботу з піковими навантаженнями або коли застосовується паливо з високим вмістом сірки.

Подальше підвищення економічності ПГУ з КУ можливо при більш глибокому охолодженні вихідних газів ГТУ. Теплова схема КУ ускладнюється через збільшення числа контурів генерації пари (до двох -трьох ) і введення проміжного перегріву пари , для чого використовуються ГТУ з поліпшеними енергетичними характеристиками. Для них характерна велика початкова температура газу перед ГТ - на рівні 1200-1350 ° С і більше.