2.2. Парогазова установка з двоконтурним ку

На рис.2.4. і 2.5. наведені варіанти схем ПГУ з двоконтурним КУ, а на рис. 2.6. відповідна Q, Т-діаграма теплообміну. У теплових схемах є деякі відмінності. Економайзер контуру ВД виконують одно-або двоступінчатим залежно від конструктивних особливостей котла. Для живлення водою контурів НД і ВД передбачені два самостійних поживних насоса. У деяких ПГУ встановлюють один насос з відбором води НД з його проміжної щаблі. У теплову схему КУ може бути доданий насос рециркуляції конденсату для підтримки необхідної температури на вході в котел. Замість нього у схемі ПТУ можна використовувати один підігрівач низького тиску (ПНД), який включається в роботу в міру необхідності.

Живлення контурів високого і низького тиску здійснюється деаерованою водою з масовою концентрацією кисню 0₂ не більше 10 мкг/кг. Деаерацію можна здійснити в конденсаторі , деаераторі живильної води або в обох цих елементах теплової схеми . Можливі кілька технічних рішень :

а ) створюється водяний деаераторний контур ( випарник деаератора ) , в якому виробляється певна кількість пара . Тиск у контурі визначається тепловим навантаженням цього випарника залежно від витрати і температури газів перед ним. Робота деаератора на пароводяної суміші може створити певні труднощі , що відбивається на його конструкції;

б) деаератор забезпечується парою з магістралі пара низького тиску (див. рис. 2.4. );

в ) Живлення деаератора проводиться парою з відбору парової турбіни (див. рис. 2.5 ), при цьому може знизитися економічність ПГУ.

Рис. 2.4. Принципова теплова схема ПГУ з двоконтурним КУ

ПЕ ВТ, НЕ НТ - пароперегрівачі високого і низького тиску; И БД, И НД - випарні поверхні високого і низького тиску; ЕК ВД - економайзер високого тиску; ГПК - газовий підігрівач конденсату; ДЖВ - деаератор живильної води; ЧВД, ЧНД - частини високого і низького тиску парової турбіни; К-р - конденсатор; КН - конденсатний насос; ПН ВД, ПН НД - живильні насоси відповідно високого і низького тиску; НРЦ - насос рециркуляції, РК - регулюючий клапан.

Рис. 2.5. Принципова теплова схема ПГУ з двоконтурним КУ

Рис. 2.6. Q, Т-діаграма теплообміну двоконтурному котлі-утилізаторі ПГУ

ῠ₁, - температури продуктів згоряння по тракту КУ; Т₁ - температури пароводяного

теплоносія по тракту КУ, Θ - температурні напори.

Вдосконалений варіант теплової схеми ПГУ з двоконтурним КУ-ПГУ-320 наведено на рис. 2.7. У ній використана ГТУ типу ГТЕ-200 (ЛМЗ), спроектована на базі ГТУ типу ГТЕ-150. Установка виконана одновальна з двоконтурним КУ. У КУ є вісім ділянок теплообміну, включаючи проміжний пароперегрівник, газовий підігрівач конденсату і випарник деаератора підвищеного ковзаючого тиску

(1,3-1,4 МПа).

Рис.2.7. Принципова схема ПГУ-320 з використанням тепла повітроохолоджувача ГТУ типу ГТЕ-200 (ЛМЗ) для підігріву конденсату перед деаератором

ПО – повітроохолоджувач; ПТ - парова турбіна; КПУ - конденсатор паро ущільнень ПТ; ПНТ - підігрівач низького тиску; ППВТ і ППНТ - пароперегрівачі високого і низького тиску; ГПК - газовий підігрівач конденсату; ЖЕН - живильний електронасос; КН і РН - конденсатний і рециркулюючий насоси; ВПП - водяний підігрівач палива; РК - регулюючі клапани; ЕГ - електрогенератор; Д - деаератор; 1 - випарник деаератора, 2 - випарник високого тиску; 3 - випарник низького тиску; 4 - економайзер високого тиску; 5 - барабан високого тиску;

6 - барабан низького тиску; 7 - зціпна муфта , / - пар високого тиску; / / - Пар низького тиску; III - підживлення з ХВО ; IV - паливо ; V - безперервна продувка.

У ПГУ-320 використані живильний електронасос і насос рециркуляції для підтримки температури конденсату на вході в котел не нижче 60 ° С. У схемі передбачений регенеративний підігрів природного газу до 140 ° С у водяному підігрівачі, обігрівається живильною водою з деаератора. Коефіцієнт корисної дії виробництва електроенергії брутто розглянутої ПГУ становить 54,9%.

Для ПГУ з КУ двох тисків (рис. 2.4.) виконаний розрахунок характеристик пароводяного контуру (табл. 2.3). У ПГУ використана та ж енергетична ГТУ, що і в ПГУ з одноконтурним котлом. Виконаний розрахунок показує, що використання у схемі ПГУ КУ двох тисків призводить до ускладнення теплової схеми, але підвищує економічність установки в порівнянні з використанням котла-утилізатора одного тиску на

• = [(0,5219 - 0,4995)/0,4995] 100 = 4,48%.

Таблиця 2.3 - Технічні дані парової ступені всієї ПГУ (КУ двох тисків)

Стан і місце робочого тіла в тепловій схемі	D^IC.	р, МПа	Т, 'С	h, кДж/кг
Пар ВТ після КУ пар ВТ на вході в парову турбіну	0,13208 0,13208	8 7	525 " 523,3	3459,5 3459,5
Пар після ЧВТ парової турбіни Пар НТ після КУ	0,13208 0,03007	0,464 0,488	213,1	2808,6 2883,8
Пар НТ перед точкою зміщення в паровій турбіні	0,03007	0,464	-	2883,8
Пар перед частиною НТ парової турбіни	0,16214	0,464	-	2882,5
Відбір пара з частини НТ парової турбіни на деаератор Пара на виході парової турбіни	0,00308 0,15906	0,127 0,006	36,2	2614,1 2263,1
Конденсат після конденсатного насоса	0,15906	0,189	36,2	151,7
Живильна вода перед деаератором	0,15906	0,151	95	398
Живильна вода після насоса ВТ	0,13208	9,6	105	447,2

Продовження табл.2.3.

Живильна вода після насоса НТ	0,03007	0,586	105	440,5
Параметри на лінії насичення в випарнику ВТ	0,13208	8,4	298,4	1336,5
Параметри на лінії насичення в випарнику НТ	0,03007	0,51	152	643

Концепція компонування обладнання ПГУ

Парогазові установки з КУ та енергетичними ГТУ невеликої та середньої потужності мають поліблочну компоновку, в якій передбачені одна парова турбіна зі своїм електрогенератором і кілька ГТУ з КУ і електрогенераторами. Впровадження в парогазову технологію потужних сучасних ГТУ дозволило перейти до одновальним ПГУ. У порівнянні з багатовальними одновальна компоновка ПГУ має ряд переваг:

• можливість використовувати окремі модулі , що економить витрати на проектування;

• зменшення обсягу головного корпусу завдяки компактній компоновці;

скорочення часу на будівельно-монтажні роботи і введення в експлуатацію;

• зниження витрат на технічне обслуговування та підвищення надійності обладнання та ін.

Залежно від способу розміщення обладнання на валу розрізняють два виконання одновальних ПГУ (рис.2.8.) :

• електрогенератор розташований з боку парової турбіни на кінці валу

( рис. 2.8. а ) ;

• електрогенератор розташований між газотурбінної і паротурбінної установкою. Передбачена самозачіпна ( Розчіпна ) муфта (рис. 2.8. б).

Перший варіант використовується в ПГУ фірми General Electric , другий - в одновальних ПГУ фірм Siemens і ABB - Alstom . Без муфти установка дешевше , але використання муфти забезпечує підвищену маневреність. Аксіальний вихід пари в конденсатор підвищує ККД установки.

Розчіпна муфта між електрогенератором і паровою турбіною забезпечує звичайний пуск ГТУ за допомогою тиристорного пускового пристрою. Після синхронізації з мережею в КУ починає генеруватися пар, який дозволяє запустити парову турбіну за самостійним пусковому графіком. Потім включається самозаціпна муфта, і парова турбіна підключається до електрогенератори і навантажується.

Рис. 2.8.. Концепції одновальной компоновки ПГУ: а - стандартне виконання; б - концепція фірми Siemens; 1 - повітря; 2 - паливо; 3 - а КУ; 4 - з КУ; 5 - конденсатор (вихід пари з частини НТ спрямований вниз); б - відведення конденсату пари в КУ; 7 - електрогенератор; 8 - самозачіпна (Розчіпна) муфта, 9 - конденсатор (аксіальний вихід пари з частини НД).