1. Что входит в понятие «объекты и технологии высокой эффективности»? Пути совершенствования тепловой экономичности.

ТЭС: 1) ПТУ (отработанные технологии) – характеристики зависят от окружающей среды.

«-»: восполнение технологических потерь, высокая стоимость ТЭС, низкая маневренность, наличие системы охлаждения; 2) ГТУ – «+»: низкая стоимость, высокая маневренность, регулирование нагрузки 40-60%, экология. «-»: зависимость основных характеристик от окружающей среды, зависимость электрической мощности от тепловой нагрузки; 3) ПГУ «+»: широкий диапазон регулирования, дешевле ПТУ, экология, меньшая потребность в технологической воде по сравнению с ПТУ. «-»: зависимость основных характеристик от окружающей среды; 4) ГПУ «+»: устойчивый КПД двигателя, широкий диапазон регулирования, экологичность, повышенный ресурс. «-»: дорогое сервисное обслуживание и масло, единичная мощность ГПУ ограниченна 18 МВт.

Перспективные технологии:

1. Переход на парогазовый цикл, вывод из эксплуатации устаревшего паросилового оборудования, освоение выпуска газовых турбин, мощностью 65-350 МВт и ПГУ на их основе, мощностью 400-800 МВт

2. Переход на чистые угольные технологии (суперсверхкритические параметры пара-250 бар, 504 ˚С, циркулирующий кипящий слой, ПГУ с газификацией)

3. Развитие схем с когенерацией( комбинированное производство тепла и электроэнергии) на базе высокоэффективных ПГУ ТЭЦ (с удельной выработкой электроэнергии на тепловом потреблении 1200-1500 кВт*ч/Гкал)

4. Развитие малой и распределенной энергетики

5. Создание пилотных и интеллектуально активно-адаптивных (SMART GRID) сетей

6. Планирование и создание демонстрации объектов

7. Развитие отечественного энергомашиностроения, электротехпрома, проектной деятельности

Технологические решения при разработке ТЭС:

1)Повышение начальных параметров: р0=30 МПа стремимся к 38 МПа, t0=600˚С стремимся к 700-800 ˚С

2. Увеличение температуры промперегрева и использование 2-хконтруного промперегрева

3. Уменьшение давления в конденсаторе, применение морской воды

• Совершенствование тепловой схемы и схемы регенеративного подогрева:Использование смешивающих подогревателей; Бездеаэраторная схема; Двухподъемная схема ПН; Увеличение температуры пв до 310 ˚С; Деаэратор повышенного давления (больше атм); Трубчатый экономайзер; Увеличение теплопроизводительности энергетического котла с целью компенсации недогрева в ПВД

2. Совершенствование оборудования ТЭС

3. Применение ГТУ и ПГУ

4. Циркулирующий кипящий слой

5. Увеличение экологических характеристик станции

6. Разработка новых и совершенствование старых АСУТП

7. Топливные элементы и гибридные станции

Способы повышения экономичности ГТУ:

1. Увеличение _К

2. Увеличение температуры начала турбины

3. Увеличение экономических характеристик (КПД компрессора, КС, ГТ)

4. Уменьшение внутренней мощности компрессора

5. Уменьшение потерь давления на входе в компрессор

6. Уменьшение потерь давления на выходе из ГТ

7. Совершенствование термодинамического цикла:

• Карнотизация (охлаждение воздуха в компрессоре, промежуточные КС)

• Регенерация теплоты газов после ГТУ

Подогрев топлива

2. Термодинамический цикл Брайтона энергетической ГТУ открытого цикла. Привести простейшую схему энергетической ГТУ открытого цикла, указать особенности работы. Принцип работы: преобразование химической энергии подводимого топлива в электрическую.

ОК - осевой компрессор; КС - камера сгорания; ГТ - газовая турбина; ЭГ - электрогенератор; ТК -топливные клапаны; ПТл - подогреватель топлива; ДК - дожимной компрессор топлива; Д - двигатель привода ДК (электрический, механический); рг - давление топлива перед КС; рм - давление топлива в топливной магистрали; КВОУ - комплексное воздухоочистительное устройство

В качестве рабочего тела используется атмосферный воздух, поступающий в осевой компрессор.

1-2: Сжатие воздуха в компрессоре; 2-3: Передача тепла газу от топлива(тут природный газ(ПГ) на схеме)

Давление ПГ в подающей магистрали повышается дожимным компрессором до необходимого. Одновременно возможен подогрев топлива в ПТл для повышения эффективности процесса. Через топливные клапана системы топливоподачи топливо вводится в КС, где сгорает в среде сжатого подогретого воздуха. Формируется температура перед ГТ, обеспечиваемая повышенным избытком воздуха после КС. 3-4: Расширение газов в ГТ (t4 примерно 300-800 ˚С); 4-1: Замыкание на атмосферу (условно)=> работы не совершается

Особенности работы: Компрессор под разряжением и воздух САМ(без насосов) засасывается в него после воздухоочистительного устройства; ЭГ со стороны компрессора, где ниже температура; КПД двигателя ГТ 95-99%; 60-70% мощности ГТ «съедает» Компрессор, но нужно давление, чтобы вращать ГТ; Работа ГТ> работы К

Особенности ГТУ: 1) Характеристики ГТУ зависят от температуры наружного воздуха; 2)Давление атмосферное; 3) Перепад давления = разности входного и выходного; 4) Зависит от высоты над уровнем моря (на каждые 1 км-уменьшение мощности на 10%); 5) Потери на входе: ОК,КВОУ; 6) Потери на выхлопе: сопротивление кот.устр.; 7) Потери в редукторе; 8) Потери в ЭГ

Основные характеристики ГТУ: степень повышения давления в компрессоре; - степень расширения газов в ГТ; коэффициент потерь давления рабочего тела в ГТУ(прохождение через КС) λ₂ =0,96-0,98 – потеря всаса и выхлопа (КВОУ,котел); ₁ ₂ -коэффициент общих потерь

- термический КПД; – термический коэф-т

работа компрессора; работа турбины

работа ГТУ

=0.3-0.4 – коэффициет полезной работы