25. Парогазотурбинные установки на тепловых электростанциях

На тепловых электростанциях ГТУ применяют­ся в качестве пиковых, полупиковых и базовых аг­регатов, резервных двигателей и, в частности, для покрытия собственных нужд станции.

Рис.27. Схема ГТУ с паровой турбиной

Наибольшее развитие в последние годы приобретает примене­ние ГТУ в комплекте с паротурбинными установка­ми, а также для комбинированной выработки элек­трической и тепловой энергии на ТЭЦ.

Совершенствование ГТУ, в первую очередь ос­воение высоких температур газа (до 1300 1500 и повышение единичной мощности (250 ЗОО МВт и выше), позволяет рассматривать ГТУ как весьма перспективный двигатель для тепловых электро­станций. КПД собственно ГТУ пока не достигает значений полученных на крупных современ­ных паротурбинных электростанциях, однако в со­четании с паротурбинной установкой ГТУ образует парогазотурбинную установку (парогазовую уста­новку), которая может быть реализована во многих вариантах. Некоторые типы таких комбинированн­ых установок достигают рекордных значений КПД среди всех тепловых двигателей (до 60%).

В парогазотурбинной установке те­плота уходящих газов используется для подогрева воды и образования пара в котле-утилизаторе (КУ).

Пар из КУ поступает в паровую турбину паротурбинной установки. Паровая турбина вырабатывает до­полнительную мощность, и тем самым повышается КПД всей комбинированной парогазовой установки утилизационного типа (ПГУ-У), поскольку для вы­работки дополнительной мощности не расходуется дополнительное топливо сверх того, что подано в камеру сгорания.

Принципиальная схема ПГУ-У представлена на рис.27. Установки ПГУ-У служат дня выработки элек­трической энергии с наиболее высоким КПД из всех существующих тепловых двигателей. Уходя­щие газы покидают КУ с невысокой температурой (90-120 ).

26. Принцип действия двс

Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) - тепловой двигатель, внутри которого про­исходит сжигание топлива и преобразование части выделившейся теплоты в меха­ническую работу.

Рис.28. Схема ДВС

Образующиеся при сгорании топлива высокотемпературные газы (рис.28) оказывают давление на поршень 6 и перемещают его. Поступательное движение поршня через шатун 7 передается установленному в картере коленчатому валу 8 и таким образом преобразуется во вращательное движение.

В связи с возвратно-поступательным движением поршня 6 сгорание топлива в поршневых двигателях происходит периодически (циклично) определенными порциями, причем сгоранию каждой порции предшествует ряд под­готовительных процессов. Свежий заряд поступает в цилиндр через впускной кла­пан 3, а продукты сгорания удаляются через выпускной клапан 4.

Продукты сгорания несут значительное количество тепловой энергии, которую целесообразно использовать в газовой турбины с компрессором для повышения давления на впуске в ДВС. Увеличение наполнения цилиндров двигателя воздухом путем повышения давления на впуске называют наддувом.

Широкое применение ДВС в промышленнос­ти, на транспорте, в сельском хозяйстве и стационарной энергетике обусловлено рядом их положительных качеств. Это прежде всего высокая экономичность, достаточно большой срок службы и надежность в эксплуатации

Наряду с преимуществами ДВС следует отметить их недостатки. Это ограни­ченная по сравнению, например, с паровыми и газовыми турбинами агрегатная мощность, относительно высокий уровень шума, токсичность выпускных га­зов, а также возвратно-поступательное движение поршня, ограничивающее частоту вращения и являющееся причиной появления неуравновешенных сил инерции и моментов от них.

В стационарной теплоэнергетике ДВС используются на небольших электро­станциях (мощностью в несколько киловатт), а также достаточно мощных аварий­ных и передвижных энергоустановках. В мировой практике известны случаи стро­ительства электростанций мощностью до 100 тыс. кВт, оборудованных дизелями.