Кпд пгу: Парогазовые установки — ПГУ

Парогазовые установки — ПГУ

Вы здесь

/ / Парогазовые установки* — ПГУ

Парогазовые установки — ПГУ — описание

Парогазовые установки производят электричество и тепловую энергию. Тепловая энергия используется для дополнительного производства электричества. Парогазовая установка состоит из двух отдельных блоков: паросилового и газотурбинного. Топливом ПГУ может служить как природный газ, так и продукты нефтехимической промышленности, например мазут. В парогазовых установках на одном валу с газовой турбиной находится первый генератор, который за счет вращения ротора вырабатывает электрический ток. Проходя через газовую турбину, продукты сгорания отдают ей лишь часть своей энергии и на выходе из турбины все ещё имеют высокую температуру. Далее продукты сгорания попадают в паросиловую установку, в котел-утилизатор, где нагревают водяной пар. Температуры продуктов сгорания достаточно для того, чтобы довести пар до состояния, необходимого для вращения паровой турбины (температура 500 градусов по Цельсию и давление 80 атмосфер). С паровой турбиной механически связан второй генератор.

Парогазовые установки — ПГУ — эффективность использования топлива

Общий электрический КПД парогазовой установки составляет ~58 — 64%. В стандартных газотурбинных установках КПД составляет ~ 35%. Парогазовые установки (ПГУ) — относительно новый тип электростанций, работающих на газе, жидком или твердом топливе. Парогазовые установки (ПГУ) предназначены для получения максимального количества электроэнергии.

Инжиниринг и строительство парогазовых установок

Проектирование, инжиниринг, строительство ПГУ осуществляют всемирно известные компании:

• ABB
• Alstom
• Babcock-Hitachi
• Siemens AG

Смотрите предложения российской IPP компании Новая Генерация!

*Парогазовые установки на английском языке называются combined-cycle power plant (CCPP)

Газотурбинные установки – ГТУ – производители и поставщики

На российском рынке сегодня представлены компании, поставляющие газовые турбины:

Capstone (Кэпстоун), General Electric (Дженерал Электрик), GE, Kawasaki (Кавасаки), MAN TURBO AG, Mitsubishi Heavy Industries, (Митсубиши Хэви Индастриз), OPRA (ОПРА), Rolls-Royce (Роллс-Ройс), Siemens (Сименс), Solar Turbines (Солар Турбайнз), Turbomach (Турбомах), микротурбинные установки /мини — турбины, Микротурбинные электростанции — установки Capstone — Calnetix, газовые турбины Dresser–Rand.

Газовые турбины — полезная информация:

• Газовые электростанции: преимущества использования
• Когенерация (первая часть)
• Когенерация (вторая часть)
• Тригенерация
• Мини-ТЭЦ
• Попутный нефтяной газ
• Газовые теплоэлектростанции на различных видах топлива
• Газовые генераторы
• Турбогенераторы
• Газовые электростанции — стоимость строительства «под ключ»
• Лизинг газовых электростанций
• Технические xарактеристики газовых микротурбин Capstone
• Микротурбинные установки Capstone — реализованные проекты в России
• Технические xарактеристики газотурбинных электростанций OPRA
• Газотурбинные установки OPRA — реализованные проекты в России
• Технические xарактеристики газовых микротурбин — электростанций Ingersoll Rand
• Микротурбинные газовые генераторы CAPSTONE — C200
• Газовые микротурбины С1000
• Газотурбинные установки — системы забора воздуха
• Газотурбинные установки – газопоршневые тепловые электростанции – проектирование и организация строительства
• Домашние газовые микротурбинные электростанции
• Микротурбины Ingersoll Rand – преимущества газовых электростанций нового поколения
• Контейнеры для газотурбинных установок
• Мобильные газотурбинные установки, передвижные электростанции
• Расчет типичной ТЭЦ — ПГУ

ENERGY EFFICIENCY COMBINED-CYCLE PLANTS | International Research Journal

Research article

Kisselyov B. Yu.

Shepelev A.O.

Lysenko V.S.

Kisselyov G.Yu.

Bubenchikov A.A.

DOI:

https://doi.org/10.18454/IRJ.2016.47.291

Issue: № 5 (47), 2016

Published:

2016/05/20

Киселёв Б.Ю.¹, Шепелев А.О.¹, Лысенко В.С.¹, Киселёв Г.Ю.², Бубенчиков А.А.³

¹Магистрант, ²Студент, ³Кандидат технических наук, Омский государственный технический университет

ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПАРОГАЗОВЫХ УСТАНОВОК

Аннотация

В данной статье рассмотрены принцип действия парогазовой установки, ее плюсы и минусы по сравнению с паротурбинными и газотурбинными установками. Рассмотрена конструкция более совершенной трёхконтурной (тринарной) парогазовой установки. Так же проведён анализ литературы, кратко описаны достижения в этой области. Рассмотрены перспективы использования парогазовых установок на тепловых и атомных электростанциях России. Так же рассмотрены перспективы применения парогазовых установок с использованием возобновляемых источников энергии (биотопливе).

Ключевые слова: парогазовая установка, биотопливо, электроэнергетика.

KisselyovB.Yu¹, ShepelevA.O.¹, LysenkoV.S.¹, Kisselyov G.Yu², Bubenchikov A.A. ³

¹Undergraduate student, ²Student, ³PhD in Technical Sciences, Omsk State Technical University

ENERGY EFFICIENCY COMBINED-CYCLE PLANTS

Abstract

This article describes the principle of operation of combined-cycle plant, its advantages and disadvantages compared to the steam turbine and gas turbine. The design of a more perfect trinar combined-cycle plant. Also carried out the analysis of literature, summarized achievements in this field. The prospects of the use of combined-cycle plants in the thermal and nuclear power plants in Russia. As the prospects for the use of combined cycle power plants using renewable energy sources (biofuels).

Keywords: combined cycle plant, biofuels, electricity.

В промышленности электричество получают путём преобразования тепловой энергии в механическую, а затем уже в электрическую энергию. Преобразование тепла в электричество с большим значением КПД без промежуточного преобразования его в механическую работу являлось бы большим шагом на пути вперёд. Исчезла бы необходимость в тепловых электростанция, и как следствие применение тепловых двигателей, КПД которых обладает очень малым значением, и так же требуют за собой тщательного ухода. В нынешнее время техника не может создать установки, преобразующие тепло в электрическую энергию на прямую. В данный момент все подобные установки имеют, либо очень низкую мощность, либо малое время работы, либо низкий КПД, либо зависят от временных факторов (погодных условий, времени суток и.т.д.). Так или иначе они не могут обеспечивать надёжное электроснабжение страны. Поэтому без тепловых двигателей на тепловых электростанциях не обойтись [1].

В нашей стране электроэнергия в основном генерируется на тепловых электростанциях (ТЭС) при этом используется органическое топливо: уголь или природный газ. В нынешнее время природный газ, который сжигается на ТЭС, составляет примерно около 70 % от общей доли добываемого в стране. Однако, КПД паротурбинных установок, сжигающих газ, не достигает даже 40 % [2].

Согласно Энергетической стратегии России [3] в электроэнергетике России в период до 2020 г. планируется внедрить в эксплуатацию значительное количество современных парогазовых установок (ПГУ). ПГУ являются перспективным направлением в энергетике из-за относительно высокого КПД по сравнению с паротурбинными установками. КПД парогазовых установок да данный момент уже достигают 60%.

Устройство и принцип действия простейшей ПГУ.

ПГУ в своей конструкции два блока, отдельных друг от друга: газотурбинный и паросиловой. В газотурбинной установке турбину во вращение приводит газ, образующийся при сжигании топлива, далее он совершает механическую работу. На валу с турбиной располагается генератор, который благодаря вращательному движению ротора генерирует электрическую энергию. После прохождения турбины газ имеет давление, значение которого близко к наружному, что не даёт ему совершить работу. Однако его температура еще довольно высока и составляет порядка 500-600 C. Затем продукты сгорания отправляются в паросиловую установку, котел-утилизатор, где нагревают воду и образующийся пар, еще довольно высокая температура газа даёт возможность получить пар, давление которого достигает 100 атмосфер, что позволяет успешно применять полученный пар в паровой турбине. А паровая турбина в свою очередь приводит во вращение второй генератор (Рис. 1) [4].

Рис. 1 — Парогазовая установка

Преимущества:

– Очень высокий КПД достигающий 60% по сравнению с паросиловыми установками 33-45 % и газотурбинными установками 28-42%.

– Низкая себестоимость единицы мощности.

– Меньшее потребление воды на единицу генерируемой мощности по сравнению с паротурбинной установкой (ПТУ).

– Сроки возведения составляют всего 9-12 месяцев.

– Нет надобности подвозить топливо железнодорожным либо морским транспортом (При работе данной установки на газе или жидком топливе)

– Небольшие массогабаритные размеры, что позволяет располагать их прямо у потребителя. Тем самым уменьшая затраты на ЛЭП и доставку электрической энергии.

– Более экологична чем ПТУ

Недостатки:

–Необходимо производить фильтрацию воздуха, который используется в камерах сгорания топлива.

– Ограничения на типы используемого топлива.

– Сезонные ограничения мощности. Наибольшая эффективность в период зимы.

В нынешнее время публикуется множество статей посвященных данной тематике. Разрабатываются и совершенствуются ПГУ, повышаются КПД, номинальные мощности ит.д. В последнее время в самых высокоэффективных ПГУ используются трехконтурные ПТУ с использованием водяного пара с довольно усложненной схемой (Рис. 2). Под трёхконтурной (тринарной) ПГУ подразумевается утилизационная парогазовая установка, в которой комбинированы три цикла: газотурбинный цикл и два паротурбинных цикла: верхний – паротурбинный цикл основанный на воде и водяном паре, и нижний цикл турбоустановки основанный на низкокипящем веществе НКВ [2]. Высокие показатели КПД существующих ПГУ можно достичь в основном при помощи повышения начальных температур газа перед входом пара в газовые турбины до 1300–1500°C, с перспективой создания газовых турбин, работающих при начальных температурах газа, равных 1600°C. При столь высоких температурах КПД ГТУ составляет всего 39–41%, а высокий КПД ПГУ (58–61%) определяется глубиной утилизации теплоты газов, покидающих газовую турбину, в паротурбинном цикле с начальной температурой пара на уровне 540–560°C.Одним из важных компонентов определяющий КПД ПГУ является котел-утилизатор. Котлы утилизаторы бывают двух типов с горизонтальной и вертикальной компоновкой поверхностей нагрева. Согласно работе [5] наилучшим является котел-утилизатор вертикального типа. Так как это позволяет уменьшить потери мощности ГТУ, а, следовательно, повысить КПД всего цикла ПГУ, так же снижается металлоёмкость котла вследствие более высоких значений коэффициентов теплопередачи.

В работе [6] представлена принципиально новая тепловая схема парогазовых установок с применением регенеративного подогрева питательной воды в утилизационном паротурбинном цикле, что позволяет увеличить КПД парогазовых установок на 5 %.В работе [7] предлагается использовать паровое охлаждение лопаток газовой турбины, что позволяет увеличить КПД ПГУ на 1,7-2,1%.

Рис. 2 — Упрощенная схема ПГУ тринарного типа

Возможно, что в дальнейшем ПГУ также будут применяться и на АЭС. Перспективам применения данных установок на АЭС посвящены работы [8,9].

Большое внимание направлено на возобновляемые источникам энергии. Одним из наиболее перспективных возобновляемых источников энергии является растительная биомасса (древесина и отходы ее переработки, торф, сельскохозяйственные отходы растительного происхождения). Каждый год в России заготавливается около 150 млн. м³ древесины, одновременно при ее заготовке и переработке образуется более 30 млн. м³ отходов, использование которых даст возможность снизить потребность в жидком топливе. Торф так же является одним из перспективных типов топлива в нашей стране. Развитие и внедрение ПГУ на биотопливе в основном направлено на создание установок значительно малой мощности, что в свою очередь позволит обеспечить децентрализованных потребителей высокоэффективными автономными энергетическими установками. Работы, посвященные ПГУ на биотопливе [10,11].

В настоящее время существует огромное количество различных типов, применяемых ГТУ, а также схем применяемой паротурбинной части ПГУ. Установки можно классифицировать по числу газотурбинных установок (ГТУ) (одна, две, три), по числу контуров котлов утилизаторов (КУ) (одноконтурные, двухконтурные, трехконтурные), отсутствию или наличию промежуточного перегрева пара в ПТУ и т. п. А также по типу топлива используемого данной установкой (Газ, жидкое топливо, биомасса и.т.д.)

Заключение

Внедрение парогазовых установок в энергетику России является очень перспективным направлением. ПГУ имеют очень большую экономическую и инвестиционную эффективность. Так же использование ПГУ на биотопливе позволит решить проблему, связанную с ростом экономического мирового кризиса, связанного с нехваткой топливно-энергетических ресурсов.

Исследование выполнено при финансовой поддержке Минобрнауки России в рамках научного проекта № МК-5098. 2016.8»

Литература

1. Парогазовые установки. [Электронный ресурс] Дата обновления: 22.11.2010. -url: http:// bestreferat.ru.html (дата обращения: 29.02.2016).
2. Галашов Н.Н. Анализ Эффективности парогазовых установок тринарного типа / Н.Н. Галашов, С.А. Цибульский // Известия томского политематического университета. – 2014. – №4. – С. 33-38.
3. Основные положения Энергетической стратегии России на период до 2020 года. — М.: Минэнерго РФ, 2001.
4. Письменный В.Л. Многорежимная парогазовая установка / В.Л. Письменный // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. – 2006. – №7-8. – С. 43-48.
5. Мошкарин А.В. Сравнительный анализ котлов-утилизаторов вертикального и горизонтального типа / А.В. Мошкарин, Б.Л. Шелыгин, Т.А. Жамлиханов // Вестник Ивановского государственного энергетического университета. – 2009. – №4. – С. 15-17.
6. Зарянкин А.Е. Парогазовая установка с регенеративным подогревом питательной воды / А. Е. Зарянкин, А.Н. Рогалев, Е.Ю. Григорьев, А.С. Магер// Вестник Ивановского государственного энергетического университета. – 2013. – №2. – С. 19-22.
7. Богомолова Т.В. Повышение эффективности бинарных ПТУ при использовании парового охлаждения лопаток газовой турбины / Т.В. Богомолова, М.Б. Цирков // Вестник МЭИ. – 2013. – №3 – С. 27-31.
8. Касилов В.Ф. Перспективы использования парогазовых технологий в энергоблоках атомных электростанций / В.Ф. Касилов, А.В. Низовой // Научные исследования: от теории к практике. – 2015. – №4(5). – С. 34-38.
9. Кряжев А.В. Использование парогазовой технологии на АЭС / А.В. Кряжев, А.М. Антонова // Известия высших учебных заведений. Ядерная энергетика. – 2010. – №1. – С. 56-61.
10. Седнин В.А. Параметрическая оптимизация парогазовой установки на биомассе / В.А. Седнин, А.И. Левшеня // Известия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГ. Энергетка. – 2013.– №6. – С. 72-79.
11. Мазуренко А. С. Экономическая эффективность парогазовых установок на биотопливе / А.С, Мазуренко, А.Е. Денисова, НГО МиньХиеу // Энергетика: экономика, технологии, экология. – 2013. – №1(32). – С. 15-19.

References

1. Parogazovye ustanovki. [JElektronnyj resurs] data obnovlenija: 22.11.2010. -URL: http:// bestreferat.ru.html (data obrashhenija: 29.02.2016).
2. Galashov N.N. Analiz JEffektivnosti parogazovyh ustanovok trinarnogo tipa / N.N. Galashov, S.A. Cibul’skij // Izvestija tomskogo politematicheskogo universiteta. – 2014. – №4. – S. 33-38.
3. Osnovnye polozhenija JEnergeticheskoj strategii Rossii na period do 2020 goda. — M.: Minjenergo RF, 2001.
4. Pis’mennyj V.L. Mnogorezhimnaja parogazovaja ustanovka / V.L. Pis’mennyj // Izvestija vysshih uchebnyh zavedenij. Problemy jenergetiki. – 2006. – №7-8. – S. 43-48.
5. Moshkarin A.V. Sravnitel’nyj analiz kotlov-utilizatorov vertikal’nogo i gorizontal’nogo tipa / A. V. Moshkarin, B.L. SHelygin, T.A. ZHamlihanov // Vestnik Ivanovskogo gosudarstvennogo jenergeticheskogo universiteta. – 2009. – №4. – S. 15-17.
6. Zarjankin A.E. Parogazovaja ustanovka s regenerativnym podogrevom pitatel’noj vody / A.E. Zarjankin, A.N. Rogalev, E.JU. Grigor’ev, A.S. Mager// Vestnik Ivanovskogo gosudarstvennogo jenergeticheskogo universiteta. – 2013. – №2. – S. 19-22.
7. Bogomolova T.V. Povyshenie jeffektivnosti binarnyh PTU pri ispol’zovanii parovogo ohlazhdenija lopatok gazovoj turbiny / T.V. Bogomolova, M.B. Cirkov // Vestnik MJEI. – 2013. – №3 – S. 27-31.
8. Kasilov V.F. Perspektivy ispol’zovanija parogazovyh tehnologij v jenergoblokah atomnyh jelektrostancij / V.F. Kasilov, A.V. Nizovoj // Nauchnye issledovanija: ot teorii k praktike. – 2015. – №4(5). – S. 34-38.
9. Krjazhev A.V. Ispol’zovanie parogazovoj tehnologii na AJES / A.V. Krjazhev, A.M. Antonova // Izvestija vysshih uchebnyh zavedenij. JAdernaja jenergetika. – 2010. – №1. – S. 56-61.
10. Sednin V.A. Parametricheskaja optimizacija parogazovoj ustanovki na biomasse / V.A. Sednin, A.I. Levshenja // Izvestija vysshih uchebnyh zavedenij i jenergeticheskih ob#edinenij SNG. JEnergetka. – 2013.– №6. – S. 72-79.
11. Mazurenko A.S. JEkonomicheskaja jeffektivnost’ parogazovyh ustanovok na biotoplive / A.S, Mazurenko, A.E. Denisova, NGO Min’Hieu // JEnergetika: jekonomika, tehnologii, jekologija. – 2013. – №1(32). – S. 15-19.

Турбина GE HA установила еще один мировой рекорд эффективности ПГУ

Электростанция Nishi-Nagoya Block-1 компании Chubu Electric в Японии, работающая на трех турбинах GE 7HA и технологии паровых турбин и генераторов Toshiba Energy Systems & Solutions, официально признана мировым лидером Самая эффективная электростанция с комбинированным циклом согласно Книге рекордов Гиннеса.  

Организация, которая собирает и демонстрирует окончательные рекордные факты, подчеркнула, что завод достиг общей эффективности 63,08%.

Это признание является монументальным для GE Power, чей завод в Бушене во Франции установил мировой рекорд Гиннеса как «самая эффективная электростанция комбинированного цикла» в апреле 2016 года на основе подтвержденного КПД 62,22%. Согласно Книге рекордов Гиннеса, «показатель эффективности означает количество энергии, извлеченной из общей энергии сгорания, содержащейся в топливе».

Bouchain, блок мощностью 605 МВт, который в 2017 году также был назван Top Plant журнала POWER , включает в себя первый в своем роде GE 9Газовая турбина HA.01 (и это была первая парогазовая установка, оснащенная турбиной HA), паровая турбина D650 и генератор W86, работающие в тандеме. Как отмечается в отчете POWER , электростанция может перейти от запуска к работе в комбинированном цикле менее чем за 25 минут и снизить максимальную генерирующую мощность до 30%, при этом соблюдая требования по выбросам.

GE Power 27 марта отметила, что мировые рекорды Bouchain и Nishi-Nagoya подчеркивают вклад высокоэффективных турбин в самые эффективные электростанции в мире как в сегментах 50 Гц, так и в сегментах 60 Гц.

«Мы очень гордимся тем, что снова вошли в историю и сотрудничаем с Chubu и Toshiba, чтобы поставить лучшую в отрасли турбину HA GE в Японию», — сказал Рассел Стоукс, президент и главный исполнительный директор GE Power. «Наша технология HA позволяет создавать электростанции будущего, обеспечивая беспрецедентный уровень эффективности и надежности, которые могут помочь странам во всем мире удовлетворить сегодняшние потребности в электроэнергии и достичь более жестких целей по выбросам».

Удовлетворение стремления Японии к более эффективной и дешевой электроэнергии

Японская электростанция Chubu Electric Nishi-Nagoya Блок-1, оснащенная газовой турбиной GE 7HA, достигла общего КПД 63,08%, что делает ее самой эффективной электростанцией с комбинированным циклом в мире. мира по состоянию на март 2018 г. Предоставлено: GE

Блок-1 Ниси-Нагоя мощностью 1,19 ГВт начал коммерческую эксплуатацию 2 октября 2017 г. после нескольких лет тесного сотрудничества между Chubu, Toshiba (которая выступала в качестве подрядчика по проектированию, закупкам и строительству) и GE по строительству высокоэффективной теплоэлектростанции. электростанция, которая заменит 40-летнюю электростанцию ​​Chubu в Ниси-Нагоя. Компания Chubu выбрала более эффективную и более гибкую газовую турбину с большим блоком, чтобы она могла поддерживать работу в многовальном (3-в-1) комбинированном цикле, обеспечивать низкий уровень выбросов оксидов азота и работать на сжиженном природном газе (СПГ).

Компания GE отметила в пресс-релизе, что решение построить недорогую электростанцию ​​с комбинированным циклом, работающую на природном газе, соответствовало переходу Японии на более чистое и эффективное производство электроэнергии, а также усилиям коммунальных предприятий по повышению прибыльности на рынке, характеризуемом за счет усиления конкуренции из-за дерегулирования и снижения спроса на электроэнергию.

Высокая производительность и эффективность были особенно важны для региона Тюбу, крупнейшего производственного центра Японии. «Для поддержки производства путем обеспечения стабильного и недорогого энергоснабжения в Тюбу, центральном регионе Японии, мы прилагаем неустанные усилия для строительства объектов по производству электроэнергии, которые достигают самых высоких в мире уровней производительности и эффективности», — сказал Сатору Катсуно, президент и директор Электроэнергия Чубу. «Мы считаем, что наше постоянное стремление к инновациям привело к этому [мировому рекорду]».

В центре внимания турбина HA

Согласно GE, «технология HA была выбрана как наилучшая проверенная технология для проекта». HA, крупнейшая и наиболее эффективная газовая турбина GE, наработала более 88 000 комбинированных рабочих часов по всему миру. Модель 7HA спроектирована так, чтобы быть гибкой по топливу, приспосабливаясь к широкому спектру газового и жидкого топлива, включая газ с высоким содержанием этана (сланцевый газ) и СПГ. По словам GE, 7HA также может выйти на полную нагрузку менее чем за 30 минут, что обеспечивает большую стабильность сети с использованием возобновляемых и альтернативных источников энергии.

Компания GE поставила еще три газовые турбины 7HA.01 для Блока 2 завода в Ниси Нагоя, который, как ожидается, будет запущен в коммерческую эксплуатацию в конце марта 2018 года. Две аналогичные электростанции GE уже полностью введены в эксплуатацию в Техасе, которые используют Технология 7HA. По данным GE, в течение 2018 года в коммерческую эксплуатацию войдут более 30 агрегатов HA.

Тем временем на горизонте могут появиться новые рекорды эффективности. В декабре GE Power объявила, что HA доступен с эффективностью более 64% в электростанциях с комбинированным циклом, что, по ее словам, было достигнуто в основном благодаря достижениям в аддитивном производстве и прорывам в области сжигания. «В частности, инженеры GE разработали компоненты аддитивного производства для 9-го поколения.Система сгорания HA использует 3D-печать металлом для открытия новых геометрических форм для лучшего предварительного смешивания топлива и воздуха, что приводит к большей эффективности», — говорится в сообщении. Сообщается, что новая система сгорания прошла успешные испытания при полной нагрузке и полной скорости на испытательном стенде GE в Гринвилле, Южная Каролина.

Компания GE Power, пережившая широко разрекламированные проблемы с прибыльностью из-за шаткого оптимизма в отношении использования газовых турбин заказчиками в условиях меняющихся рынков электроэнергии, недавно приступила к реализации плана по поддержанию конкурентоспособности своего подразделения. Тем не менее, компания продолжит разработку и продажу своих турбин HA.

По словам руководителей компании, в эти планы входит повышение полезного КПД турбины до 65% к 2025 году. Электростанция ПГУ | АРАНЕР Централизованное охлаждение

5 минут

Люди продолжают спрашивать о системах ПГУ (газовая турбина комбинированного цикла) и ПГУ (газовая турбина открытого цикла ) , причина популярности природный газ для производства электроэнергии . Но, как и у всех продуктов, у каждой из этих систем есть свои плюсы и минусы. OCGT имеет довольно простую операцию , которая начинается с подачи свежего окружающего воздуха в компрессор и заканчивается выработкой электроэнергии, как показано на рис. 1 ниже. Эта простота дает OCGT несколько преимуществ по сравнению с CCGT . Однако не поймите все неправильно; этот цикл имеет также некоторые недостатки, которые могут препятствовать его применению в определенных обстоятельствах. Учитывая все эти факты, Когда газовые турбины с открытым циклом являются правильным выбором?  

Рис. 1. Газотурбинная электростанция открытого цикла

Сравнение газовых турбин открытого и комбинированного циклов

Чтобы помочь в выборе между газовой турбиной открытого цикла (OCGT) и газовой турбиной комбинированного цикла (CCGT44) ), было бы целесообразно сравнить их по эффективности, экономичности и влиянию на окружающую среду.

1. Эффективность

Этого нельзя отрицать; Технология ПГУ остается выбором для многих электростанций, работающих на природном газе. Эффективность этого устройства является движущей силой, и, похоже, она становится еще лучше. Последние разработки позволили повысить эффективность (более 60%). Аналитики отрасли уже прогнозируют, что к 2020 году эффективность достигнет отметки 64%.0041 разработка платформы увеличения мощности должна заинтересовать владельцев электростанций, особенно тех, которые управляют электростанциями с комбинированным циклом. ARANER занимается воздушным охлаждением на входе в турбину (TIAC), одной из самых надежных технологий увеличения мощности газовой турбины. Ведущие производители турбин открытого цикла прилагают все усилия для повышения эффективности этих продуктов, но достигнутые на сегодняшний день цифры намного ниже, чем 60% с лишним на ПГУ.

2. Экономика

Выбирая парогазовую установку, вы должны внимательно следить за финансовыми факторами. Технологии создания парогазовой установки сложны и высоки по сравнению с ПГУ. Иногда первоначальные капитальные затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание и могут превышать экономию, полученную за счет более высокой эффективности . Тем не менее, эта технология все еще жизнеспособна для нового объекта, учитывая текущие цены на оборудование и топливо. Гибкость ПГУ впечатляет как с экономической, так и с технической точек зрения . Исторически сложилось так, что эти установки не работают непрерывно, а включаются только в периоды пиковой нагрузки. Из-за этого эта технология получила широкое распространение в ветроэнергетике и других возобновляемых источниках энергии. (Различные впадины и пики обычно характеризуют производство возобновляемой энергии). Также обратите внимание, что установка может работать практически на любом виде топлива, включая метан, биогаз и нефть.

3. Воздействие на окружающую среду

Электростанции могут воздействовать на окружающую среду как при строительстве, так и при эксплуатации. Последствия включают занимаемое пространство, выбросы загрязняющих веществ и использование водных ресурсов. Кроме того, высота объекта может быть препятствием для деятельности авиации. Хотя любая электростанция может оказывать воздействие на окружающую среду , большинство людей предпочитают электростанции с комбинированным циклом газовым турбинам с открытым циклом. Электростанции США, которые пошли по этому пути, сообщают о меньшем количестве выбросов. Сообщается о значительном сокращении таких загрязняющих веществ, как двуокись серы (SO2), двуокись углерода (CO2) и оксиды азота (Nox). Газовая турбина открытого цикла отбрасывает отработанное тепло в атмосферу, что может оказывать неблагоприятное воздействие на окружающую среду. ПГУ не имеет такой проблемы, потому что она повторно использует отработанное тепло для производства большего количества энергии. В конце концов, выбор за вами, но независимо от вашего выбора, Продукция ARANER может помочь вашей ПГУ или ПГУ работать более эффективно .

OCGT: как принять решение

Прежде чем сделать выбор между этими двумя системами выработки электроэнергии, вы должны задать себе несколько вопросов.

Насколько важна эффективность для вашего завода?

Что касается эффективности, ПГУ-системы имеют более низкий КПД (около 40%), чем ПГУ, эффективность которых может достигать 56–60%. Таким образом, ПГУ может быть лучшим вариантом для электростанций, где эффективность является ключевым моментом.

Какой тип энергии вы хотите генерировать?

Если вы используете турбину для пиковой мощности , вам лучше использовать ПГУ, так как время запуска меньше, чем у ПГУ. Но это не единственные факторы, которые следует учитывать. Ниже вы найдете три сценария, в которых ПГУ превзойдет ПГУ по выработке электроэнергии.

Первый сценарий: когда вы не возражаете против отходящего тепла

ПГУ поставляется с системой рекуперации тепла, которая улавливает отходящее тепло от выхлопных газов газовой турбины. Используя это отработанное тепло, парогенератор-утилизатор (HRSG) вырабатывает пар, который поступает в паровую турбину. От паровой турбины электростанция способна вырабатывать больше электроэнергии. Другими словами, газовая турбина с комбинированным циклом обеспечивает максимальную эффективность. В отличие от вышеупомянутой системы, OCGT не улавливает отработанное тепло . Вместо этого эта система должна отводить отработанное тепло в окружающую среду. Таким образом, если вашей электростанции не требуется рекуперация отработанного тепла для увеличения выходной мощности, ПГУ может быть лучшим вариантом.

Второй сценарий: решение проблемы пикового спроса на электроэнергию

Несомненно, ПГУ более эффективны, чем ГТУ, для выработки электроэнергии для базовой и промежуточной нагрузки. Тем не менее, OCGT являются более доминирующими для пиковой нагрузки. Прекрасным примером является Великобритания, где Государственный секретарь (SoS) Министерства энергетики и изменения климата (DECC) недавно дал согласие на строительство OCGT для электростанции Abernedd для резервного электричества, где нужен быстрый ответ. Одной из проблем пиковой мощности является ее непредсказуемый характер. Если температура повысится, пиковая потребность в электроэнергии может превзойти ожидания. Только электростанция, способная быстро наращивать мощность, сможет компенсировать этот спрос. Что может быть лучше, чем использовать OCGT? Электростанции OCGT используются для обеспечения безопасности электрических сетей, у которых есть проблемы с целостностью. Сюда входят сбои в системах передачи и генерации.

Третий сценарий: когда место ограничено

Выбор площадки для газовой электростанции – дело непростое. Наличие свободного места является одним из наиболее важных параметров проекта, о котором следует помнить. В парогазовых установках паровые турбины и установки утилизации тепла занимают много места и довольно тяжелые. Использование OCGT позволяет использовать как можно меньше веса и места. Для небольшого пространства вам будет сложно понять, где разместить дополнительное оборудование, поставляемое с ПГУ.

ARANER: эффективность установок с комбинированным циклом 

Выбор технологии газовых турбин с открытым циклом обычно представляет собой компромисс между фиксированными и предельными затратами. Этот компромисс основан на использовании установки. Если объект будет использоваться регулярно, ожидается, что эффективность будет высокой. Следовательно, владелец должен быть готов платить более высокие фиксированные затраты (инвестиции).