Парогазотурбинная установка. Парогазотурбинная установкаПарогазотурбинная установка - это... Что такое Парогазотурбинная установка?турбинная теплосиловая установка, рассчитанная на совместное использование в тепловом цикле 2 рабочих тел — водяного пара и газообразных продуктов сгорания топлива. Возможны раздельные тепловые схемы П. у. с использованием пара и газа в контурах с отдельными паровыми и газовыми турбинами и контактные схемы, в которых газ и пар смешиваются в общий поток, поступающий в турбину. Впервые практическое применение П. у. получили в 1932 в высоконапорных парогенераторах «Велокс» фирмы «Броун, Бовери унд компани» (Швейцария). В этой П. у. газовая турбина работала на отходящих газах парогенератора и приводила в действие дутьевой турбокомпрессор, осуществляющий наддув топки до 200—300 кн/м2 (до 2—3 кгс/см2), что позволило существенно интенсифицировать теплообмен. Парогенераторы типа «Велокс» получили распространение и в СССР, но строились только относительно небольшой мощности. Для крупных электростанций в СССР созданы высоконапорные парогенераторы большой производительности, пар от которых направляется в паровую турбину, а продукты сгорания — в газовую турбину, служащую для привода воздушного компрессора и электрического генератора (рис.). На Невинномысской ГРЭС в 1972 установлен блок мощностью 200 Мвт, где впервые применена комбинированная схема из высоконапорного парогенератора ВПГ-450-140, работающего с давлением в топке 650 кн/м2 (6,5 кгс/см2), газотурбинной установки мощностью 43 Мвт и паротурбинной установки мощностью 160 Мвт. Совместное использование парового и газового цикла снижает удельный расход тепла на 4—7% по сравнению с паротурбинной установкой аналогичной мощности и параметров при одновременном уменьшении на 10—12% капиталовложений. За рубежом (например, в США, ФРГ) получили распространение тепловые схемы П. у., в которых горячие отходящие газы газотурбинной установки поступают непосредственно в топку парового котла, повышая температуру в ней, или же направляются для подогрева питательной воды в теплообменники — экономайзеры. Лит.: 3ысин В. А., Комбинированные парогазовые установки и циклы, М. — Л.,1962. С. М. Лосев.
Схема парогазотурбинной установки с высоконапорным парогенератором: 1 — газовая турбина; 2 — высоконапорный парогенератор; 3 — компрессор; 4 — паровая турбина; 5 — электрический генератор. Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия. 1969—1978.
Смотреть что такое "Парогазотурбинная установка" в других словарях:
dic.academic.ru Парогазотурбинная установкаПарогазотурбинная установка состоит из входного устройства, компрессора, камеры сгорания, камеры смешения, турбины привода компрессора, выходного устройства, теплообменника-испарителя, теплообменника-нагревателя, расположенного за теплообменником-испарителем, паровой турбины, теплообменника-конденсатора. Теплообменник-испаритель расположен в канале выходного устройства за турбиной привода компрессора и соединен с одной стороны с источником воды, а с другой - с камерой смешения. Вода, прежде чем попасть в теплообменник-испаритель, проходит через теплообменник-конденсатор паровой турбины. Паротурбинный контур закольцован: входной ресивер турбины соединен с выходом из теплообменника-нагревателя; выходной ресивер турбины через канал низкого давления теплообменника-конденсатора соединен с входом в насос, выход из которого соединен с входом в теплообменник-нагреватель. В паротурбинном контуре циркулирует легкоиспаряющаяся жидкость, переходящая в пар и обратно (например, этиловый спирт), имеющая температуру кипения менее 100°С. Достигается повышение эффективного кпд парогазотурбинной установки до 70-75%. 6 з.п. ф-лы, 4 ил.
Изобретение относится к теплоэнергетике. Известна тепловая машина (патент RU 2269668 C1, 2006), в которой показана принципиальная возможность повышения эффективного коэффициента полезного действия (кпд) двигателя внутреннего сгорания до 60% и более. Недостатком машины является невозможность ее практической реализации вследствие несоразмерно больших размеров теплообменных устройств. Известна парогазотурбинная установка (патент RU 2272916 C2, 2006), содержащая входное устройство, компрессор, камеру сгорания, камеру смешения, турбину привода компрессора, выходное устройство, теплообменник-испаритель, расположенный в канале выходного устройства за турбиной привода компрессора и соединенный с одной стороны с источником воды, а с другой - с камерой смешения. Парогазотурбинная установка (ПГТУ) позволяет иметь эффективный кпд ~ 50%. Недостатком схемы является то, что энергия, затраченная на парообразование, рассеивается в атмосфере. Целью изобретения является устранение указанного недостатка. Сущность изобретения заключается в том, что повышение эффективного кпд является следствием использования в ПГТУ двух внутренних термодинамических циклов Ренкина, кпд которых в составе тепловой машины стремится к единице (Письменный В.Л. Внутренние термодинамические циклы // Конверсия в машиностроении, 2006, №3. С.5-10). Поставленная цель достигается тем, что в ПГТУ, содержащей входное устройство, компрессор, камеру сгорания, камеру смешения, турбину привода компрессора, выходное устройство, теплообменник-испаритель, расположенный в канале выходного устройства за турбиной привода компрессора и соединенный с одной стороны с источником воды, а с другой стороны - с камерой смешения, дополнительно установлены: теплообменник-нагреватель, паровая турбина, теплообменник-конденсатор и насос. При этом теплообменник-нагреватель установлен в канале выходного устройства за теплообменником-испарителем и закольцован с паровой турбиной, теплообменником-конденсатором и насосом так, что входной ресивер турбины соединен с выходом из теплообменника-нагревателя; выходной ресивер турбины через канал низкого давления теплообменника-конденсатора соединен с входом в насос, выход из которого соединен с входом в теплообменник-нагреватель. Внутри закольцованной системы циркулирует легкоиспаряющаяся жидкость, переходящая в пар и обратно, имеющая температуру кипения менее 100°C. Вода в теплообменник-испаритель подается через канал высокого давления теплообменника-конденсатора. В качестве легкоиспаряющейся жидкости предпочтительно использовать этиловый спирт. Предпочтительно иметь следующие параметры ПГТУ: температура газа в камере сгорания более 2500 К; степень повышения давления в компрессоре более 40; давление на выходе из паровой турбины менее 0,1 МПа. Для обеспечения условий конденсации легкоиспаряющейся жидкости (при пониженных расходах воды) на выходе из теплообменника-конденсатора целесообразно установить кран кольцевания, обеспечивающий дополнительную циркуляцию воды в указанном теплообменнике. Для повышения эффективного кпд ПГТУ в магистрали между теплообменником-испарителем и камерой смешения целесообразно установить паровую турбину высокого давления с давлением пара на входе более 10 МПа. На фиг.1 изображена схема ПГТУ; на фиг.2 изображен эквивалентный термодинамический цикл ПГТУ; на фиг.3 изображена зависимость термического кпд ПГТУ от рабочих температур; на фиг.4 изображена схема ПГТУ. Парогазотурбинная установка (фиг.1) состоит из входного устройства 1, компрессора 2, камеры сгорания 3, камеры смешения 4, турбины привода компрессора 5, выходного устройства 6, теплообменника-испарителя 7, насоса высокого давления 8, теплообменника-нагревателя 9, паровой турбины 10, теплообменника-конденсатора 11, насоса 12, электрогенераторов 13. Теплообменник-испаритель 7 расположен в канале выходного устройства за турбиной 5. В том же канале за теплообменником-испарителем 7 расположен теплообменник-нагреватель 9. Входной ресивер паровой турбины 10 соединен с выходом из теплообменника-нагревателя 9; выходной ресивер турбины через канал низкого давления теплообменника-конденсатора 11 соединен с входом в насос 12, выход из которого соединен с входом в теплообменник-нагреватель 9. Внутри закольцованной системы циркулирует жидкость (этиловый спирт), переходящая в пар и обратно. Вода в теплообменник-испаритель 7 подается насосом высокого давления 8 через теплообменник-конденсатор 11. Работа установки осуществляется следующим образом. Атмосферный воздух через канал 1 поступает в компрессор 2 для сжатия. Сжатый до заданного давления воздух (степень сжатия ~ 40) непрерывным потоком подается в камеру сгорания 3, куда одновременно через форсунки впрыскивается мелкораспыленное топливо. Температура газа в камере сгорания 2500÷2700 К. Из камеры сгорания 3 горячий газ направляется в камеру смешения 4, куда одновременно направляется перегретый пар из теплообменника-испарителя 7. В камере смешения 4 горячий газ и перегретый пар перемешиваются, в результате чего температура рабочего тела понижается до значений, допустимых по условиям прочности лопаток турбины (1600÷2100 К), а энтальпия рабочего тела возрастает. Из камеры смешения 4 рабочее тело (смесь пара с газом) поступает в турбину 5, которая совершает полезную работу, затрачиваемую на привод компрессора и электрогенератора. После турбины рабочее тело отдает значительную часть своей энергии воде, которая под действием насоса 8 движется внутри теплообменника-испарителя 7. В теплообменнике-испарителе вода превращается в перегретый пар, который поступает в камеру смешения 4, а рабочее тело (смесь пара с газом) - в теплообменник-нагреватель 9, внутри которого под давлением ~ 0,19 МПа при температуре ~ 50°C циркулирует жидкость - этиловый спирт. В результате теплообмена спирт нагревается до температуры более 95°C, превращаясь в перегретый пар (температура кипения спирта при указанном выше давлении ~ 95°C), а продукты сгорания охлаждаются до температуры менее 95°C, при которой водяной пар, находящийся в рабочем теле, превращается в конденсат (между спиртом и водой происходит обмен энергиями парообразования). Продукты сгорания (вместе с конденсатом) удаляются в атмосферу. Перегретые пары спирта из теплообменника-нагревателя 9 поступают в турбину 10. В турбине давление и температура пара понижаются. Турбина совершает полезную работу, которая преобразуется в электрическую энергию в электрогенераторе 13. Давление за турбиной менее 0,1 МПа (выбирается из условия, при котором пар остается сухим). Из турбины пар поступает в канал низкого давления теплообменника 11 (выходной ресивер турбины). За счет теплообмена между паром и водой, циркулирующей по каналу высокого давления теплообменника 11, пар конденсируется (превращается в жидкий спирт) и охлаждается ~ до 50°C. Из теплообменника 11 жидкий спирт откачивается насосом 12, который поддерживает заданный перепад давлений на турбине 10. На фиг.2 в T-S координатах показан эквивалентный термодинамический цикл ПГТУ - цикл условной тепловой машины, полезная работа которой при тех же затратах энергии равна полезной работе ПГТУ. Буквами обозначены состояния рабочего тела: н - наружный воздух, к - за компрессором, кс - на выходе из камеры сгорания, с - на выходе из выходного устройства. Термический кпд цикла (фиг.2) соответствует к.п.д. ПГТУ и определяется как На фиг.3 показана графическая интерпретация данной зависимости при Tн=288 К и Tк=1000 К. Для реальной ПГТУ максимальная температура газа в камере сгорания Tкс составляет ~ 2500 К, а приведенная температура рабочего тела Tс (с учетом теплоты, уносимой водой) ~ 400÷600 К. Таким образом, термический кпд ПГТУ составляет ηt=0,75÷0.8. Для того чтобы термический кпд ПГТУ приблизить к его максимальному значению ηt~0,8, необходимо максимально (при прочих равных условиях) понизить приведенную температуру рабочего тела Тс на выходе из установки. Приведенная температура рабочего тела на выходе из ПГТУ главным образом определяется температурой рабочего тела Tсрт и относительным (по отношению к расходу воздуха) расходом воды m: Эта задача решается, если в магистрали между теплообменником-испарителем 7 и камерой смешения 4 (фиг.4) установить паровую турбину высокого давления 14 с давлением пара на входе более 10 МПа, которое создается насосом 8. В этом случае часть тепловой энергии пара, выходящего из теплообменника-испарителя 7, будет преобразована (в турбине 14) в механическую работу, а затем - в электрическую энергию в электрогенераторе 13. Температура рабочего тела перед турбиной 5 в этом случае (при прочих равных условиях) понизится, так как понизится температура пара, поступающего в камеру смешения 4, а следовательно, понизится и физическая (приведенная) температура рабочего тела на выходе из установки. Для обеспечения условий совместной работы теплообменников 7, 8, 11 (на всех режимах работы ПГТУ) на выходе из теплообменника-конденсатора 11 устанавливается кран кольцевания 15 (фиг.4), обеспечивающий дополнительную циркуляцию воды в указанном теплообменнике. Положительным результатом предлагаемого технического решения следует считать повышение эффективного кпд ПГТУ до 70÷75%, что является следствием роста термического кпд до 75÷80% при внутренних потерях (привод насосов, трение, утечки тепла через корпус и т.д.) ~ 5%. 1. Парогазотурбинная установка, содержащая входное устройство, компрессор, камеру сгорания, камеру смешения, турбину привода компрессора, выходное устройство, теплообменник-испаритель, расположенный в канале выходного устройства за турбиной привода компрессора и соединенный с одной стороны с источником воды, а с другой - с камерой смешения, отличающаяся тем, что вода, прежде чем попасть в теплообменник-испаритель, проходит через теплообменник-конденсатор паровой турбины, которая закольцована: входной ресивер турбины соединен с выходом из теплообменника-нагревателя, расположенного в канале выходного устройства за теплообменником-испарителем; выходной ресивер турбины через канал низкого давления теплообменника-конденсатора соединен с входом в насос, выход из которого соединен с входом в теплообменник-нагреватель, внутри которых циркулирует легкоиспаряющаяся жидкость, переходящая в пар и обратно, имеющая температуру кипения менее 100°C. 2. Парогазотурбинная установка по п.1, отличающаяся тем, что легкоиспаряющаяся жидкость - этиловый спирт. 3. Парогазотурбинная установка по п.1, отличающаяся тем, что температура газа в камере сгорания более 2500 К. 4. Парогазотурбинная установка по п.1, отличающаяся тем, что степень повышения давления в компрессоре более 40. 5. Парогазотурбинная установка по п.1, отличающаяся тем, что на выходе из теплообменника-конденсатора установлен кран кольцевания. 6. Парогазотурбинная установка по п.1, отличающаяся тем, что давление на выходе из паровой турбины менее 0,1 МПа. 7. Парогазотурбинная установка по п.1, отличающаяся тем, что в магистрали между теплообменником-испарителем и камерой смешения установлена паровая турбина высокого давления с давлением пара на входе более 10 МПа. www.findpatent.ru 4.3 Парогазотурбинные установкиПерспективны комбинированные парогазотурбинные установки (ПГУ). В ПГУ топливо и воздух подводятся под давлением в камеру сгорания; продукты сгорания и нагретый воздух поступают в газовую турбину. После первых ступеней газовой турбины продукты сгорания отводятся в промежуточную камеру сгорания, в которой сжигается часть топлива за счёт избыточного кислорода, имеющегося в газах. Из промежуточной камеры сгорания продукты сгорания поступают в последующие ступени турбины, где происходят их дальнейшее расширение и охлаждение. Тепло отработавших газов может быть использовано для подогрева воды или выработки пара низкого давления в парогенераторе. Воздух в камеру сгорания подаётся компрессором, размещенным на одном валу с турбиной. Технология, схема Г. э. отличается простотой, малым количеством вспомогательного оборудования и трубопроводов. Комбинированная ПГУ в нормальном режиме работает по паротурбинному циклу, а для покрытия нагрузок в часы «пик» в энергосистеме переключается на парогазовый цикл. При этом удаётся получать высокие начальные температуры рабочего тела и сравнительно низкие температуры отвода тепла, что и определяет повышенный кпд у ПГУ при некотором снижении капитальных затрат. Первая в СССР паро-газотурбинная установка общей мощностью 16 Мвт была пущена в 1964 на Ленинградской ГЭС-1 в качестве надстройки над существующей паровой турбиной (30 Мвт). Вслед за этой установкой был создан проект ПГУ мощностью 200 Мвт. В состав паро-газового блока входят: газовая турбина (35—40 Мвт), рассчитанная на температуру газа перед турбиной 700—770°С; серийная паровая турбина (160 Мвт) — на параметры пара 13 Мн/м2 и 565/565 °С; высоконапорный парогенератор производительностью 450 т/ч — на параметры пара 14 Мн/м2 и 570/570°С. 14
Двухкорпусная паровая турбина (со снятыми крышками): 1 — корпус высокого давления; 2 — лабиринтовое уплотнение; 3 — колесо Кертиса; 4 — ротор высокого давления; 5 — соединительная муфта; 6 — ротор низкого давления; 7 — корпус низкого давления. 15 4.4 Конденсационная турбинаКонденсационная турбина (К.т.), паровая турбина, в которой рабочий цикл заканчивается конденсацией пара. Одним из главных преимуществ К.т. по сравнению с любым другим двигателем является возможность получения в одной установке большой мощности (до 1200 Мвт и более). На всех крупных тепловых и атомных электростанциях для привода электрических генераторов применяются конденсационные турбины; кроме того, они применяются в качестве главных двигателей на кораблях, а также для привода доменных воздуходувок и так далее. Мощные конденсационные турбины выполняются, как правило, многоцилиндровыми с развитой системой регенеративного подогрева питательной воды (до 8—9 отборов пара для подогрева). Конденсационные турбины мощностью свыше 100 МВт обычно бывают с однократным промежуточным перегревом пара.В СССР первая конденсационная турбина была построена на Ленинградском металлическом заводе в 1924. Это была турбина мощностью 2 МВт, работавшая на паре с начальным давлением 1,1 МН/м2 (11кгс/см2) и температурой 300°С; в 1970 там же была изготовлена одновальная конденсационная турбина мощностью 800 МВт с начальным давлением пара 24 МН/м2 (240 кгс1см2) и температурой 540°С. Создаётся (1973) одновальная конденсационная турбина мощностью 1200 МВт, с промежуточным перегревом пара, не имеющая аналогов в мировом турбостроении. На атомных электростанциях применяются главным образом конденсационные турбины насыщенного пара. У этих турбин расход пара примерно на 60—65% больше, чем у конденсационных турбин с перегревом пара равной мощности. Чтобы пропустить увеличенные расходы пара через последние ступени, необходимо увеличивать длину лопаток этих ступеней, что может быть достигнуто лишь при снижении частоты вращения конденсационной турбины. Поэтому К. т. мощностью 500 МВт и более выполняются, как правило, не на 3000 об/мин, а на 1500 об/мин. Харьковский турбинный завод им. С. М. Кирова выпускает К. т. насыщенного пара мощностью 220 и 500 МВт на 3000 об/мин и разрабатывает серию К. т. мощностью 500 и 1000 МВт на 1500 об/мин. Разновидностью К. т. являются турбины с регулируемыми отборами пара для отопительных целей и для производственных нужд. Такие турбины, используемые для совместного производства электроэнергии и тепла, называют теплофикационными и устанавливают на теплоэлектроцентралях. В 1971 Уральским турбомоторным заводом изготовлена первая в мире теплофикационная турбина с промежуточным перегревом пара мощностью 250 МВт, рассчитанная на отпуск тепла в количестве 394 МВт (340 Гкал/ч). studfiles.net Парогазотурбинные установки — МегаЛекцииОтработанные в ГТУ газы имеют высокую температуру, что неблагоприятно сказывается на КПД термодинамического цикла.
1 — парогенератор; 2— компрессор; 3 — газовая турбина; 4-генератор; 5 — паровая турбина; 6— конденсатор; 7 — насос; 8—экономайзер.
Совмещение газо- и паротурбинных агрегатов таким образом, что в них происходит совместное использование теплоты, получаемой при сжигании топлива, позволяет на 8—10% повысить экономичность работы установки, называемой парогазовой, и снизить ее стоимость на 25%. Принципиальные схемы парогазовой установки и парогазовой установки с выбросом отработанных газов в паровой котел показаны на рис. 2.11 и 2.12. Парогазовые установки, использующие два вида рабочего тела — пар и газ — относятся к бинарным. В них охлаждающая вода, часть теплоты, получаемой при сжигании топлива в парогенераторе, расходуется на образование пара, который затем направляется в турбину. Охлажденные до температуры 650—700°С газы попадают на рабочие лопатки газовой турбины. Отработанные в турбине газы «используются для подогрева питательной воды, что позволяет уменьшить расход топлива и повысить КПД всей установки, который может достичь примерно 44%. Парогазовые установки могут работать также по схеме, в которой отработанные в газовой турбине газы поступают в паровой котел. Газовая турбина в этом случае как бы частью паросиловой установки. В камере сгорания газотурбинной установки сжигается 30—40% топлива, а в парогенераторе — остальное топливо. Газотурбинные установки могут работать только на жидком или газообразном топливе, так как продукты сгорания твердого топлива, содержащие золу и механические примеси, оказывают вредное влияние на лопатки тазовой турбины. В газотурбинных установках, так же как и в обычных паросиловых установках, тепловая энергия преобразуется в механическую в турбинах и механическая энергия — в электрическую в генераторах. Эта схема электромеханического преобразования энергии требует использования материалов, способных выдерживать большие механические нагрузки при больших частотах вращения вала турбины и высоких температурах. Ограниченная прочность материалов вынуждает использовать пар при температурах не выше 600°С, в то время как температура сжигаемого топлива достигает 2000°С. Сокращение разницы этих температур позволит существенно повысить КПД тепловых установок. КПД ГТУ невелик: для типичных ГТУ он составляет 35—36 %, т.е. существенно меньше, чем КПД ПТУ. Газовая турбина является наиболее сложным элементом ГТУ, что обусловлено в первую очередь очень высокой температурой рабочих газов, протекающих через ее проточную часть: температура газов перед турбиной 1350 °С в настоящее время считается «стандартной», и ведущие фирмы, в первую очередь General Electric, работают над освоением начальной температуры 1500 °С. Напомним, что «стандартная» начальная температура для паровых турбин составляет 540 °С, а в перспективе — температура 600—620 °С. Стремление повысить начальную температуру связано, прежде всего, с выигрышем в экономичности, который она дает. Повышение начальной температуры с 1100 до 1450 °С дает увеличение абсолютного КПД с 32 до 40 %, т.е. приводит к экономии топлива в 25 %. Конечно, часть этой экономии связана не только с повышением температуры, но и с совершенствованием других элементов ГТУ, а определяющим фактором все-таки является начальная температура. Для обеспечения длительной работы газовой турбины используют сочетание двух средств. Первое средство — применение для наиболее нагруженных деталей жаропрочных материалов, способных сопротивляться действию высоких механических нагрузок и температур (в первую очередь для сопловых и рабочих лопаток). Если для лопаток паровых турбин и некоторых других элементов применяются стали (т.е. сплавы на основе железа) с содержанием хрома 12—13 %, то для лопаток газовых турбин используют сплавы на никелевой основе (нимоники), которые способны при реально действующих механических нагрузках и необходимом сроке службы выдержать температуру 800—850 °С. Поэтому вместе с первым используют второе средство — охлаждение наиболее горячих деталей. Для охлаждения большинства современных ГТУ используется воздух, отбираемый из различных ступеней воздушного компрессора. Уже работают ГТУ, в которых для охлаждения используется водяной пар, который является лучшим охлаждающим агентом, чем воздух. Охлаждающий воздух после нагрева в охлаждаемой детали сбрасывается в проточную часть газовой турбины. Такая система охлаждения называется открытой. Существуют замкнутые системы охлаждения, в которых нагретый в детали охлаждающий агент направляется в холодильник и затем снова возвращается для охлаждения детали. Такая система не только весьма сложна, но и требует утилизации тепла, отбираемого в холодильнике. Система охлаждения газовой турбины — самая сложная система в ГТУ, определяющая ее срок службы. Она обеспечивает не только поддержание допустимого уровня рабочих и сопловых лопаток, но и корпусных элементов, дисков, несущих рабочие лопатки, запирание уплотнений подшипников, где циркулирует масло и т.д. Эта система чрезвычайно сильно разветвлена и организуется так, чтобы каждый охлаждаемый элемент получал охлаждающий воздух тех параметров и в том количестве, который необходим для поддержания его оптимальной температуры. Излишнее охлаждение деталей так же вредно, как и недостаточное, так как оно приводит к повышенным затратам охлаждающего воздуха, на сжатие которого в компрессоре затрачивается мощность турбины. Кроме того, повышенные расходы воздуха на охлаждение приводят к снижению температуры газов за турбиной, что очень существенно влияет на работу оборудования, установленного за ГТУ (например, паротурбинной установки, работающей в составе ПТУ). Наконец, система охлаждения должна обеспечивать не только необходимый уровень температур деталей, но и равномерность их прогрева, исключающую появление опасных температурных напряжений, циклическое действие которых приводит к появлению трещин.
megalektsii.ru Парогазотурбинная установка - это... Что такое Парогазотурбинная установка? Парогазотурбинная установкаПарогазотурбинная установкаПарогазотурбинная установка — теплоэнергетическая установка, в которой в качестве рабочего тела, вращающего турбину, совместно используются водяной пар и газообразные продукты, получаемые в результате сгорания топлива, или в результате иной экзотермической реакции, химической или ядерной. СсылкиЛитература
Wikimedia Foundation. 2010.
Смотреть что такое "Парогазотурбинная установка" в других словарях:
dic.academic.ru Парогазотурбинная установка. Большая энциклопедия техникиПарогазотурбинная установка Парогазотурбинная установка – теплосиловая установка, совместно использующая в своем тепловом цикле два рабочих элемента – газы от сгорания топлива и водяной пар. Принципиальная конструкция парогазотурбинной установки включает газовую турбину, высоконапорный парогенератор, паровую турбину, электрический генератор, компрессор. Первая парогазотурбинная установка появилась в 1932 г. в конструкции высоконапорного парогенератора «Велокс» производства швейцарской фирмы «Боун, Бовери унд компани». В этой установке газовая турбина сообщала работу дутьевому турбокомпрессору, используя отходящие газы парогенератора. Она повышала эффективность теплообмена, и наддув топки составлял 200—300 кн/м2 (2—3 кгс/см2). Установки «Велокс» имели очень широкое применение во многих странах, в том числе и в России. Современные парогазотурбинные установки различаются по конструкции и мощности. Они могут иметь и раздельные тепловые схемы, использующие газ и пар в контурах в отдельных газовых и паровых турбинах, или контактные схемы, при которых происходит смешивание пара и газа в общий поток, который направляется в турбину. Парогенераторы «Велокс» имеют небольшую мощность. В России, например, построены высоконапорные парогазогенераторы, имеющие большую производительность. Продукты сгорания газа поступают в газовую турбину, пар – в паровую турбину. Газовая турбина приводит в движение воздушный компрессор и электрический генератор. Применение совместного газового и парового циклов экономит удельный расход тепла, снижая его до 7%, что эффективнее паротурбинной установки такой же мощности, и снижает капиталовложения до 12%. Первая комбинированная схема, включающая высоконапорный парогенератор и газотурбинную установку, появилась в России в 1972 г. на Невинномысской ГРЭС. Мощность блока – 200 МВт, давление в топке парогенератора – 650 кн/м2 (6,5 кгс/см2), мощность газотурбинной установки – 43 МВт, мощность паротурбинной установки – 160 МВт. Такие установки большой мощности используются на больших электростанциях и в России, и в зарубежных странах. В Германии и в США работают тепловые схемы парогазотурбинных установок, использующие газы, отходящие из газотурбинной установки, в топку парового котла, увеличивая в ней температуру. И также отходящие газы газотурбинной установки подогревают воду, питающую теплообменник. Поделитесь на страничкеСледующая глава > info.wikireading.ru Парогазотурбинная установка ВикипедияСхема работы парогазовой установкиПарогазовая установка (англ. Combined Cycle Gas Turbine, CCGT) — электрогенерирующая станция, служащая для производства электроэнергии. Принцип действия и устройствоПарогазовая установка содержит два отдельных двигателя: паросиловой и газотурбинный. В газотурбинной установке турбину вращают газообразные продукты сгорания топлива. Топливом может служить как природный газ, так и продукты нефтяной промышленности (дизельное топливо). На одном валу с турбиной находится генератор, который за счет вращения ротора вырабатывает электрический ток. Проходя через газовую турбину, продукты сгорания отдают лишь часть своей энергии и на выходе из неё, когда их давление уже близко к наружному и работа не может быть ими совершена, все ещё имеют высокую температуру. С выхода газовой турбины продукты сгорания попадают в паросиловую установку, в котел-утилизатор, где нагревают воду и образующийся водяной пар. Температура продуктов сгорания достаточна для того, чтобы довести пар до состояния, необходимого для использования в паровой турбине (температура дымовых газов около 500 °C позволяет получать перегретый пар при давлении около 100 атмосфер). Паровая турбина приводит в действие второй электрогенератор (схема multi-shaft). Широко распространены парогазовые установки, у которых паровая и газовая турбины находятся на одном валу, в этом случае используется только один, чаще всего двухприводный генератор (схема single-shaft). Такая установка может работать как в комбинированном, так и в простом газовом цикле с остановленной паровой турбиной. Также часто пар с двух блоков ГТУ—котёл-утилизатор направляется в одну общую паросиловую установку. Иногда парогазовые установки создают на базе существующих старых паросиловых установок (схема topping). В этом случае уходящие газы из новой газовой турбины сбрасываются в существующий паровой котел, который соответствующим образом модернизируется. КПД таких установок, как правило, ниже, чем у новых парогазовых установок, спроектированных и построенных «с нуля». На установках небольшой мощности поршневая паровая машина обычно эффективнее, чем лопаточная радиальная или осевая паровая турбина, и есть предложение применять современные паровые машины в составе ПГУ[1]. Преимущества
Недостатки ПГУ
Применение на электростанцияхАргентинская ТЭС Костанера — первая электростанция в Южной Америке, использующая парогазовый циклНесмотря на то, что преимущества парогазового цикла были впервые доказаны еще в 1950-х годах советским академиком С. А. Христиановичем[источник не указан 2604 дня], этот тип энергогенерирующих установок не получил в России широкого применения. В СССР были построены несколько экспериментальных ПГУ. Примером могут служить энергоблоки мощностью 170 МВт на Невинномысской ГРЭС и мощностью 250 МВт на Молдавской ГРЭС. За последние 10 лет в России введены в эксплуатацию более 30-ти мощных парогазовых энергоблоков. Среди них: По сравнению с Россией в странах Западной Европы и США парогазовые установки стали широко применяться раньше. На западных ТЭС, использующих в качестве топлива природный газ, установки такого типа используются гораздо чаще. Альтернативное применениеВ компании BMW сделали предположение о возможности использования парогазового цикла в автомобилях. Предлагается использовать выхлопные газы автомобиля для работы небольшой паровой турбины.[14] Дальнейшее развитиеВ развитие идеи ПГУ было предложено использовать газогенератор для получения горючего газа из угля, биомассы и проч. ПримечанияСсылкиЛитература
wikiredia.ru |
|
||||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||
|
