Детали машин : Бинарные парогазовые установки
Бинарные парогазовые установки
МИНИСТЕРСТВО
ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное
агентство по образованию
Государственное
образовательное учреждение высшего профессионального образования «Новосибирский
государственный технический университет»
РЕФЕРАТ
на тему «Бинарные парогазовые установки»
по дисциплине «Введение в направление»
Проверил: Выполнил:
проф. Щинников П.А. студент
Курьянов А.А.
группа ТЭ-51
Отметка о защите
________________
Новосибирск, 2009
Введение
В данной работе, представлены термодинамический
цикл и схема бинарной парогазовой установки. Дано описание ее работы.
Описание установки
На современном этапе
ПГУ разрабатываются и создаются 3Х типов[1]:
Вкратце рассмотрим
бинарные парогазовые установки, но перед тем, как раскрыть тему бинарных
парогазовых установок (ПГУ), необходимо объяснить физические процессы и дать определения
составляющим частям данной установки.
Описание цикла
Основные процессы
протекающие в установке:
1 – процесс сжатия в компрессоре;
2 – сжигание в камере сгорания;
3 – расширение газа в турбине;
4 – линия условного замыкания цикла, на
самом деле газы сбрасываются
в котел утилизатор и забирается
воздух из атмосферы[7];
TПВ – нагрев воды в котле до температуры кипения;
P0 – испарение воды в котле;
T0 – перегрев пара;
T0 – TК – расширение пара в турбине;
PK – конденсация пара в конденсаторе.
|
|
Рис. 2 [5] Цикл
парогазовой установки в координатах T - S.
|
|
Описание установки
|
|
Рис. 1 [1] Принципиальная
тепловая схема бинарной парогазовой установки:
ГТУ – газотурбинная установка; ПТУ – паротурбинная установка.
|
|
Используя обозначения
на рис.1 можно кратко описать работу ПГУ. Установка состоит из двух ступеней:
верхней является газотурбинная установка или ГТУ (верхний
прямоугольник), нижней паротурбинная установка или ПТУ (нижний
прямоугольник).
Воздух сжимается в компрессоре 2 и поступает в камеру сгорания 1, в
которую подается топливо, и при его сгорании образуются высокотемпературные
газы. Степень повышения давления, т.е. отношение давлений воздуха на входе и
выходе в современных установках достигает 15 раз. Температура на выходе из
камеры сгорания составляет 1000-1200 °С.
Далее в блоке
турбина-генератор (4-5) происходит выработка электрической энергии.
Отработавшие
в ступени ГТУ газы на выходе по-прежнему обладают высокой температурой (500-600
°С). Нецелесообразно сбрасывать газы в атмосферу. Для использования их тепла
используют котел-утилизатор. Т.е. нижняя ступень или паротурбинная установка
(ПТУ) включает в себя: котел-утилизатор 7 и паровую турбину 8. Рабочим телом
ПТУ является вода и её пар. Рассмотрим работу этой установки: отработавшие в
ступени ГТУ высокотемпературные газы попадают в паровой котел-утилизатор, в
котором производится пар для паровой турбины. Отработавший в турбине пар
сбрасывается в конденсатор 9. Далее насосом 10 снова на котел. Цикл
повторяется. В данном примере рассмотрен котел утилизатор, выполненный с
контуром естественной циркуляции. И состоит из:
а – экономайзер;
б – барабан;
в – испаритель;
г – перегреватель.
Парогазовая
установка с котлом-утилизатором – наиболее перспективная и широко распространенная
в энергетике парогазовая установка, отличающаяся простотой и высокой
эффективностью производства электрической энергии. Эти ПГУ – единственные в
мире энергетические установки, которые при работе в конденсационном режиме
отпускают потребителям электроэнергию с КПД 55-60%.
Эксплуатационные
издержки мощной современной ПГУ вдвое ниже по сравнению с издержками на
пылеугольной ТЭС. Сроки строительства ПГУ, в особенности при поэтапном вводе в
эксплуатацию, намного короче, чем сроки строительства мощных тепловых
электростанций других типов.
Одной из
главных причин перспективности ПГУ является использование природного газа –
топлива, мировые запасы которого очень велики. Газ – это лучшее топливо для
энергетических ГТУ – основного элемента установки. Природный газ хорошо
транспортируется на дальние расстояния по магистральным газопроводам. Его можно
поставлять и в жидком виде, как сжиженный природный газ. Таким топливом,
например, пользуются для ПГУ в Японии и Южной Корее.
Парогазовые
установки могут также работать при использовании в ГТУ тяжелого нефтяного
топлива, сырой нефти, побочных продуктов переработки нефти, синтетического
газа, получаемого при газификации углей[2].
Заключение
Лучшие показатели экономичности среди всех
типов ПГУ имеют установки с котлом-утилизатором. При работе на природном газе м
номинальной нагрузкой они обеспечивают производство электроэнергии с КПД нетто
до 60%. Вместе с тем для их работы необходимо бесперебойное круглогодичное
снабжение природным газом высокого давления (более 4 МПа).
В данной работе вкратце описана схема работы бинарной
ПГУ. Дана характеристика цикла работы установки.
Список литературы
1. Ноздренко Г.В. Конспект лекций. НГТУ. 2008.
2. Цанев С.В., Буров В.Д., Ремезов А.Н. Газотурбинные и парогазовые
установки
тепловых электростанций. М.: Издательство МЭИ,
2002. – 584 с.,
ил.
3. Уваров В.В. Газовые турбины и газотурбинные установки.
М.:
«Высшая школа»,
1970. – 320 с., ил.
4. Шварц В.А. Конструкции газотурбинных установок. М.:
«Машиностроение»,
1970. – 436 с., ил.
5. Ноздренко Г.В., Щинников
П.А., Гептина Т.А. Расчет
структурной схемы
ПГУ с
газификацией угля: Методическое пособие. Новосибирск.:
Издательство
НГТУ, 1997. – 17 с.
6. Трухний А.Д., Петрунин С.В. Расчет тепловых схем парогазовых установок
утилизационного
типа: Методическое пособие. М.:
Издательство МЭИ,
2001. – 24 с.
7. Костюк А.Г., Фролов В.В.,
Булкин А.Е., Трухний А.Д. Турбины
тепловых и
атомных
электрических станций. М.: Издательство МЭИ,
2001. – 488 с.,
ил.
|