Общие сведения о ПГУ

В настоящее время развитие отечественной энергетики связано с парогазовой технологией, позволяющей получить высокий КПД, недостижимый на традиционных энергоблоках, благодаря чему не только снижаются расходы на топливо, но и обеспечивается более низкая концентрация вредных выбросов.

Парогазовая установка (ПГУ) с котлом-утилизатором (КтУ) — наиболее перспективная и широко распространенная в энергетике, отличается 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 % при нагрузках, близкими к номинальной.

Парогазовая установка совмещает в себе паротурбинную установку и газотурбинную установку (ГТУ). В высокотемпературной области используется ГТУ, а в низкотемпературной — ПТУ. Существует множество вариантов совместного использования ГТУ и ПТУ. Общим для всех них является использование теплоты уходящих газов ГТУ, температура которых очень высока.

В основной состав оборудования ГТУ входит: компрессор, камера сгорания, газовая турбина, электрогенератор.

Наиболее распространены ГТУ с регенерацией.

Введение в схему ГТУ регенератора в значительной степени повышает её экономичность. Вместе с тем, наличие регенератора усложняет тепловую схему ГТУ, увеличивает её вес и габариты. Поэтому при проектировании регенераторов большое внимание уделяется простоте и компактности конструкции. В ряде газотурбинных установок требования большой компактности установки и малых её габаритов приводят к необходимости отказа от применения регенератора. С другой стороны, весьма важно, чтобы гидравлические сопротивления регенератора были бы по возможности минимальными, так как выгоды от применения регенерации в значительной степени снижается из-за дополнительных сопротивлений, вызванных введением регенератора.

Движение нагреваемого воздуха и охлаждаемого газа может происходить по различным схемам: прямотока, противотока и перекрестного тока (одноходового, двухходового и т.д.).

Схема ГТУ с регенератором показана на рис. 11.1.

Рис. 11.1. Схема ГТУ с регенератором и ее цикл в T-S диаграмме КС — камера сгорания; Т — турбина; К — компрессор; Р — регенератор; ЭГ — электрический генератор

Эффективность регенератора как теплообменника оценивают степенью регенерации , определяемой отношением количества тепла, переданного воздуху, к предельно возможному количеству тепла: