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 3^Х 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;

3 – расширение газа в турбине;

4 – линия условного замыкания цикла, на самом деле газы сбрасываются 

      в котел утилизатор и забирается воздух из атмосферы[7];

T_ПВ  – нагрев воды в котле до температуры кипения;

P₀  – испарение воды в котле;

T₀  – перегрев пара;

T₀  – T_К – расширение пара в турбине;

P_K  – конденсация пара в конденсаторе.

4

3

1

2

	Рис. 2 [5] Цикл парогазовой установки в координатах T - S.

 

Описание установки

 

ПТУ

10

9

4

г

в

б

а

7

4

5

	Рис. 1 [1] Принципиальная тепловая схема бинарной парогазовой установки:                 ГТУ – газотурбинная установка; ПТУ – паротурбинная установка.

8

6

5

3

2

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  

    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.