ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Принципиальные схемы и циклы парогазовых установок из "Парогазовые установки Конструкции и расчеты " В настоящее время в стационарной и судовой энергетике находят применение четыре основных типа парогазовых установок (ПГУ), работающих по бинарному (рис. 7, а, б, в) или монар-ному (рис. 7, г) циклам. [c.11] Из Т5-диаграммы (рис. 7, а) видно, что в ПГУ с ВПГ рабочему телу паровой ступени тепло испарения iQ ) и перегрева пара (Qпep) передается по изобаре высокого давления помимо газовой ступени (ГТ) и лишь тепло нагрева воды ( з) — через газовую ступень. С точки зрения термодинамики бинарных циклов передача части тепла от горячего источника непосредственно нижней ступени цикла ПГУ с ВПГ нежелательна, так как это несколько уменьшает к. п. д. цикла, но действительный к. и. д. установки может достигать максимальной величины и при несоблюдении этого принципа. [c.13] Разновидность схемы ПГУ с ВПГ—ПГУ с напорным экономайзером, расположенным по газовому тракту между газовыми турбинами высокого и низкого давления, в котором питательная вода нагревается продуктами сгорания при высоком давлении. [c.13] ПГУ со сбросом газов в котел (рис. 7, б) несколько уступает по тепловой экономичности ПГУ с ВПГ. Весовые и габаритные характеристики у нее также менее благоприятны, так как используется обычный котлоагрегат. [c.13] В ПГУ этого типа тепло передается рабочему телу паровой ступени цикла по изобаре низкого давления газовой ступени. Эта схема имеет тот же термодинамический недостаток, что и ПГУ с ВПГ — передачу тепла от горячего источника нижней ступени бинарного цикла помимо верхней ступени этого цикла. [c.13] Основное преимущество ПГУ со сбросом газов в котел — возможность сжигания в топке котла не только газового и жидкого, но и твердого топлива. Второе преимущество сбросной ПГУ — возможность получения мощности от газовой турбины при вынужденной остановке паровой турбины или получение мощности от паровой турбины при вынужденной остановке газовой турбины. [c.13] Возможно сочетание в одной установке двух схем ПГУ — с ВПГ и со сбросом газов в котел. [c.13] Третий распространенный тип ПГУ — установка с котлом-утилизатором (рис. 7, в). В такой установке регенератор ГТУ заменен котлом-утилизатором, пар из которого может использоваться в конденсационной турбине или для теплофикационных целей. Котел-утилизатор обогревается выхлопными газами газовой турбины. Если котел-утилизатор имеет устройства для сжигания топлива, то схема утилизационной ПГУ (рис. 7, в) превращается в схему сбросной ПГУ (рис. 7, б). Такой вариант ПГУ используется, в частности, в судовых установках. Доля паротурбинной части в общей мощности ПГУ по схеме на рис. 7, в меньше, чем по схемам на рис. 7, а и б, так как начальные параметры пара более низкие. [c.13] Рассмотренные три схемы ПГУ работают по бинарному циклу. Представленная на рис. 7, г схема ПГУ относится к классу установок с монарным циклом, в котором совершает работу смесь пара и газа. В этой схеме невозможен изотермический отвод тепла в конденсаторе, и отработавшая парогазовая смесь выбрасывается в атмосферу, что предопределяет более высокий температурный уровень отвода тепла к холодному источнику по сравнению с паротурбинной установкой. Оптимальная степень повышения давления в таких установках достигает 30—80. Но даже и при таких величинах степени повышения давления подвод тепла к водяному пару от горячего источника осуществляется при более низком среднем давлении, чем в паротурбинной установке докритического или закритического давления. Более высокая температура перегрева пара (700—800° С) не компенсирует ухудшения показателей цикла из-за неизотермического отвода тепла и более низкого парциального давления в процессе подвода тепла. [c.14] На зарубежных электростанциях имеется опыт использования отработавших газов ГТУ для подогрева питательной воды паротурбинной установки. Такое сочетание парового и газового циклов может рассматриваться как одна из разновидностей ПГУ. При вынужденной остановке паротурбинной части газовая турбина может обеспечивать собственные нужды электростанции. В таких составных ПГУ газовая ступень незначительно повышает к. п. д. установки. [c.15] Во Франции имеется несколько ПГУ со свободно-поршневыми генераторами газа (СПГГ). Газовая ступень такой ПГУ работает по циклу Дизеля, что определяет ее высокий к. п. д. Недостаток ПГУ с СПГГ — ограниченная агрегатная мощность и эксплуатационные особенности, присущие поршневым двигателям внутреннего сгорания. [c.15] Паровая турбина может сочетаться в парогазовом цикле и с ГТУ замкнутой схемы. В этом случае предварительный подогрев питательной воды может осуществляться в охладителях воздуха, что повысит к. п. д. ГТУ. [c.16] Термодинамические и теплофизические свойства рабочих тел ограничивают начальную и конечную температуру цикла теплового двигателя. Комбинированный (бинарный) цикл позволяет расширить температурные границы цикла путем использования в верхней ступени жидкости с высокой температурой кипения или газа, а в верхней ступени — водяного пара или пара другой жидкости с еще более низкой температурой кипения. [c.16] Если в верхней ступени комбинированного цикла применяются высокотемпературные преобразователи энергии (МГД-генераторы, ЭГД-генераторы, термоэмиссионные преобразователи), то рабочим телом нижней ступени цикла может быть и газ (цикл ГТУ). [c.16] На рис. 10 приведены в Г5-диаграмме комбинированные циклы — бинарный ртутно-водяной и парогазовый. Очертание бинарного цикла будет таким же и для других жидких металлов (натрия, калия, лития, цезия, рубидия и др.). [c.16] Здесь И далее индекс г относится к газовому циклу, индекс п — к паровому, индекс пг — к парогазовому. [c.17] Суммарная полезная работа раздельных низкотемпературного и высокотемпературного циклов может быть охарактеризована величиной приведенного к. п. д. [c.18] Полученное выражение к. п. д. комбинированного цикла применимо и к установкам, в верхней температурной ступени которых используются циклы МГТ- и ЭГД-генераторов и термоэмиссионных генераторов, являющиеся надстройкой над циклом паротурбинной или газотурбинной установки. [c.19] Выведенное в предыдущем параграфе выражение к. п. д. комбинированного цикла показывает его термодинамические преимущества, но не вскрывает зависимости этого к. п. д. от определяющих термодинамических параметров верхней и нижней ступеней такого цикла. [c.19] Наиболее просто выяснить такую зависимость для идеализированного парогазового цикла (рис. [c.19] Вернуться к основной статье