Энергогенерирующая установка и её технико-экономические показатели

 

Где , - это энтальпия пара свежего, отработавшего и в отборах первому и второму соответственно определяются по диаграмме (Рисунок 2).

, - доля пара в соответствующем отборе, для определения которой необходимо составить уравнение теплового баланса РП1; РП2, в результате решения которых получаются следующие выражения:

 

 

Где , - энтальпия конденсата пара в отборах 1, 2 отработавшего пара.

Они определяются по таблице  состояния насыщения водяного пара по соответствующим давлениям: р_{отб 1}, р_{отб 2}, р_к.

р₀=8,2 МПа;

t₀=535ᵒС=808 К;

р_к=4,5 kПа=0,045 бар;

р_{отб 1}=1,40 МПа=14 бар;

р_{отб 2}=180 kПа=1,8 бара;

h_k=2070

h₀=3470

=830,1

 

=130

=3000

=2520

 

 

 

 

6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ  ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПТУ

 

=0,468·0,82·0,96=0,368 (6.1)

Удельный расход пара в  регенеративном цикле идеальной  ПТУ.

 

 

Удельный расход пара реальной ПТУ.

 

Расход пара паровой турбиной (часовой):

=92,5

Расход натурального топлива (природного газа) в парогенераторе для выработки найденного расхода  пара:

 

 Где газа из газопровода Бухара-Урал

 – коэффициент полезного  действия (КПД) котельного агрегата

=36170

В_ПТУ=

Расход условного топлива:

 В_ПТУ , где

 

Удельный (на 1

 

 

 

7. РАСЧЕТ ЦИКЛА ПГУ

 

В энергетике реализован ряд  тепловых схем парогазовой установки (ПГУ), имеющих свои особенности и различия в технологическом процессе. Наибольшее распространение получили ПГУ с котлом-утилизатором (Рисунок 4). В них выхлопные газы ГТУ направляются в котел-утилизатор (КУ), где значительная часть энергии в виде теплового потока передается пароводяному рабочему телу и генерируется перегретый пар, который поступает в паровую турбину. Для исключения дополнительных факторов, определяющих экономичность электроэнергетической установки, принимаем параметры работы соответствующих турбин ПГУ такими же, как в ГТУ и ПТУ (по заданию).

Рисунок 4. Принципиальная схема  ПГУ со сбросом выхлопных газов  газовой турбины в паровой  котёл-утилизатор.

КУ – котёл-утилизатор

 

Составим уравнение теплового  баланса КУ.

G_г С_р(t₄-t₁₀) φ =(

Где G_г – расход газов через КУ (искомая величина).

 – расход  пара на паровую турбину ПГУ.

С_р – изобарная теплоемкость газов 1,005

t₄, t₁₀ – температура дымовых газов на входе в КУ и на выходе из него.

t₄=560 (задано)

t₁₀= t_{ух. г.}=92 (задано)

, - энтальпия свежего пара и конденсата соответственно.

φ – коэффициент сохранения теплоты котлом-утилизатором, (задан), φ=0,98

Расход пара на паровую  турбину в составе ПГУ меньше, чем в ПТУ, так как в ПГУ  отсутствует регенерация, а значит отсутствуют регенеративные отборы пара.

 

 

=81,7

 

 

8. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ  МОЩНОСТИ ГАЗОТУРБИННОЙ УСТАНОВКИ  (ГТУ) И ЕЁ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ  ПОКАЗАТЕЛЕЙ

 

Использование выхлопа газовой  турбины в КУ для выработки  рабочего тела паровой части схемы  не влияет на характеристики цикла  ГТУ.

Электрическая мощность газогенератора (одинаковая для ГТУ и ПГУ) равна:

G_г   (8.1)

Где

 

 

Расход натурального топлива  ГТУ (природного газа в камере сгорания ГТУ):

 

q₁ – удельный подвод теплоты в камере сгорания ГТУ

 – КПД камеры  сгорания  (задано)

 – теплота  сгорания природного газа

Расход условного топлива:

 

Удельный расход натурального топлива:

 

Удельный расход условного  топлива:

 

 

9. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ  ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПГУ

 

 

 

Абсолютный электрический  КПД:

= 0,7*0,82*0,96 = 0,55                          (9.2)

В парогазовой установке  топливо расходуется только в  камере сгорания газовой части схемы, то есть расход натурального топлива  на ПГУ равен расходу натурального топлива на ГТУ. 

 

Расход условного топлива  на ПГУ:

 

 

Удельный (на 1 кВт^. выработанной электроэнергии) расход натурального топлива:

 

Общая электрическая мощность ПГУ:

 

Удельный расход условного  топлива:

 

Анализ результатов расчета  по трём видам энергогенерирующих установок.

Основные технико-экономические  показатели по трём видам установок (ГТУ, ПТУ и ПГУ), полученных в расчётах в соответствующих разделах сведены в таблицу 1.

 

10. СВОДНАЯ ТАБЛИЦА РЕЗУЛЬТАТОВ РАСЧЕТА ПО ТРЕМ ВИДАМ ЭНЕРГОГЕНЕРИРУЮЩИХ УСТАНОВОК. АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ РАСЧЕТА.

 

Таблица 1. Сводная таблица результатов расчета по трем видам энергогенерирующих установок.

Тип установки	N, МВт	В,	,	в,	,
ГТУ	120	40068	49412	0,33	0,41	0,40	0,31
ПТУ	90	25584	31550	0,28	0,35	0,47	0,37
ПГУ	210	40068	49412	0,19	0,24	0,70	0,55

 

 

 

ЛИТЕРАТУРА:

 

1. Роддатис К. Ф., Полтарецкий А. Н. Справочник по котельным установкам малой производительности. М.: Энергоатомиздат, 1989. – 488 с.
2. Ривкин С. Л., Александров А. А. «Термодинамические свойства воды и водяного пара: Справочник» – 2-е издание, перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1984, 80 с.
3. Цанев, С. В. Газотурбтнные и парогазовые установки тепловых электростанций: учеб. пособие для вузов / С. В. Цанев, В. Д. Буров, А. Н. Ремезов; под ред. С. В. Цанева – М.: Издательство МЭИ, 2002. – 584 с.
4. Промышленные тепловые элекстростанции: учебник для вузов / М. И. Баженов [и др.]; под общ. ред. Е. Я. Соколова. – М.: Энергия, 1979. – 296 с.