Повышение энергоэффективности ПГУ КЭС
Анализ работы парогазовой установки с введением газового промперегрева пара на базе блока ПГУ-170 конденсационной электростанция. Разработка алгоритма расчета парогазовой установки КЭС с внедрением газового промперегрева в схеме двухконтурного типа.
Рубрика | Физика и энергетика |
Вид | статья |
Язык | русский |
Дата добавления | 15.04.2018 |
Размер файла | 289,4 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Статья
на тему: Повышение энергоэффективности ПГУ КЭС
Выполнил:
Н.Д. Батеев
Проведен анализа работы парогазовой установки с введением газового промперегрева пара на базе блока ПГУ-170 КЭС путем теплового расчёта. Для повышения надёжности и экономичности работы ПГУ станции предлагается с наружной стороны камеры сгорания ГТУ разместить кольцевой канал для промежуточного перегрева водяного пара. Разработан алгоритм расчета парогазовой установки КЭС с внедрением газового промперегрева в схеме двухконтурного типа. Реализация алгоритма совместно с внедрением активно-адаптивных элементов позволит повысить энергоэффективность эффективность работы КЭС.
Ключевые слова -- парогазовые технологии; газовый промперегрев, ПГУ КЭС двухконтурного типа, кольцевой канал камеры сгорания, располагаемый теплоперепад пара
An analysis of the operation of the combined-cycle plant with the introduction of gas superheating of steam on the basis of the CCP-170 CES unit was carried out by thermal calculation. To increase the reliability and economy of the CCGT operation, the station is proposed to place an annular channel for the intermediate superheating of water vapor from the outside of the combustion chamber of the gas turbine. An algorithm for calculating the IGCP combined-cycle plant with the introduction of gas reheat in a two-circuit type scheme has been developed. The implementation of the algorithm together with the introduction of actively-adaptive elements will improve the energy efficiency of the KPP.
Keywords -- combined-cycle technologies; gas overheating, pond cooler, IES KPP of double-circuit type, annular channel of the combustion chamber, available heat of vapor
Введение
Перспективным направлением развития современной энергетики России является внедрение парогазовых технологий. Это связано с необходимостью строительства и внедрения более совершенных энергетических блоков в плане тепловой экономичности по сравнению с паротурбинными установками [1]. В двухконтурных парогазовых установках коэффициент полезного действия (КПД) по выработке электрической энергии достигает 45...50%. КПД трехконтурной ПГУ с промежуточным перегревом пара, в которой температура газов перед газовой турбиной находится на уровне 145 °С, достигает 60%. Дальнейшее совершенствовании парогазовых установок сопряжено с применением промежуточного перегрева пара, тем самым увеличивая КПД паровой турбины в составе ПГУ за счет подвода к пару дополнительной теплоты. Поэтому разработка схемы промежуточного газового перегрева пара на парогазовых установках КЭС двухконтурного типа в плане повышения КПД цикла является актуальной задачей.
Основная часть
Представлены результаты анализа работы парогазовой установки с введением газового промперегрева пара на базе блока ПГУ-170 КЭС путем теплового расчёта.
Для повышения надёжности и экономичности работы ПГУ станции предлагается с наружной стороны камеры сгорания ГТУ разместить кольцевой канал для промежуточного перегрева водяного пара. Промежуточный перегрев позволят повысить располагаемый теплоперепад пара в части низкого давления паровой турбины за счёт подвода к нему дополнительной теплоты, что увеличивает мощность турбины. Основное отличие от стандартного принципа работы ПГУ заключается в том, что отработавший пар на выходе из цилиндра высокого давления с пониженными значениями температуры и давления поступает по паропроводу в расположенный с наружной стороны камеры сгорания газотурбинной установки кольцевой канал, где перегревается до заданной температуры. Затем по трубопроводу перегретый пар направляется в цилиндр низкого давления, куда также подается генерируемый в котле-утилизаторе пар низкого давления.
Принципиальная тепловая схема энергоблока ПГУ-170 с газовым перегревом пара представлена на рис.1.
Рис. 1. Принципиальная тепловая схема энергоблока ПГУ-170 с газовым промперегревом пара: ПЕ ВД, ПЕ НД - пароперегреватель высокого и низкого давлений; К - конденсатор; И ВД, И НД - испаритель высокого и низкого давлений; ЭГ - электрический генератор; ЭК ВД - экономайзер высокого давления; ГПК - газовый подогреватель конденсата; Б ВД, Б НД - барабан высокого и низкого давлений; Г - электрогенератор; ПН ВД, ПН НД - питательный насос высокого и низкого давлений; ГТ - газовая турбина; ЧВД, ЧНД - часть высокого и низкого давлений; Д - деаэратор; КН - конденсатный насос; К - воздушный компрессор; Ф - воздушный фильтр; КС - камера сгорания топлива
Аналогом камеры сгорания используемой для промперегрева является камера с кольцевым каналом [4].
Для оценки эффективности ПГУ с вводом газового промперегрева составлен материально тепловой баланс камеры сгорания (рис.3).
Рис. 2. Баланс камеры сгорания с введения газового промперегрева пара
Получено следующее выражение:
D0ВД•(hпп(кс)-hЧВД)=Gпр.сг•(hсм-hпр.сг), (1)
где D0ВД-расход пара отбираемый из ЧВД, кг/с; hпп(кс) - энтальпия перегретого пара, кДж/кг; hЦВД - энтальпия пара, отбираемого из ЧВД, кДж/кг; Gпр.сг - расход продуктов сгорания подаваемый в ГТ, кг/с; hсм - энтальпия топливо-воздушной смеси, кДж/кг; hпр.сг - энтальпия продуктов сгорания, кДж/кг; hсм = f(tсм) = 34056,3 кДж/кг ( по таблице энтальпий продуктов сгорания).
Из баланса определяется энтальпия продуктов сгорания на выходе из камеры сгорания: парогазовая установка газовый промперегрев
hпр.сг.=(D0ВД•(hпп(кс)-hЦВД)-Gпр.сгhсм)/Gпр.сг (2)
Изменение КПД и электрической мощности ПГУ без промперегрева (вариант 1) и при внедрении газового промперегрева (вариант 2) показано ни рис.3.
Рис. 3. Изменение КПД и электрической мощности ПГУ без промперегрева и при внедрении промперегрева
Выводы
В результате введения газового промперегрева пара температура на входе в газовую турбину снизиться на 194ОС, что приведет к снижению КПД ГТУ, но при неизменном расходе газа будет наблюдаться увеличение мощности ГТУ, КПД ПТУ и мощности ПТУ. Это в свою очередь приведет к увеличению мощности и КПД парогазовой установки в целом.
Таким образом, газовый промежуточный перегрев пара на ПГУ повышает коэффициент полезного действия и электрическую мощность парогазовой установки.
Список литературы
1. Цанев С.В., Буров В.Д., Ремезов А.Н. Газотурбинные и парогазовые установки тепловых электростанций: Под. ред. С.В. Цанева. М.: МЭИ, 2002. 584 с.
2. Патент №2468297.Система впрыска топлива в камеру сгорания газотурбинного двигателя, камера сгорания, оснащенная такой системой, и газотурбинный двигатель. публикация патента: 27.11.2012 Авторы: САНДЕЛИ Дени (FR), ДЕЗОЛЬТИ Мишель (FR), БОДУЭН Кристоф (FR)
3. Tsanev S. V., Drills V. D., Remezov A. N. Gas-turbine and steam-gas installations of thermal power plants: Under. edition of S. V. Tsanev. M.: MEI, 2002. 584 pр
4. Patent No. 2468297. System of injection of fuel in the combustion chamber of the turbine jet, the combustion chamber equipped with such system and the turbine jet. publication of the patent: 27.11.2012 Authors: SANDELI FR, Michele's (FR) DEZOLTI, BAUDOUIN Christof (FR).
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Тепловой и конструктивный расчет парогенератора высокого давления. Принцип действия бинарной парогазовой установки. Методология определения состояния пара. Характеристика уравнения теплового баланса для газового подогревателя. Электрический КПД ПГУ.
курсовая работа [310,5 K], добавлен 24.04.2015Принципиальная схема двухконтурной утилизационной парогазовой установки. Определение теплофизических характеристик уходящих газов. Приближенный расчет паровой турбины. Определение экономических показателей парогазовой установки. Процесс расширения пара.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 26.06.2014Цикл парогазовой установки с конденсационной паровой турбиной, разработка ее схемы и расчет элементов. Параметры оптимальных режимов ПГУ с впрыском пара по простейшей схеме. Определение параметров и построение в термодинамических диаграммах цикла.
курсовая работа [980,7 K], добавлен 14.12.2013Расчёт основных технико-экономических показателей проектируемой конденсационной парогазовой электростанции. Срок окупаемости капитальных вложений. Расчет котла-утилизатора. Определение мощности и коэффициента полезного действия ПГУ. Безопасность объекта.
дипломная работа [1,6 M], добавлен 07.08.2012Упрощенная тепловая схема парогазовой установки с высоконапорным парогенератором. Расход пара до и после парозапорной задвижки. Степень повышения давления в компрессоре. Расход воздуха через компрессор. Температура пара после парозапорной задвижки.
курсовая работа [388,3 K], добавлен 19.12.2010Свойства рабочего тела. Термодинамические циклы с использованием двух рабочих тел. Значение средних теплоемкостей. Параметры газовой смеси. Теплоемкость различных газов, свойства воды и водяного пара. Термодинамический цикл парогазовой установки.
курсовая работа [282,2 K], добавлен 18.12.2012Тепловые схемы и показатели парогазовой установки с котлом утилизатором. Термодинамический цикл Брайтона-Реикина парогазовой установки. Технические данные паровой ступени. Диаграмма теплообмена в двухконтурном котле-утилизаторе. Компоновка оборудования.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 28.04.2013Принципиальная схема турбины К-150-130 для построения конденсационной электростанции. Расчёт параметров воды и пара в подогревателях, установки по подогреву воды, расхода пара на турбину. Расчёт регенеративной схемы и проектирование топливного хозяйства.
курсовая работа [384,4 K], добавлен 31.01.2013Построение теплового процесса расширения пара в турбине. Определение расхода охлаждающей воды в конденсаторе. Исследование эффективности ПГУ при многоступенчатом сжатии воздуха в компрессоре. Определение и расчет мощности, развиваемой паровой турбиной.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 27.05.2014Поддержание газового состава воздуха по кислороду и углекислому газу на ПЛА с помощью системы электрохимической регенерации воздуха раздельного типа ЭРВ-М. Распределение личного состава по отсекам при боевой готовности. Производительность установки.
курсовая работа [143,1 K], добавлен 03.02.2016Порядок определения термического коэффициента полезного действия циклов, исследуемой установки брутто. Вычисление удельного расхода тепла, коэффициента практического использования. Относительное увеличение КПД от применения промперегрева и регенерации.
контрольная работа [1021,7 K], добавлен 12.09.2010Светотехнический и электрический расчёты осветительной установки молочного блока. Повышение коэффициента мощности электрической сети осветительной установки. Энергосбережение и эксплуатация осветительной установки, меры защиты от поражения током.
курсовая работа [176,1 K], добавлен 16.09.2010Анализ методов проведения поверочного расчёта тепловой схемы электростанции на базе теплофикационной турбины. Описание конструкции и работы конденсатора КГ-6200-2. Описание принципиальной тепловой схемы теплоцентрали на базе турбоустановки типа Т-100-130.
дипломная работа [2,9 M], добавлен 02.09.2010Порядок построения профиля канала переменного сечения. Методика расчета параметров газового потока. Основные этапы определения силы воздействия потока на камеру и тяги камеры при разных вариантах газового потока. Построение графиков изменения параметров.
курсовая работа [446,2 K], добавлен 18.11.2010Численное исследование энергоэффективной работы конденсаторной установки мини-ТЭС при различных условиях теплообмена с окружающей средой. Рассмотрение общей зависимости работы электростанций от использования различных органических рабочих веществ.
доклад [243,0 K], добавлен 09.06.2015Разработка структурной схемы конденсационной электростанции. Выбор генераторов, трансформаторов блока и собственных нужд, автотрансформаторов связи и блока. Выбор схемы, расчет токов короткого замыкания. Выбор электрических аппаратов для генераторов.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 11.12.2013Расчет термодинамического газового цикла. Определение массовых изобарной и изохорной теплоёмкостей. Процессы газового цикла. Изохорный процесс. Уравнение изохоры - v = const. Политропный процесс. Анализ эффективности цикла. Определение работы цикла.
задача [69,7 K], добавлен 17.07.2008Подбор дутьевого вентилятора. Расчет газового тракта. Основные типы котельных установок. Подбор дымососа и дымовой трубы. Аэродинамический расчет воздушного тракта. Расчет сопротивления кипятильного пучка. Аксонометрическая схема газового тракта.
курсовая работа [379,4 K], добавлен 04.11.2012Основной теоретический цикл расширения водяного пара в турбине. Анализ влияния начальных и конечных параметров рабочего тела на термодинамическую эффективность паросиловой установки. Выводы об эффективности работы рассчитываемой паросиловой установки.
курсовая работа [225,9 K], добавлен 23.02.2015Расчетные тепловые нагрузки зоны теплоснабжения котельной. Технологическое решение по установке генерирующих мощностей. Основные технические характеристики устанавливаемого оборудования. Расчет принципиальной тепловой схемы парогазовой установки.
дипломная работа [1,6 M], добавлен 15.03.2012