Odabir ciklusa postrojenja s kombinovanim ciklusom i šematski dijagram CCGT-a. Kombinovane gasnoturbinske jedinice (CCGT): konstrukcija i princip rada CCGT jedinice.

Kombinovane elektrane su kombinacija parnih i gasnih turbina. Ova kombinacija omogućava smanjenje gubitka otpadne toplote iz gasnih turbina ili toplote izduvnih gasova iz parnih kotlova, čime se obezbeđuje povećanje efikasnosti kombinovanih gasnih turbinskih jedinica (CCGT) u odnosu na pojedinačne parne turbine i gasne turbine. .

Trenutno postoje dvije vrste plinskih postrojenja s kombiniranim ciklusom:

a) sa kotlovima visokog pritiska i sa ispuštanjem izduvnih gasova turbine u komora za sagorevanje konvencionalni kotao;

b) korišćenje toplote izduvnih gasova turbine u kotlu.

Šematski dijagrami ova dva tipa CCGT jedinica su prikazani na Sl. 2.7 i 2.8.

Na sl. 2.7 prikazuje shematski dijagram CCGT-a sa visokotlačnim parnim kotlom (HPB) 1 , u koji se dovode voda i gorivo, kao u konvencionalnoj termalnoj stanici za proizvodnju pare. Steam visokog pritiska ulazi u kondenzacionu turbinu 5 , na istoj osovini sa kojom se nalazi generator 8 . Para koja se ispušta iz turbine prvo ulazi u kondenzator 6 a zatim pomoću pumpe 7 vraća se u kotao 1 .

Slika 2.7. Šematski dijagram pgu sa vpg

Istovremeno, gasovi koji nastaju tokom sagorevanja goriva u kotlu, koji imaju visoku temperaturu i pritisak, šalju se u gasnu turbinu 2 . Kompresor se nalazi na istoj osovini 3 , kao kod konvencionalne plinske turbine, i još jedan električni generator 4 . Kompresor je dizajniran da pumpa vazduh u komoru za sagorevanje kotla. Izduvni gasovi turbina 2 Napojna voda kotla se također zagrijava.

Ova CCGT shema ima prednost u tome što ne zahtijeva odvod dima za uklanjanje izduvnih plinova iz kotla. Treba napomenuti da funkciju ventilatora ventilatora obavlja kompresor 3 . Efikasnost takvog CCGT-a može dostići 43%.

Na sl. Slika 2.8 prikazuje šematski dijagram drugog tipa CCGT-a. Za razliku od PGU prikazanog na sl. 2.7, gas do turbine 2 dolazi iz komore za sagorevanje 9 , ne iz kotla 1 . Dalje se troši u turbini 2 gasovi zasićeni do 16-18% kiseonika zbog prisustva kompresora ulaze u kotao 1 .

Ova shema (Sl. 2.8) ima prednost u odnosu na CCGT jedinicu o kojoj je bilo riječi (Slika 2.7), budući da koristi kotao konvencionalnog dizajna sa mogućnošću korištenja bilo koje vrste goriva, uključujući i kruto. U komori za sagorevanje 3 u ovom slučaju se sagorijeva znatno jeftiniji trenutno skupi plin ili plin nego u CCGT shemi s parnim kotlom visokog pritiska tečno gorivo.

Slika 2.8. Šematski dijagram pgu (krug za resetiranje)

Ova kombinacija dvije instalacije (parne i plinske) u zajedničku jedinicu kombiniranog ciklusa također stvara priliku za postizanje veće manevarske sposobnosti u poređenju sa konvencionalnom termalnom stanicom.

Šematski dijagram nuklearnih elektrana

U smislu namjene i tehnološkog principa rada, nuklearne elektrane se praktički ne razlikuju od tradicionalnih termoelektrana. Njihova značajna razlika leži, prvo, u činjenici da se u nuklearnoj elektrani, za razliku od termoelektrana, para stvara ne u kotlu, već u jezgri reaktora, i drugo, u činjenici da nuklearne elektrane koriste nuklearno gorivo, koji sadrži izotope uranijuma-235 (U-235) i uranijuma-238 (U-238).

Karakteristika tehnološkog procesa u nuklearnim elektranama je i stvaranje značajnih količina radioaktivnih fisionih produkata, te su stoga nuklearne elektrane tehnički složenije u odnosu na termoelektrane.

Kolo NPP može biti jednokružno, dvokružno i trokružno (slika 2.9).

Rice.2.9. Šematski dijagrami nuklearnih elektrana

Jednostruki krug (slika 2.9a) je najjednostavniji. Oslobođen u nuklearnom reaktoru 1 Zbog lančane reakcije fisije jezgara teških elemenata, rashladna tečnost prenosi toplotu. Para se često koristi kao rashladno sredstvo, koje se zatim koristi kao u konvencionalnim elektranama na parne turbine. Međutim, para proizvedena u reaktoru je radioaktivna. Stoga, radi zaštite osoblja nuklearne elektrane i okoliša, većina opreme mora biti zaštićena od zračenja.

Prema šemama sa dva i tri kruga (sl. 2.9, b i 2.9, c), toplota se odvodi iz reaktora pomoću rashladnog sredstva, koje zatim ovu toplotu prenosi direktno u radnu okolinu (na primer, kao u dvo- shema strujnog kruga kroz generator pare 3 ) ili preko rashladnog sredstva srednjeg kruga (na primjer, kao u krugu s tri kruga između srednjeg izmjenjivača topline 2 i generator pare 3 ). Na sl. 2,9 u brojevima 5 , 6 I 7 naznačeni su kondenzator i pumpe koje obavljaju iste funkcije kao u konvencionalnoj termoelektrani.

Nuklearni reaktor se često naziva "srcem" nuklearne elektrane. Trenutno postoji dosta vrsta reaktora.

U zavisnosti od energetskog nivoa neutrona, pod čijim uticajem dolazi do fisije nuklearnog goriva, nuklearne elektrane se mogu podeliti u dve grupe:

nuklearna elektrana sa reaktora na termičke neutrone;

nuklearna elektrana sa reaktorima na brzim neutronima.

Pod uticajem toplotnih neutrona, samo izotopi uranijuma-235 su sposobni za fisiju, čiji je sadržaj u prirodnom uranijumu samo 0,7%, preostalih 99,3% su izotopi uranijuma-238. Pod uticajem neutronskog fluksa višeg energetskog nivoa (brzi neutroni), uranijum-238 proizvodi veštačko nuklearno gorivo plutonijum-239, koje se koristi u reaktorima na brzim neutronima. Velika većina energetskih reaktora koji su trenutno u pogonu su prvog tipa.

Šematski dijagram nuklearnog energetskog reaktora koji se koristi u nuklearnoj elektrani s dva kruga prikazan je na Sl. 2.10.

Nuklearni reaktor se sastoji od jezgra, reflektora, sistema za hlađenje, sistema upravljanja, regulacije i nadzora, kućišta i biološke zaštite.

Jezgro reaktora je područje u kojem se održava lančana reakcija fisije. Sastoji se od fisijskog materijala, moderatora rashladnog sredstva i reflektora neutrona, upravljačkih šipki i konstrukcijskih materijala. Glavni elementi jezgre reaktora, koji obezbjeđuju oslobađanje energije i samoodržive reakcije, su fisijski materijal i moderator. Aktivna zona je udaljena od eksternih uređaja i kadrovski rad u zoni zaštite.

Zovu se parni gas elektrane (CCGT), u kojima se toplota iz ispušnih gasova gasnoturbinske jedinice direktno ili indirektno koristi za proizvodnju električne energije u ciklusu parne turbine.

Na sl. 2.1 prikazuje shematski dijagram najjednostavnijeg PSU-a, tzv vrsta reciklaže. Izduvni gasovi gasne turbine ulaze u bojler-rekuperacija-

Rice. 2.1.

/ - pregrijač; 2 - isparivač; 3 - ekonomajzer; 4 - bubanj; 5 - kondenzator parne turbine; 6 - pumpa za napajanje; 7 - odvodna cijev isparivača; 8 - usponske cijevi isparivača

torus- protuprotočni izmjenjivač topline, u kojem se zbog topline vrućih plinova stvara para visokih parametara i usmjerava u parnu turbinu.

Kotao za rekuperaciju je okno pravougaonog presjeka, u koji se postavljaju grejne površine, formirane od rebrastih cevi, u koje se dovodi radni fluid parne turbine (voda ili para). U najjednostavnijem slučaju, grijaće površine kotla na otpadnu toplinu sastoje se od tri elementa: ekonomajzera 3, isparivač 2 i pregrijač 1. Centralni element je isparivač koji se sastoji od bubnja 4 (dugačak cilindar do pola napunjen vodom), nekoliko odvodnih cijevi 7 i prilično čvrsto postavljeni vertikalni grubi elementi samog isparivača 8. Isparivač radi na principu prirodne konvekcije. Cijevi za isparavanje se nalaze u zoni viših temperatura od sniženih, pa se voda u njima zagrijava, djelimično isparava, postaje lakša i diže se u bubanj. Prazni prostor je popunjen sa jos hladnom vodom kroz ispustne cijevi iz bubnja. Zasićena para se skuplja na vrhu bubnja i usmjerava u cijevi pregrijača 1. Potrošnja pare iz bubnja 4 kompenzirano dovodom vode iz ekonomajzera 3. U tom slučaju, ulazna voda će proći kroz cijevi za isparavanje mnogo puta prije nego što potpuno ispari. Stoga se opisani kotao na otpadnu toplinu naziva kotao s prirodnom cirkulacijom.

U ekonomajzeru se ulazna napojna voda zagrijava gotovo do točke ključanja (10-20 ° C manje od temperature zasićene pare u bubnju, koja je u potpunosti određena pritiskom u njemu). Iz bubnja suva zasićena para ulazi u pregrijač, gdje se pregrijava iznad temperature zasićenja. Temperatura nastale pregrejane pare G0 je, naravno, uvek niža od temperature gasova 0r koji dolaze iz gasne turbine (obično za 25-30 °S).

Pod dijagramom kogla-utilizatora na sl. Na slici 2.1 prikazana je promjena temperatura plinova i radnog fluida (para, voda) kako se kreću jedni prema drugima. Temperatura gasova se glatko smanjuje sa vrednosti od 0 G na ulazu do vrednosti od 0 x temperature izduvnih gasova. Napojna voda koja se kreće prema njoj podiže svoju temperaturu u ekonomajzeru do tačke ključanja (tačka A). WITH Na ovoj temperaturi (na ivici ključanja) voda ulazi u isparivač. Voda u njemu isparava. Istovremeno, njegova temperatura se ne mijenja (proces A-/;). U tački b radni fluid je u obliku suve zasićene pare. Zatim se pregrijač pregrijava na vrijednost / 0.

Para stvorena na izlazu iz pregrijača usmjerava se u parnu turbinu, gdje se širi i radi. Iz turbine otpadno gorivo odlazi u kondenzator 5, gdje se kondenzira pomoću napojne pumpe 6, povećavajući pritisak napojne vode, ona se vraća nazad u kotao za otpadnu toplotu.

Dakle, fundamentalna razlika između parne elektrane (SPU) CCGT i konvencionalna PSU Termoelektrana se sastoji samo u činjenici da se gorivo ne sagorijeva u kotlu za otpadnu toplinu, a toplina potrebna za rad CCGT PSU uzima se iz izduvnih plinova GTU-a. Međutim, odmah je potrebno napomenuti niz važnih tehničke razlike PSU CCGT iz PSU TE:

1. Temperatura izduvnih gasova GTU 0 G je gotovo jedinstveno određena temperaturom gasova ispred gasne turbine [vidi. relacija (1.2)] i savršenstvo sistema za hlađenje gasnih turbina. U većini modernih gasnoturbinskih postrojenja, kao što se vidi iz tab. 1.2, temperatura dimnih gasova je 530-580 °C (iako postoje zasebne gasnoturbinske jedinice sa temperaturama do 640 °C). U zavisnosti od uslova pouzdanosti cevnog sistema ekonomajzera pri radu na prirodni gas, temperatura napojne vode 1 str na ulazu u kotao za otpadnu toplinu ne smije biti niža od 60 °C. Temperatura dimnih gasova koji izlaze iz kotla za otpadnu toplotu uvek je viša od temperature tn V. U stvarnosti je na nivou od 0 x 100 °C, stoga će efikasnost kotla na otpadnu toplotu (HRB) biti

pri čemu se za potrebe procjene pretpostavlja da je temperatura plina na ulazu u kotao otpadne topline 555 °C, a temperatura vanjskog zraka 15 °C. Kada radi na gas, konvencionalni energetski kotao TE ima efikasnost od 94%. Dakle, kotao otpadne toplote u CCGT jedinici ima efikasnost znatno nižu od efikasnosti kotla TE.

2. Nadalje, efikasnost parnoturbinske jedinice (STU) razmatranog CCGT-a je znatno niža od efikasnosti STU konvencionalne termoelektrane. To je zbog ne samo činjenice da su parametri pare koju stvara kotao za otpadnu toplinu niži, već i činjenica da STU CCGT nema sistem regeneracije. Ali u principu to ne može imati, od povećanja temperature tn c će dovesti do još većeg smanjenja efikasnosti kotla na otpadnu toplotu.

Ideja dizajna elektrane sa CCGT jedinicom data je na Sl. 2.2, koji prikazuje termoelektranu sa tri energetska bloka. Svaki agregat sastoji se od dvije susjedne plinske turbine 4 tip V94.2 iz Siemensa, svaki sa svojim dimnim gasovima visoka temperaturašalje ga u svoj kotao za otpadnu toplinu 8. Para koju generiraju ovi kotlovi usmjerava se u jednu parnu turbinu 10 sa električnim generatorom 9 i kondenzator koji se nalazi u prostoriji za kondenzaciju ispod turbine. Svaki takav agregat ima ukupan kapacitet od 450 MW (svaka gasna i parna turbina ima kapacitet od približno 150 MW). Između izlaznog difuzora 5 i kotao na otpadnu toplotu 8 instalirati premosnicu (bypass) dimnjak 12 i gasne kapije b. Kapija vam omogućava da isključite kotao za otpadnu toplinu 8 iz plinova plinske turbine i usmjeriti ih kroz bajpas cijev u atmosferu. Takva potreba može se pojaviti u slučaju problema u parnoturbinskom dijelu agregata (turbina, kotao na otpadnu toplinu, generator itd.), kada

Rice. 2.2. Izgradnja elektrane sa CCGT jedinicom (prospekt kompanije Siemens):

1 - kombinovani uređaj za obradu vazduha (KVOU); 2 - blok transformator; 3 - gasnoturbinski generator; 4 - GTU tip U94.2; 5 - prijelazni difuzor sa plinske turbine na obilaznu cijev; 6 - zasun; 7 - odzračivač; 8 - vertikalni kotao na otpadnu toplotu; 9 - generator parne turbine; 10 - parna turbina; 11 - kišnu klapnu rekuperacionog kotla; 12 - bajpas cijev; 13 - prostorija za opremu za prečišćavanje tečnog goriva; 14 - rezervoari za tečno gorivo

treba ga onemogućiti. U ovom slučaju, snagu agregata će osigurati samo plinska turbina, tj. agregat može nositi opterećenje od 300 MW (iako sa smanjenom efikasnošću). Bajpasna cijev također puno pomaže pri pokretanju pogonskog agregata: pomoću kapije kotao za otpadnu toplinu se odvaja od plinova plinske turbine, a potonji se ispuštaju u puna snaga za nekoliko minuta. Zatim možete polako, u skladu sa uputstvima, pustiti u rad kotao otpadne toplote i parnu turbinu.

At normalan rad kapija, naprotiv, ne dozvoljava vrućim plinovima plinske turbine da prođu u obilaznu cijev, već ih usmjeravaju u kotao za otpadnu toplinu.

Gatenepropusna kapija ima velika površina, je kompleks tehnički uređaj, glavni uslov za koji je visoke gustine, budući da svaki 1% izgubljene toplote kroz curenje znači smanjenje efikasnosti agregata za približno 0,3%. Stoga ponekad odbijaju ugraditi obilaznu cijev, iako to značajno otežava rad.

Između kotlova otpadne topline agregata ugrađen je jedan odzračivač, koji prima kondenzat za odzračivanje iz kondenzatora parne turbine i distribuira ga do dva kotla za otpadnu toplinu.

Nažalost, prelazak na izgradnju kombinovanih termoelektrana (CCGT) umjesto parnih turbina doveo je do još oštrijeg smanjenja daljinskog grijanja u opšta proizvodnja energije. To, pak, dovodi do povećanja energetskog intenziteta BDP-a i smanjenja konkurentnosti domaćih proizvoda, kao i povećanja troškova za stambeno-komunalne potrebe.

¦ visoka efikasnost proizvodnje električne energije u CCGT THE uz kondenzacioni ciklus do 60%;

¦ poteškoće u lociranju CCGT CHP elektrana u gustim urbanim područjima, kao i povećanje snabdijevanja gradova gorivom;

¦ prema ustaljenoj tradiciji opremljene su CCGT TE, kao i parnoturbinske stanice, grejne turbine tip T.

Izgradnja termoelektrana sa turbinama tipa P, počevši od 1990-ih. prošlog veka, praktično je zaustavljen. U vremenima pre perestrojke, oko 60% toplotnog opterećenja gradova dolazilo je od toga industrijska preduzeća. Njihova potreba za toplinom da provode tehnološkim procesima bio prilično stabilan tokom cijele godine. Tokom jutarnjih i večernjih sati maksimalne potrošnje električne energije u gradovima, vršni udari napajanja su izglađeni uvođenjem odgovarajućih režima ograničenja napajanja električna energija industrijska preduzeća. Ugradnja turbina tipa P u kogeneraciju je ekonomski opravdana zbog njihove niže cijene i efikasnije potrošnje energetskih resursa u odnosu na parno-gasno energentsko gorivo

Posljednjih 20 godina zbog naglog pada industrijska proizvodnja Režim snabdijevanja energijom gradova značajno se promijenio. Gradske termoelektrane trenutno rade po planu grijanja, u kojem ljetno toplotno opterećenje iznosi samo 15-20% proračunske vrijednosti. Dnevni raspored potrošnje električne energije postao je neujednačeniji zbog uključivanja električnog opterećenja stanovništva u večernji sati, što je povezano sa naletom rasta u opremanju stanovništva električnom energijom kućni aparati. Osim toga, pokazalo se nemogućim izjednačavanje rasporeda potrošnje energije uvođenjem odgovarajućih ograničenja za industrijske potrošače zbog njihovog malog udjela u ukupnoj potrošnji energije. Jedina stvar nije tako dobra na efikasan način Rješenje problema je bilo smanjenje večernjeg maksimuma kroz uvođenje sniženih tarifa noću.

Stoga se u termoelektranama s parnim turbinama s turbinama tipa P, gdje je proizvodnja toplinske i električne energije striktno međusobno povezana, korištenje takvih turbina neisplativo. Turbine sa povratnim pritiskom sada se proizvode samo niske snage povećati radnu efikasnost gradskih parnih kotlarnica prelaskom na kogeneracijski način rada.

Ovaj ustaljeni pristup je sačuvan i tokom izgradnje CCGT CHP postrojenja. Istovremeno, u parno-gasnom ciklusu ne postoji stroga veza između isporuke toplotne i električne energije. Na ovim stanicama sa turbinama tipa P, pokrivanje večernjeg maksimalnog električnog opterećenja može se postići privremenim povećanjem napajanja električnom energijom u gasnoturbinskom ciklusu. Kratkotrajno smanjenje dovoda topline u sustav grijanja ne utiče na kvalitet grijanja zbog kapaciteta skladištenja topline zgrada i toplinske mreže.

Šematski dijagram CCGT CHP agregata sa protutlačnim turbinama uključuje dvije plinske turbine, kotao na otpadnu toplinu, turbinu tipa P i vršni kotao (slika 2). Vršni kotao, koji se može instalirati izvan CCGT lokacije, nije prikazan na dijagramu.

Od sl. 2 vidi se da se CCGT jedinica termoelektrane sastoji od gasnoturbinske jedinice koju čine kompresor 1, komora za sagorevanje 2 i gasna turbina 3. Izduvni gasovi iz gasnoturbinske jedinice se usmeravaju na otpadnu toplotu. bojlera (HRB) 6 ili do bajpas cevi 5, u zavisnosti od položaja kapije 4, i prolaze kroz niz izmenjivača toplote u kojima se zagreva voda, para se odvaja u bubnjevima niskog pritiska 7 i bačvama visokog pritiska 8 , i šalje se u parnu turbinsku jedinicu (STU) 11. Štaviše, zasićena para nizak pritisak ulazi u srednji odjeljak STU, a para visokog pritiska se predgrijava u kotlu za rekuperaciju i šalje se u glavu STU-a. 13 do grijača plinskog kondenzata 14, a zatim upućen u deaerator 9 i od njega u KU.

Kada toplotno opterećenje ne prelazi osnovno, stanica radi u potpunosti prema rasporedu grijanja (ATEC = 1). Ako toplinsko opterećenje premašuje osnovno opterećenje, vršni kotao se uključuje. Potrebna količina električne energije dolazi iz eksternih izvora proizvodnje preko gradskih električnih mreža.

Međutim, moguće su situacije kada potreba za električnom energijom premašuje obim njenog snabdijevanja iz vanjskih izvora: u mraznim danima sa povećanjem potrošnje električne energije kod kućnih grijaćih uređaja; u slučaju nesreća na proizvodnim objektima i u električne mreže. U takvim situacijama, snaga gasnih turbina sa tradicionalnim pristupom je usko vezana za produktivnost kotla na otpadnu toplotu, što je zauzvrat diktirano potrebom za toplotnom energijom u skladu sa raspored grijanja i možda neće biti dovoljan da zadovolji povećanu potražnju za električnom energijom.

Kako bi pokrila nastalu nestašicu električne energije, plinska turbina uz kotao na otpadnu toplinu djelomično prelazi na ispuštanje otpadnih produkata izgaranja direktno u atmosferu. Tako je CCGT jedinica privremeno prebačena na mješoviti način rada - sa parno-gasnim i gasnoturbinskim ciklusima.

Poznato je da plinski turbinski agregati imaju visoku upravljivost (brzina uspona i pražnjenja). električna energija). Stoga su se još u sovjetsko vrijeme trebali koristiti zajedno s pumpnim stanicama za skladištenje kako bi se izgladio režim napajanja.

Osim toga, treba napomenuti da se snaga koju razvijaju povećava sa smanjenjem temperature vanjskog zraka, a upravo se pri niskim temperaturama u najhladnije doba godine uočava maksimalna potrošnja energije. To je prikazano u tabeli.

Kada snaga dostigne više od 60% izračunate vrednosti, emisije štetnih gasova NOx i CO su minimalne (slika 3).

U periodu između grijanja, kako bi se spriječilo smanjenje snage plinskih turbina za više od 40%, jedna od njih se isključuje.

Promocija energetska efikasnost CHP se može postići kroz centralizovano snabdevanje hlađenjem gradskih naselja. At vanredne situacije U CCGT CHPP preporučljivo je da se gasnoturbinske jedinice male snage grade u zasebnim zgradama.

U gustim urbanim sredinama velikih gradova, prilikom rekonstrukcije postojećih termoelektrana sa parne turbine, koje su iscrpile svoj resurs, preporučljivo je da se na njihovoj osnovi stvore CCGT CHPP sa turbinama tipa R. Kao rezultat toga, oslobađaju se značajne površine koje zauzima sistem za hlađenje (rashladni tornjevi i sl.) koji se mogu koristiti za. druge svrhe.

Poređenje CCGT CHPP sa turbinama protiv pritiska (tip P) i CCGT CHPP sa kondenzacionim ekstrakcijskim turbinama (tip T) omogućava nam da napravimo sledeće zaključci.

• 1. U oba slučaja, koeficijent korisna upotreba gorivo zavisi od udjela proizvodnje električne energije u bazi potrošnja toplote u ukupnom obimu proizvodnje.
• 2. U CCGT CHP postrojenjima sa turbinama tipa T, gubici toplotne energije u rashladnom krugu kondenzata nastaju tokom cijele godine; najveći gubici - u ljetni period, kada je količina potrošnje topline ograničena samo opskrbom toplom vodom.
• 3. U CCGT CHP postrojenjima sa turbinama tipa R, efikasnost stanice opada samo u ograničenom vremenskom periodu, kada je potrebno pokriti nastali nedostatak napajanja.
• 4. Karakteristike manevrisanja (brzine opterećenja i odlaganja) gasnih turbina su višestruko veće od karakteristika parnih turbina.

Dakle, za uslove izgradnje stanica u centrima veliki gradovi CCGT CHPP sa turbinama protiv pritiska (tip P) su superiorne u odnosu na kombinovane kogeneracije sa kondenzacionim ekstrakcijskim turbinama (tip T) u svim aspektima. Njihovo postavljanje zahtijeva znatno manju površinu, ekonomičniji su u potrošnji goriva i njihovoj štetnih efekata on okruženje takođe manje.

Međutim, za to je potrebno izvršiti odgovarajuće izmjene regulatorni okvir na projektovanju benzinskih stanica sa kombinovanim ciklusom.

Vježbajte poslednjih godina pokazuje da investitori koji grade prigradske CCGT TE na prilično slobodnim teritorijama daju prednost proizvodnji električne energije, a snabdijevanje toplotom oni smatraju sporednom djelatnošću. To se objašnjava činjenicom da efikasnost stanica, čak iu kondenzacijskom režimu, može doseći 60%, a izgradnja toplovoda zahtijeva dodatne troškove i brojna odobrenja različitih struktura. Kao rezultat toga, koeficijent grijanja ATPP-a može biti manji od 0,3.

Stoga, kada se projektuje CCGT CHPP, nije prikladno da se uključi svaka pojedinačna stanica tehničko rješenje optimalna vrijednost ATEC. Zadatak je pronaći optimalan udio grijanja u toplotnom sistemu cijelog grada.

Danas je koncept izgradnje moćnih termoelektrana na mjestima gdje se proizvodi gorivo, daleko od velikih gradova, razvijen u sovjetsko vrijeme, ponovo postao aktuelan. To je diktirano kako povećanjem udjela korištenja lokalnih goriva u regionalnom gorivno-energetskom kompleksu, tako i izradom novih dizajna toplotnih cjevovoda (polaganje zraka) s gotovo zanemarljivim padom temperaturnog potencijala tokom transporta rashladne tekućine.

Takve termoelektrane mogu se stvoriti ili na bazi parnoturbinskog ciklusa s direktnim sagorijevanjem lokalnog goriva, ili kombiniranog ciklusa plinskog ciklusa korištenjem plina dobivenog iz plinskih elektrana.

CCGT postrojenje sa kombinovanim ciklusom je kombinovana instalacija, koji se sastoji od plinske turbine, kotla na otpadnu toplinu (HRB) i parne turbine (ST). Implementacija ciklusa pare i plina odvija se u odvojenim krugovima, odnosno u odsustvu kontakta između produkata izgaranja i para-tečnosti radnog fluida. Interakcija radnih fluida se odvija samo u obliku izmjene topline u površinskim izmjenjivačima topline.

Korištenje plinskih postrojenja s kombiniranim ciklusom je jedno od mogućih i perspektivnih područja za smanjenje troškova goriva i energije.

CCGT termodinamički uspješno kombinuje parametre gasnih turbina i parnih elektrana:

U zoni rade plinske turbine povišene temperature radni fluid;

Parna snaga - pokreću se već istrošenim produktima sagorevanja koji izlaze iz turbine, tj. djeluju kao recikleri i koriste otpadnu energiju.

Efikasnost instalacije povećava se kao rezultat termodinamičke nadgradnje visokotemperaturnog plinskog ciklusa sa ciklusom pare, čime se smanjuju gubici topline s izduvnim plinovima u plinskoj turbini.

Dakle, CCGT se može smatrati trećom fazom unapređenja turbinskih agregata. CCGT motori su perspektivni motori, jer su vrlo ekonomični i zahtijevaju mala kapitalna ulaganja. Odlične kvalitete postrojenja s kombinovanim ciklusom odredila su područja njihove primjene. CCGT jedinice se široko koriste u energetskom sektoru i drugim oblastima kompleksa goriva i energije.

Drži se široka primena U takvim instalacijama nedostaje zajedničko gledište o najracionalnijim pravcima korištenja topline plinskih turbina.

Trenutno, obećavajuća CCGT šema za upotrebu na glavnim gasnim turbinama je i čisto utilizovana CCGT šema sa nadgradnjom kompletnog ciklusa, u kojoj se generator pare zagreva samo izduvnim gasovima gasne turbine (slika 6.1).

Prema ovoj shemi, proizvodi izgaranja plinske turbine nakon turbine niskog tlaka (LPT) ulaze u kotao za otpadnu toplinu (HRB) za proizvodnju pare pod visokim pritiskom. Nastala para iz HRSG ulazi u parnu turbinu (ST), gdje, šireći se, obavlja koristan rad koji ide za pogon električnog generatora ili kompresora. Izduvna para nakon PT ulazi u kondenzator K, gdje se kondenzira, a zatim se napojnom pumpom (PN) ponovo dovodi u kotao za otpadnu toplinu. Termodinamički ciklus postrojenja sa kombinovanim ciklusom prikazan je na Sl. 6.2. Visokotemperaturni gasni ciklus gasnoturbinskog postrojenja počinje procesom kompresije vazduha u aksijalnom kompresoru: 1 → 2. U komoru za sagorevanje (kao i u regenerator, ako ga ima) se dovodi toplota 2 → 3; generisani produkti sagorevanja ulaze u gasnu turbinu, gde, šireći se, rade, proces 3 → 4; i konačno, izduvni gasovi odaju toplotu u kotlu otpadne toplote, grejnoj vodi i pari, 4 → 5. Ostatak toplota niske temperature ostaje neiskorišten i ispušta se u okolinu, 5 → 1.

Slika 6.1 - Šematski dijagram CCGT jedinice sa kotlom na otpadnu toplinu

Slika 6.2 - Šema ciklusa postrojenja sa kombinovanim ciklusom u T-S koordinate

Ciklus pare i gasa formira se nizom procesa: 1" - 2" - 3" - 4" - 5" - 1" (Sl. 6.2). Uobičajeno, ciklus počinje procesom dovoda toplote od 1" - 2" u ekonomajzer. Voda koja dolazi iz kondenzatora ima niske temperature jednak 39 °C (pri pritisku u kondenzatoru P np = 0,007 MPa). Zagreva se do temperature ključanja od oko 170...210 °C, pri konstantnom pritisku koji odgovara radnom pritisku kotla od 0,8...2,0 MPa. 2" - 3" - proces isparavanja vode u isparivaču i pretvaranja u zasićenu paru. 3" – 4" – pregrijavanje pare u pregrijaču; 4" – 5" – proces ekspanzije pare u parna turbina sa obavljenim poslom i gubitkom temperature; 5" - 1" - para se kondenzuje u kondenzatoru K, a nastala voda se ponovo dovodi u kotao otpadne toplote KU. Ciklus je završen.

Sama snaga parne turbine (ST) ovisi o stvarnom prijenosu topline, ili entalpiji, kroz parnu turbinu i protoku pare. Potrošnja pare i parametri pare određuju se radom kotla na otpadnu toplinu. Šematski dijagram kotla za otpadnu toplinu prikazan je na Sl. 6.3.

Kotao na otpadnu toplotu je parni kotao sa prisilna cirkulacija, koji nema vlastito ložište i grije se izduvnim plinovima bilo koje elektrane.

Stoga je otpadna toplota izduvnih gasova gasnih turbina, sa temperaturom od oko 400 °C, sasvim dovoljna za efikasan rad postrojenja za reciklažu.

Duž kotla su uzastopno ugrađeni izmjenjivači topline: ekonomajzer vode „E“, isparivač „I“ i pregrijač pare „P“.

Ekonomajzer vode je izmjenjivač topline u kojem se voda zagrijava niskotemperaturnim vrućim plinovima (produkti sagorijevanja) prije nego što se ubaci u bubanj kotla (separator).

Para se stvara u pogonskom mehanizmu kotla na sljedeći način. Napojna voda, prethodno zagrijana u ekonomajzeru do tačke ključanja izduvnim gasovima, ulazi u bubanj kotla. Temperatura vrućih plinova u zadnjem dijelu kotla ne smije pasti ispod 120 °C*.

U režimu proizvodnje pare, voda cirkuliše kroz isparivač. U isparivaču dolazi do intenzivne apsorpcije topline, zbog čega dolazi do isparavanja. Proces isparavanja u isparivaču odvija se na tački ključanja napojne vode, što odgovara određenom pritisku zasićenja.

Na listi sistema za proizvodnju električne i toplotnu energiju on savremena preduzeća, navedeni su elektrane sa kombinovanim ciklusom. Kombinirani su po principu djelovanja i uključuju 2 osnovne faze:

1. sagorijevanje izvornog goriva (gasa) i zbog ove rotacije plinske turbine;
2. zagrijavanje vode u kotlu otpadne topline produktima izgaranja koji nastaju u prvoj fazi formiranjem vodene pare koja se koristi u parnoj turbini koja aktivira parni elektrogenerator.

Rad postrojenja sa kombinovanim ciklusom postaje moguće zbog upotrebe kao izvornog goriva ili prirodni gas, ili proizvodi naftne industrije (posebno dizel gorivo). Može postojati nekoliko konfiguracija opreme, ovisno o njenoj snazi ​​i specifičnoj primjeni. Na ovaj način, proizvođači mogu kombinovati obe turbine na jednom vratilu, upotpunjujući ovu kombinaciju sa generatorom sa dva pogona. Prednost takvog uređaja je što ima 2 načina rada: jednostavan plinski ciklus i kombinirani.

Uprkos dovoljnom složen uređaj, tvornica s kombinovanim ciklusom (CCGT) ima veoma važna karakteristika, što ga izdvaja od ostalih sistema za proizvodnju električne energije. Radi se o o rekordno visokom koeficijentu efikasnosti, koji u nekim slučajevima iznosi i preko 60%.

Prednosti postrojenja sa kombinovanim ciklusom

Princip rada postrojenja sa kombinovanim ciklusom ima specifičan karakter, za razliku od sličnih sistema, troši manje resursa (posebno vode) za svaku jedinicu energije dobijenu uz njegovu pomoć. Stručnjaci iz industrije također primjećuju da se gasne strukture kombiniranog ciklusa ističu:

• veći stepen ekološke prihvatljivosti (smanjene emisije gasova staklene bašte);
• kompaktne dimenzije;
• uporedna brzina izgradnje (manje od 1 godine);
• manja potreba za gorivom.

Vrijedi napomenuti da se proizvođači CCGT-a ne zaustavljaju na tome. Moderna generator kombinovanog ciklusa evoluira mnogo brže od prethodne verzije ovu tehniku. Danas se aktivno razvijaju dizajni koji rade na obnovljivim izvorima energije, biogorivima: otpadu iz drvne industrije i poljoprivrede.

Vrste gasnih postrojenja sa kombinovanim ciklusom

Parno-gasni sistemi se mogu klasificirati u zavisnosti od dizajna i tehnoloških karakteristika:

• po principu rada: kogeneracija, sa pomakom regeneracije, sa generatorom pare niskog pritiska, sa generatorom pare visokog pritiska, sa kotlovima na otpadnu toplotu;
• Na osnovu broja gasnoturbinskih jedinica razlikuju se sistemi sa 1, 2, 3 osnovna gasnoturbinska agregata;
• prema vrsti potrošnog materijala: gas, tečno gorivo, biomasa itd.;
• Prema raznolikosti HRSG ili kotlovskih krugova otpadne topline razlikuju se jednostruki, dvo- i trokružni moduli.

Mnogi energetski inženjeri takođe kažu da je važno razlikovati sisteme koji se razlikuju po principima rada. Konkretno, danas postoji parni električni generator, u kojem postoji faza međupregrijavanja pare, a postoje modifikacije kojima nedostaje ova faza. Prilikom odabira CCGT-a važno je obratiti pažnju na ove karakteristike proizvoda, jer one mogu uticati na produktivnost i efikasnost elektrane u cjelini.

Primjena plinskih postrojenja kombiniranog ciklusa

Uprkos činjenici da su na Zapadu odavno počeli da koriste CCGT za dobijanje pristupačne električne energije, u našoj zemlji ove tehnologije donedavno nisu bile tražene. I tek od 2000-ih ruska industrijska preduzeća su razvila postojano interesovanje za kombinovane gasne sisteme.

Prema statistikama, više od 30 velikih agregata zasnovanih na korišćenju tehnologija kombinovanog ciklusa počelo je sa radom različite regije Rusija u poslednjih 10 godina. Ovaj trend će se samo intenzivirati i kratkoročno i dugoročno. dugoročno, budući da su prikazani vrlo razotkrivajući rezultati kombinovani ciklus gasnih postrojenja, rad koji nisu preskupi, a rezultat uvijek nadmaši očekivanja.

Kombinovane elektrane se mogu koristiti za snabdevanje električnom energijom industrijskih preduzeća i čitavih zajednica.

Na našoj web stranici možete pronaći kombinirana plinska postrojenja koja su već testirana na kvalitet i snagu u evropskim zemljama. Sva kombinovana postrojenja na plin predstavljena na web stranici su u dobrom stanju i opremljena stabilan rad za industriju.

6 x Novi - 17,1 MW - HFO / DFO / plinski generator.
Cijena u eurima: 6.980.000, - iz fabrike po komadu
Prilikom kupovine svih 6 agregata možete pregovarati o cijeni

Ocjena električne efikasnosti je 47,2%.
Uređaj može raditi i sa teškim loživim uljem (HFO) i dizel gorivo i gas.