АНАЛИЗ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ УСТАНОВОК НА БАЗЕ ПАРОГАЗОВЫХ ЦИКЛОВ

ANALYSIS OF ENERGY EFFICIENCY OF INSTALLATIONS ON THE BASIS OF STEAM-GAS CYCLES

Adіlet Raip

master student of the Department of Technical Physics and Heat Power Engineering, Shakarim State University of Semey,

Kazakhstan, Semey

Moldir Toktaubaeva

student of the Department of Technical Physics and Heat Power Engineering, Shakarim State University of Semey,

Kazakhstan, Semey

Askar Kassymov

PhD, acting ass. prof. of the Department of Technical Physics and Heat Power Engineering, Shakarim State University of Semey,

Kazakhstan, Semey

АННОТАЦИЯ

В приведенной работе рассмотрены особенности схем паротурбинных и газотурбинных установок, их основные преимущества и недостатки. Показаны пути повышения их энергетической эффективности за счет реализации комбинированных циклов. Проведен анализ работы установок на базе парогазовых циклов.

ABSTRACT

In this work, the features of the schemes of steam turbine and gas turbine plants, their main advantages and disadvantages are considered. Ways to increase their energy efficiency through the implementation of combined cycles are shown. The analysis of the operation of installations on the basis of steam-gas cycles was performed.

Ключевые слова: парогазовый цикл; паротурбинная установка; газотурбинная установка; энергетическая эффективность.

Keywords: combined steam gas cycle; steam turbine plant; gas turbine plant; energy efficiency.

Паровые, газовые и парогазовые турбоустановки вырабатывают большую часть энергии, используемой человечеством. Поэтому повышение их эффективности является важной задачей современной науки [1]. Схема типичной паротурбинной установки показана на рисунке 1.

ПК – паровой котел; ПТ – паровая турбина; К-р – конденсатор паровой турбины; Н –питательный насос.

1 – Пар, поступающий из котла в турбину; 2 – Отработавший пар на выходе из паровой турбины; 3 – Конденсат; 4 – Питательная вода высокого давления, поступающая в котел

Рисунок 1. Принципиальная схема паротурбинной установки

На рисунке 2 показа принципиальная схема широко применяемой в хозяйстве газотурбинной установки [2]. Большее применение получили именно установки с разомкнутым циклом, поскольку ГТУ на базе замкнутых циклов обладает рядом недостатков, которые весьма серьезно ограничивают их внедрение в отрасли энергетики и промышленности. К ним можно отнести: малое значение коэффициента полезного действия, которое является весьма чувствительным к начальной температуре газов, а также большие размеры, обусловленные наличием в схеме громоздких теплообменников, работающих по принципу газ-газ [3].

К – компрессор; КС – камера сгорания; ГТ – газовая турбина; ЭГ – электрический генератор; ПД – пусковой двигатель; G – расход воздуха; B – расход топлива.

Рисунок 2. Принципиальная схема разомкнутой газотурбинной установки

Паровые турбинные установки характеризуются относительно высокой термодинамической эффективностьюпреобразования энергии, но относительно низкие значения максимальной температуры ограничивают их мощность [4]. Газотурбинные установки характеризуются высокими значениями максимальной температуры рабочего вещества за счет прямого сгорания топлива в потоке рабочего вещества, но имеют высокую температуру выходящих газов, что означает высокую среднюю температуру отвода тепла в цикле. Поэтому актуальным является их комбинирование. Сравнительный анализ газотурбинных и парогазовых установок показан в Таблице 1.

Таблица 1.

Преимущества и недостатки ГТУ и ПГУ

Комбинированный цикл электростанции объединяет положительные стороны паровых и газотурбинных электростанций [5]. Поэтому реализация и широкое внедрение такого рода циклов позволит повысить энергетическую эффективность установок, что является весьма актуальным звеном в энергосбережении.

Список литературы:

1. Трухний А. Д., Костюк А. Г., Трояновский Б. М. Основные научные проблемы создания паротурбинных установок для энергоблоков нового поколения. Ч. II //Теплоэнергетика. – 2000. – №. 11. – С. 2-9.
2. Соколов В. С., Грибин В. Г., Чижов В. В. Газотурбинные установки //учебное пособие для ПТУ/ВС Соколов.- М.: Высшая школа. – 1986. – Т. 151.
3. Ткач М. Р., Чередниченко А. К. Эффективность газотурбинной установки с термодинамической и термохимической регенерацией тепла отходящих газов //Авиационно-космическая техника и технология. – 2009. – №. 7. – С. 19–22-19–22.
4. Безлепкин В. П., Гольдштейн А. Д. О схемах надстройки паротурбинных установок газовыми турбинами //Теплоэнергетика. – 2000. – №. 5. – С. 56-58.
5. Ольховский Г. Г. Перспективные газотурбинные и парогазовые установки для энергетики (обзор) //Теплоэнергетика. – 2013. – №. 2. – С. 3-3.