La centralele termice(CHP) includ centralele electrice care generează și furnizează consumatorilor nu numai energie electrică, ci și energie termică. În acest caz, lichidele de răcire sunt abur de la extracțiile intermediare ale turbinei, parțial deja utilizate în primele etape de expansiune a turbinei pentru a genera energie electrică, precum și apă caldă cu o temperatură de 100-150 ° C, încălzită de aburul preluat. de la turbină. Aburul de la cazanul de abur intră în turbină printr-o linie de abur, unde se extinde la presiunea din condensator și energia sa potențială este transformată în lucru mecanic de rotație a rotorului turbinei și a rotorului generatorului conectat la acesta. După mai multe etape de expansiune, o parte din abur este preluată din turbină și trimisă printr-o conductă de abur către consumatorul de abur. Locația extracției aburului și, prin urmare, parametrii acestuia, sunt stabilite ținând cont de cerințele consumatorului. Deoarece căldura la o centrală termică este cheltuită pentru producerea de energie electrică și termică, eficiența centralelor termice diferă în ceea ce privește producția și furnizarea de energie electrică și producția și furnizarea de energie termică.
Unități cu turbine cu gaz(GTU) constă din trei elemente principale: un compresor de aer, o cameră de ardere și o turbină cu gaz. Aerul din atmosferă intră în compresor, antrenat de motorul de pornire, și este comprimat. Acesta este apoi alimentat sub presiune în camera de ardere, unde combustibilul lichid sau gazos este furnizat simultan de o pompă de combustibil. Pentru a reduce temperatura gazului la un nivel acceptabil (750-770 ° C), camera de ardere este furnizată de 3,5-4,5 ori mai mult aer decât este necesar pentru arderea combustibilului. În camera de ardere, acesta este împărțit în două fluxuri: un flux intră în tubul de flacără și asigură arderea completă a combustibilului, iar al doilea curge în jurul tubului de flacără din exterior și, amestecându-se cu produsele de ardere, scade temperatura acestora. După camera de ardere, gazele intră în turbina cu gaz, care se află pe același arbore cu compresorul și generatorul. Acolo se extind (la presiunea atmosferică aproximativă), lucrează prin rotirea arborelui turbinei și apoi sunt aruncate afară prin coș. Puterea unei turbine cu gaz este semnificativ mai mică decât puterea unei turbine cu abur și în prezent eficiența este de aproximativ 30%.
Plante cu ciclu combinat(CCG) sunt o combinație de unități de turbină cu abur (STU) și turbină cu gaz (GTU). O astfel de combinație face posibilă reducerea pierderilor de căldură reziduală de la turbinele cu gaz sau a căldurii de la gazele de ardere ale cazanelor cu abur, ceea ce asigură o creștere a eficienței în comparație cu STU-urile și GTU-urile individuale. În plus, cu o astfel de combinație, se obțin o serie de avantaje de design, ceea ce duce la o instalare mai ieftină. S-au răspândit două tipuri de unități CCGT: cele cu cazane de înaltă presiune și cele cu evacuarea gazelor de eșapament ale turbinei în camera de ardere a unui cazan convențional. Un cazan de înaltă presiune funcționează cu gaz sau combustibil lichid purificat. Gazele de ardere care părăsesc cazanul la temperatură ridicată și presiune în exces sunt direcționate către o turbină cu gaz, pe același arbore cu care se află compresorul și generatorul. Compresorul forțează aerul în camera de ardere a cazanului. Aburul de la cazanul de înaltă presiune este direcționat către o turbină cu condensare, pe același arbore cu care se află generatorul. Aburul evacuat în turbină trece în condensator și, după condens, este furnizat înapoi la cazan de către pompă. Gazele de evacuare ale turbinei sunt alimentate la un economizor pentru a încălzi apa de alimentare a cazanului. În această schemă, un aspirator de fum nu este necesar pentru a elimina gazele de evacuare ale unui cazan de înaltă presiune, funcția unei pompe de suflare este îndeplinită de un compresor. Eficiența instalației în ansamblu ajunge la 42-43%. Într-o altă schemă a unei instalații cu ciclu combinat, căldura gazelor de evacuare a turbinei este utilizată în cazan. Posibilitatea de a descărca gazele de evacuare ale turbinei în camera de ardere a cazanului se bazează pe faptul că, în camera de ardere a unei unități cu turbină cu gaz, combustibilul (gazul) este ars cu un exces mare de aer și conținutul de oxigen din gazele de evacuare. (16-18%) este suficient pentru a arde cea mai mare parte a combustibilului.
29. CNE: proiectare, tipuri de reactoare, parametri, caracteristici de funcționare.
Centralele nucleare sunt clasificate ca centrale termice, deoarece dispozitivul lor conține generatoare de căldură, un lichid de răcire și un generator electric. curent - turbină.
CNE pot fi centrale în condensare, centrale termice și electrice combinate (CHP), centrale nucleare furnizarea de căldură (AST).
Reactoarele nucleare sunt clasificate după mai multe criterii:
1. după nivelul energiei neutronilor:
Pe neutroni termici
Pe neutroni rapizi
2. după tipul de moderator de neutroni: apă, apă grea, grafit.
3. după tipul de lichid de răcire: apă, apă grea, gaz, metal lichid
4. după numărul de circuite: unul, două, trei circuite
În reactoarele moderne, neutronii termici sunt utilizați în principal pentru fisiunea nucleelor de combustibil sursă. Toate au, în primul rând, așa-zisul miez, în care este încărcat combustibil nuclear care conține uraniu 235 moderator(de obicei grafit sau apă). Pentru a reduce scurgerea de neutroni din miez, acesta din urmă este înconjurat reflector , de obicei din același material ca și moderatorul.
În spatele reflectorului se află în afara reactorului protectia betonului din radiațiile radioactive. Încărcarea reactorului combustibil nuclear de obicei depășește semnificativ valoarea critică. Pentru a menține continuu reactorul într-o stare critică pe măsură ce combustibilul se arde, în miez este introdus un absorbant puternic de neutroni sub formă de tije de bor uree. Astfel de tije numit reglementare sau compensatoare. În timpul fisiunii nucleare, este eliberat număr mare căldura care se îndepărtează lichid de răcire la schimbătorul de căldură generator de abur, unde se transformă într-un fluid de lucru - abur. Intră aburul turbinăși își rotește rotorul, al cărui arbore este conectat la arbore generator. Intră aburul evacuat în turbină condensator, după care apa condensată intră din nou în schimbătorul de căldură și ciclul se repetă.
Unitatea de turbină cu gaz cu ciclu combinat este o instalație combinată constând dintr-o unitate cu turbină cu gaz, un cazan de căldură reziduală (HRB) și o turbină cu abur (ST). Implementarea ciclurilor de abur și gaz se realizează în circuite separate, adică în absența contactului dintre produsele de ardere și fluidul de lucru vapor-lichid. Interacțiunea fluidelor de lucru se realizează numai sub formă de schimb de căldură în schimbătoare de căldură de tip suprafață.
Utilizarea centralelor pe gaz cu ciclu combinat este una dintre posibilele și direcții promițătoare reducerea costurilor cu combustibilul și energia.
CCGT combină termodinamic cu succes parametrii turbinelor cu gaz și centralelor electrice cu abur:
Turbinele cu gaz funcționează în zona cu temperaturi ridicate ale fluidului de lucru;
Puterea cu abur - sunt conduse de produsele de ardere deja consumate care părăsesc turbină, de exemplu. acționează ca reciclatori și utilizează energia reziduală.
Eficiența instalației crește ca urmare a suprastructurii termodinamice a ciclului de gaz de înaltă temperatură cu un ciclu de abur, care reduce pierderile de căldură cu gazele de eșapament în turbina cu gaz.
Astfel, CCGT poate fi considerată a treia etapă de îmbunătățire a turbinelor. Motoarele CCGT sunt motoare promițătoare, deoarece sunt foarte economice și necesită investiții de capital reduse. Calitățile excelente ale centralelor pe gaz cu ciclu combinat au determinat domeniile lor de aplicare. Unitățile CCGT sunt utilizate pe scară largă în sectorul energetic și în alte domenii ale complexului de combustibil și energie.
Utilizarea pe scară largă a unor astfel de instalații este îngreunată de lipsa unui punct de vedere comun asupra direcțiilor cele mai raționale de utilizare a căldurii din instalațiile cu turbine cu gaz.
În prezent, o schemă CCGT promițătoare pentru utilizarea pe turbinele principale cu gaz este, de asemenea, o schemă CCGT pur de utilizare, cu o suprastructură de ciclu complet, în care generatorul de abur este încălzit numai de gazele de evacuare ale turbinei cu gaz (Fig. 6.1).
Conform acestei scheme, produsele de ardere ale turbinei cu gaz după turbină joasă presiune(LHP) intră în cazanul de recuperare (HRB) pentru a produce abur de înaltă presiune. Aburul rezultat de la HRSG intră într-o turbină cu abur (ST), unde, extinzându-se, efectuează o muncă utilă care merge pentru a antrena un generator electric sau un compresor. Aburul evacuat după PT intră în condensatorul K, unde este condensat și apoi alimentat din nou cazanului de căldură reziduală de către pompa de alimentare (PN). Ciclul termodinamic al unei instalații cu ciclu combinat este prezentat în Fig. 6.2. Ciclul gazului la temperatură înaltă al unei instalații cu turbine cu gaz începe cu procesul de comprimare a aerului în compresor axial: 1 → 2. În camera de ardere (precum și în regenerator, dacă există) căldură este furnizată 2 → 3; produsele de ardere generate intră în turbina cu gaz, unde, expansându-se, lucrează, proces 3 → 4; iar în final, gazele de eșapament își renunță căldura în cazanul de căldură reziduală, încălzirea apei și aburului, 4 → 5. Restul de căldură la temperatură joasă rămâne nefolosită și este transferată în mediu, 5 → 1.
Figura 6.1 - Schema schematică a unei unități CCGT cu un cazan de căldură reziduală
Figura 6.2 - Schema ciclului unei centrale cu ciclu combinat în Coordonatele T-S
Ciclul abur-gaz este format dintr-o succesiune de procese: 1" - 2" - 3" - 4" - 5" - 1" (Fig. 6.2). În mod convențional, ciclul începe cu procesul de alimentare cu căldură de 1" - 2" în economizor. Apa care vine din condensator are o temperatură scăzută de 39 °C (la o presiune în condensator P np = 0,007 MPa). Se încălzește la o temperatură de fierbere de aproximativ 170...210 °C, la o presiune constantă corespunzătoare presiunii de funcționare a cazanului de 0,8...2,0 MPa. 2" - 3" - procesul de evaporare a apei în evaporator și de transformare a acesteia în abur saturat. 3" – 4" – supraîncălzirea aburului în supraîncălzitor; 4" - 5" - procesul de expansiune a aburului într-o turbină cu abur cu efectuarea muncii și pierderea temperaturii; 5" - 1" - aburul este condensat în condensatorul K, iar apa rezultată este din nou furnizată la cazanul de căldură reziduală KU. Ciclul este finalizat.
Puterea turbinei cu abur (ST) în sine depinde de transferul real de căldură, sau entalpia, prin turbina cu abur și de fluxul de abur. Consumul de abur și parametrii de abur sunt determinați de funcționarea cazanului de căldură reziduală. Schema schematică a cazanului de căldură reziduală este prezentată în Fig. 6.3.
Un cazan de căldură reziduală este un cazan de abur cu circulație forțată care nu are propriul focar și este încălzit de gazele de ardere ale oricărei centrale electrice.
Prin urmare, căldura reziduală a gazelor de evacuare a turbinei cu gaz, cu o temperatură de aproximativ 400 °C, este destul de suficientă pentru munca eficienta instalatii de reciclare.
De-a lungul cazanului sunt instalate secvențial schimbătoare de căldură: economizor de apă „E”, evaporator „I” și supraîncălzitor cu abur „P”.
Un economizor de apă este un schimbător de căldură în care apa este încălzită de gaze fierbinți la temperatură joasă (produse de ardere) înainte de a fi alimentată în tamburul cazanului (separator).
Aburul este generat în trenul de rulare al cazanului după cum urmează. Apa de alimentare, preîncălzită în economizor până la punctul de fierbere de către gazele de evacuare, intră în tamburul cazanului. Temperatura gazelor fierbinți din partea de coadă a cazanului nu trebuie să scadă sub 120 °C *.
În modul de generare a aburului, apa circulă prin evaporator. În evaporator are loc o absorbție intensă de căldură, din cauza căreia are loc vaporizarea. Procesul de vaporizare în evaporator are loc la punctul de fierbere al apei de alimentare, corespunzător unei anumite presiuni de saturație.
UNITATE DE PRODUCERE A ABUR DE JUSĂ ȘI PRESIUNE ÎNALTĂPentru producerea energiei electrice se folosesc unități combinate abur-gaz (CCG), unite într-un singur circuit termic. Se realizează astfel o reducere a consumului specific de combustibil și costuri de capital. Cea mai mare utilizare se găsește în unitățile CCGT cu o unitate de generare a aburului de înaltă presiune (HNPPU) și cu o unitate de generare a aburului de joasă presiune (LNPPU). Uneori, VNPPU sunt numite cazane de înaltă presiune.
Spre deosebire de cazanele care funcționează sub vid pe partea de gaz, se creează o presiune relativ scăzută în camera de ardere și în conductele de gaz ale cazanelor de înaltă presiune și supraalimentate pentru NNPPU (0,005-0,01 MPa) și crescută pentru VNPPU (0,5-0,7 MPa).
Funcționarea unui cazan sub presiune este caracterizată de o serie de caracteristici pozitive. Astfel, aspirația aerului în cuptor și în conductele de gaz este complet eliminată, ceea ce duce la o reducere a pierderilor de căldură cu gazele de evacuare, precum și la o scădere a
reducerea consumului de energie pentru pomparea acestora. Creșterea presiunii în camera de ardere deschide posibilitatea depășirii întregii rezistențe la aer și gaz datorită ventilatorului de suflare (tir de fum poate fi absent), ceea ce duce și la o scădere a consumului de energie datorită funcționării dispozitivului de suflare la rece. aer.
Crearea unei presiuni excesive în camera de ardere duce la o intensificare corespunzătoare a procesului de ardere a combustibilului și face posibilă creșterea semnificativă a vitezelor gazului în elementele convective ale cazanului până la 200-300 m/s. În același timp, crește coeficientul de transfer de căldură de la gaze la suprafața de încălzire, ceea ce duce la o reducere a dimensiunilor cazanului. În același timp, funcționarea sa sub presiune necesită căptușeală densă și diverse dispozitive pentru a preveni aruncarea produselor de ardere în încăpere.
Orez. 15.1. Schema schematică a unei instalații de gaz cu ciclu combinat cu VNPPU:
/ - admisie aer; 2 - compresor; 3 - combustibil; 4 - camera de ardere; 5 - turbină cu gaz; 6 - evacuare gaze de evacuare; 7 - generator electric; 8 - cazan; 9 - turbină cu abur; 10 - condensator; // - pompa; 12 - încălzitor de înaltă presiune; 13 - încălzitor regenerativ cu gaze reziduale (economizor)
În fig. Figura 15.1 prezintă o diagramă a unei centrale de gaz cu ciclu combinat (CCP) cu un cazan de înaltă presiune. Arderea combustibilului în cuptorul unui astfel de cazan are loc sub presiune de până la 0,6-0,7 MPa, ceea ce duce la o reducere semnificativă a costurilor cu metalul pentru suprafețele care primesc căldură. După cazan, produsele de ardere intră în turbina cu gaz, pe arborele căreia se află un compresor de aer și un generator electric.
torus Aburul din cazan intră într-o turbină cu un alt generator electric.
Eficiența termodinamică a unui ciclu combinat abur-gaz cu un cazan de înaltă presiune, turbine cu gaz și abur-apă este prezentată în Fig. 15.2. Pe T, i-diagrama: zona 1-2-3-4-1 - lucrul treptei de gaz bm, zona cе\алс - lucrul treptei de abur b„; 1-5-6-7-1 - pierderi de căldură cu gazele de evacuare; sbdps - pierderea de căldură în condensator. Treapta de gaz este construită parțial deasupra treptei de abur, ceea ce duce la o creștere semnificativă a eficienței termice a instalației.
Cazanul de înaltă presiune aflat în funcțiune, dezvoltat de NPO TsKTI, are o productivitate de 62,5 kg/s. Cazan cu tub de apa, cu circulatie fortata. Presiunea aburului 14 MPa, temperatura aburului supraîncălzit 545 °C. Combustibilul este gaz (pacură), ars cu o densitate volumetrică de degajare a căldurii de aproximativ 4 MW/m3. Produsele de ardere care părăsesc cazanul la temperaturi de până la 775 °C și la presiuni de până la 0,7 MPa se extind într-o turbină cu gaz la o presiune apropiată de cea atmosferică. Gazele de evacuare la o temperatură de 460 °C intră în economizor, după care gazele de evacuare au o temperatură de aproximativ 120 °C.
Schema termică principală a unei unități CCGT cu un VNPPU cu o putere de 200 MW este prezentată în Fig. 15.3. Instalația include o turbină cu abur K-160-130 și o turbină cu gaz GT-35/44-770. Din compresor, aerul intră în cuptorul VNPPU, unde este furnizat combustibil. Gazele de înaltă presiune după supraîncălzire la o temperatură de 770 °C intră în turbina cu gaz și apoi în economizor. Schema prevede o cameră de ardere suplimentară care asigură temperatura nominală a gazelor din fața turbinei cu gaz atunci când sarcina se modifică. În unitățile CCGT combinate, consumul specific de combustibil este cu 4-6% mai mic decât la turbinele cu abur convenționale, iar investițiile de capital sunt, de asemenea, reduse. 
Orez. 15.2. Diagrama T, ї pentru un ciclu combinat abur-gaz
Lucrările de modernizare a teritoriului CHPP-3 Kirov folosind o unitate de gaz cu ciclu combinat (CCG) se apropie de sfârșit. Stația furnizează energie termică (încălzire și apă caldă) orașului Kirovo-Chepetsk și energie electrică consumatorilor din regiunea Kirov. Centrala și-a început funcționarea în 1942 și înainte de punerea în funcțiune a noilor echipamente de putere, puterea electrică instalată a stației era de 160 MW, iar capacitatea termică de 813 Gcal/h. Cazanele electrice ale stației ard gaze naturale, păcură și cărbune de Kuznetsk. Utilizarea CCGT va face posibilă dublarea puterii electrice și termice a stației - până la 390 MW.
Construcția unei unități CCGT de 230 MW la Kirovskaya CHPP-3 a început pe 29 februarie 2012. Inginerii energetici ai IES-Holding au lucrat enorm într-un timp scurt, iar lansarea ceremonială este programată pentru vara anului 2014.
Puterea electrică a centralei cu ciclu combinat este de 230 MW, puterea termică este de 136 Gcal/h. Instalația cu ciclu combinat pusă în funcțiune este cel mai economic și mai ecologic echipament de generare din regiunea Kirov. Trăsătură distinctivă stație - utilizarea primului turn de răcire de tip ventilator din regiune. Costul proiectului s-a ridicat la 10,3 miliarde de ruble.
Astăzi aplicația tehnologie abur-gaz- solutia optima pentru energia termica traditionala. Blocurile de acest tip au parametri optimi în ceea ce privește costul pe unitatea de capacitate instalată și eficienta economica. Datorită reutilizarii energiei de ardere a gazelor, eficiența acestora este semnificativ mai mare decât unitățile tradiționale de alimentare cu abur. Astfel, capacitatea totală a unității construite este de 230 de megawați. Întreaga parte veche a CHPP-3 Kirov are o capacitate maximă de 149 megawați. În același timp, eficiența unității CCGT este de 52% față de 30% la vechea unitate. O altă caracteristică a CCGT este nivelul scăzut de emisii de substanțe nocive în atmosferă. În cele din urmă, unitatea cu ciclu combinat are o dimensiune semnificativ mai mică ciclu de construcțieîn comparație cu unitățile tradiționale de alimentare cu abur.
Drumul către CCGT trece pe lângă un tablou deschis. Acolo este tot asfaltul Chepetsk!
Pictura în ulei „2,5 conducte la CHPP-3”.
Conducta a fost scoasă din funcțiune și este în curs de demontare.
Aparatură nouă.
Noile transformatoare sunt separate între ele prin pereți ignifugă.
Echipamente de comutație pentru exterior (întrerupătoare, transformatoare de curent și de tensiune, deconectatoare).
Fotografie de pe acoperișul clădirii RCS (Relay Control Panel).
Pasaj superior al conductoarelor de curent din zonă instalație deschisă transformatoare.
Nou și vechi.
Clădirea CHPP-3 este din cărămidă, toate CHPP-urile ulterioare au fost construite folosind beton și produse din beton armat.
Acum să trecem prin etapele de obținere a energiei.
Combustibilul pentru unitatea CCGT (gaz) este mai întâi furnizat la punctul de tratare a gazului și apoi intră în turbină printr-un pasaj superior.
De sus, aerul purificat este furnizat turbinei cu gaz de la un dispozitiv complex de curățare. În același timp, cerințele pentru puritatea aerului sunt astfel încât personalul să poată intra în conducta de aer numai în halate și fără pantofi. Acest aer, după un tratament special, este mult mai mult mai pur de atât pe care o respirăm.
Structura din interiorul clădirii este comparabilă ca mărime cu două vagoane de marfă.
Lucrările de instalare a comunicațiilor sunt în desfășurare.
Principiul de funcționare al acestei turbine este similar cu cel al unui motor de avion. Aerul este curățat, comprimat într-un compresor și apoi i se furnizează gaz natural. Gazele generate în timpul arderii sale rotesc turbina, care, la rândul său, rotește generatorul.
Pentru a reduce vibrațiile, turbina a fost instalată pe arcuri speciale.
Electricitatea rezultată este furnizată transformatoarelor prin conductori.
În continuare, produsele de ardere intră în cazanul de căldură reziduală. De asemenea, este fabricat de compania autohtonă JSC EMAlliance. Această unitate de cazan unică a fost proiectată special pentru această instalație și nu are analogi. Înălțimea sa este de 30 de metri, are două circuite care produc abur de joasă și înaltă presiune.
Comunicații la vârf.
Conducta de evacuare a fumului.
Aburul din cazanul de recuperare rotește o turbină cu abur T-63 cu un generator de 80 de megawați. A fost fabricat în Urali special pentru acest proiect și este destinat să funcționeze doar ca parte a unei unități cu ciclu combinat. Această turbină încorporează cele mai recente dezvoltări avansate în construcția de turbine interne.
Instalarea statorului turbogeneratorului (cel mai greu element al turbinei cu abur, cu o greutate de 105 tone) pe fundație a fost realizată de specialiști olandezi din cadrul companiei ALE Heavylift LLC. Au instalat un sistem special de tachelaj și, folosind mufe speciale și cabluri grele, au ridicat statorul la o înălțime de 20 de metri în câteva ore și l-au instalat pe fundație.
A fost asamblată o macara rulantă pentru a întreține toate echipamentele.
Rezervoare de stocare a condensului.
Panoul de control principal.
În sala de asamblare a supapelor, au început și instalarea echipamentelor și aranjarea cablurilor pentru sistemul automat de control al procesului al departamentului de cazane. S-a finalizat instalarea structurilor pentru cabluri, se instalează cutii de cabluri, se instalează cabluri de alimentare și se conectează echipamente.
Centralele electrice cu ciclu combinat sunt numite centrale electrice în care căldura gazelor de eșapament ale unei turbine cu gaz este utilizată direct sau indirect pentru a genera energie electrică în ciclul turbinei cu abur. Se deosebește de centralele cu abur și turbinele cu gaz prin eficiența crescută.
Schema schematică a unei centrale de gaze cu ciclu combinat (din prelegerea lui Fomina).
GT EG abur
compresorul cazanului de căldură reziduală K
aer EG
apa de alimentare
KS – camera de ardere
GT – turbină cu gaz
K – turbină cu abur cu condensare
EG – generator electric
O instalație cu ciclu combinat constă din două unități separate: putere cu abur și turbină cu gaz.
Într-o unitate cu turbină cu gaz, turbina este rotită de produșii gazoși ai arderii combustibilului. Combustibilul poate fi fie gaz natural, fie produse petroliere (pacură, motorină). Primul generator este situat pe același arbore cu turbina, care generează curent electric datorită rotației rotorului. Trecând printr-o turbină cu gaz, produsele de ardere îi conferă doar o parte din energia lor și au încă o temperatură ridicată la ieșirea din turbina cu gaz. De la ieșirea din turbina cu gaz, produsele de ardere intră în centrala electrică cu abur, cazanul de căldură reziduală, unde sunt încălzite apa și vaporii de apă rezultați. Temperatura produselor de ardere este suficientă pentru a aduce aburul în starea necesară pentru utilizare într-o turbină cu abur (temperatura gazelor de ardere de aproximativ 500 de grade Celsius permite obținerea de abur supraîncălzit la o presiune de aproximativ 100 de atmosfere). Turbina cu abur antrenează un al doilea generator electric.
Perspective pentru dezvoltarea PSU (din manualul lui Amethystov).
1. O centrală cu ciclu combinat este cel mai economic motor folosit pentru a genera energie electrică. Un CCGT cu un singur circuit cu o unitate cu turbină cu gaz având o temperatură inițială de aproximativ 1000 °C poate avea o eficiență absolută de aproximativ 42%, care va fi de 63% din randamentul teoretic al CCGT. Eficiența unui CCGT cu trei circuite cu supraîncălzire intermediară a aburului, în care temperatura gazelor înainte de turbină cu gaz este la nivelul de 1450 °C, deja astăzi ajunge la 60%, ceea ce reprezintă 82% din nivelul teoretic posibil. Nu există nicio îndoială că eficiența poate fi crescută și mai mult.
2. O centrală cu ciclu combinat este cel mai ecologic motor. Acest lucru se datorează în primul rând eficienței ridicate - la urma urmei, toată căldura conținută în combustibil, care nu a putut fi transformată în energie electrică, este eliberată în mediu și are loc poluarea termică a acestuia. Prin urmare, reducerea emisiilor termice de la un CCGT în comparație cu o centrală electrică cu abur va fi exact în măsura consum mai mic combustibil pentru producerea energiei electrice.
3. O centrală cu ciclu combinat este un motor foarte manevrabil, cu care doar o turbină cu gaz autonomă poate fi comparată ca manevrabilitate.
4. Cu aceeași putere a centralelor termice cu abur și ciclu combinat, consumul de apă de răcire al centralei CCGT este de aproximativ trei ori mai mic.
5. CCGT are un cost moderat al unei unități de putere instalate, care este asociat cu un volum mai mic al părții de construcție, absența unui cazan electric complex, un coș de fum scump, un sistem de încălzire regenerativă pentru apă de alimentare, utilizarea unui turbină cu abur mai simplă și un sistem tehnic de alimentare cu apă.
6. Unitățile CCGT au un ciclu de construcție semnificativ mai scurt. Unitățile CCGT, în special cele cu un singur arbore, pot fi introduse în etape. Acest lucru simplifică problema investițiilor.
Centralele cu ciclu combinat practic nu au dezavantaje, mai degrabă ar trebui să vorbim despre anumite restricții și cerințe pentru echipamente și combustibil. Setări despre care despre care vorbim, necesită utilizare gaz natural. Pentru Rusia, unde ponderea gazului relativ ieftin folosit pentru energie depășește 60% și jumătate din acesta este utilizat din motive de mediu la centralele termice, există toate oportunitățile pentru construcția unei centrale de gaze cu ciclu combinat.
Toate acestea sugerează că construcția de centrale CCGT este tendința predominantă în ingineria modernă a energiei termice.
Eficiența unei unități CCGT de tip recuperare:
ηPGU = ηGTU + (1- ηGTU)*ηKU*ηPTU
STU - unitate turbină cu abur
HRSG – cazan de căldură reziduală
În general, eficiența unei unități CCGT este:
Aici - Qgtu este cantitatea de căldură furnizată fluidului de lucru al unității turbinei cu gaz;
Qpsu este cantitatea de căldură furnizată mediului de abur din cazan.
1. Scheme termice principale ale alimentării cu abur și căldură din centralele termice. Coeficientul de încălzire α al centralei de cogenerare. Metode de acoperire a sarcinii termice de vârf la centralele termice,
CHP (centrale combinate de energie termică și electrică)- concepute pentru furnizarea centralizată de căldură și energie electrică a consumatorilor. Diferența lor față de IES este că folosesc căldura aburului evacuat în turbine pentru nevoile de producție, încălzire, ventilație și alimentare cu apă caldă. Datorită acestei combinații de generare de energie electrică și căldură, se realizează economii semnificative de combustibil în comparație cu furnizarea separată de energie (generarea de energie electrică la CPP și energie termică la cazanele locale). Datorită acestei metode de producție combinată, centralele CHP ating o eficiență destul de ridicată, ajungând până la 70%. Prin urmare, centralele de cogenerare s-au răspândit în zone și orașe cu consum mare de căldură. Putere maxima CHP este mai mic decât CPP.
Centralele de cogenerare sunt legate de consumatori, pentru că Raza de transfer de căldură (abur, apă caldă) este de aproximativ 15 km. Centralele termice suburbane transmit apa calda la o temperatura initiala mai mare pe o distanta de pana la 30 km. Aburul pentru nevoile de producție cu o presiune de 0,8-1,6 MPa poate fi transmis pe o distanță de cel mult 2-3 km. Cu o densitate medie de încărcare termică, puterea centralelor termice nu depășește de obicei 300-500 MW. Doar în marile orase, precum Moscova sau Sankt Petersburg cu o densitate mare de sarcină termică, are sens să construim stații cu o capacitate de până la 1000-1500 MW.
Puterea centralei termice și tipul de turbogenerator sunt selectate în funcție de nevoile de căldură și parametrii aburului utilizat în procesele de productie si pentru incalzire. Cele mai utilizate sunt turbinele cu una și două extractii de abur reglabile și condensatoarele (vezi figura). Selecțiile reglabile vă permit să reglați producția de căldură și electricitate.
Modul de cogenerare - zilnic și sezonier - este determinat în principal de consumul de căldură. Stația funcționează cel mai economic dacă puterea sa electrică se potrivește cu puterea termică. În același timp, intră în condensatoare cantitate minima pereche. Iarna, când cererea de căldură este maximă, la temperatura de proiectare a aerului în timpul orelor de funcționare a întreprinderilor industriale, sarcina generatoarelor de cogenerare este apropiată de cea nominală. În perioadele în care consumul de căldură este scăzut, de exemplu vara, precum și iarna când temperatura aerului este mai mare decât temperatura de proiectare și noaptea, puterea electrică a centralei termice corespunzătoare consumului de căldură scade. Dacă sistemul de alimentare are nevoie de energie electrică, centrala termică trebuie să treacă în modul mixt, ceea ce crește fluxul de abur în partea de joasă presiune a turbinelor și în condensatoare. În același timp, eficiența centralei scade.
Producția maximă de energie electrică de către stațiile de încălzire „pe consum de căldură” este posibilă numai atunci când se lucrează împreună cu CPP-uri puternice și centrale hidroelectrice, care preiau o parte semnificativă a sarcinii în orele de consum redus de căldură.
analiză comparativă modalități de reglare a încărcăturii termice.
Reglementarea calitatii.
Avantaj: regim hidraulic stabil al rețelelor de încălzire.
Defecte:
■ fiabilitatea scăzută a surselor de putere termică de vârf;
■ necesitatea de a folosi metode costisitoare pentru tratarea apei de completare a reţelei de încălzire când temperaturi ridicate lichid de răcire;
■ program de temperatură crescut pentru a compensa prelevarea de apă pentru furnizarea de apă caldă și reducerea asociată a producerii de energie electrică din consumul de căldură;
■ întârziere mare de transport (inerție termică) în reglarea sarcinii termice a sistemului de alimentare cu încălzire;
■ intensitatea ridicată a coroziunii conductelor datorită funcționării sistemului de alimentare cu căldură în cea mai mare parte a perioadei de încălzire cu temperaturi ale lichidului de răcire de 60-85 °C;
■ fluctuaţii ale temperaturii interioare a aerului datorită influenţei încărcăturii de ACM asupra funcţionării sistemelor de încălzire şi a diferitelor rapoarte ale ACM şi sarcinile de încălzire între abonaţi;
■ scăderea calității furnizării de căldură la reglarea temperaturii lichidului de răcire pe baza temperaturii medii a aerului exterior pe mai multe ore, ceea ce duce la fluctuații ale temperaturii aerului interior;
■ la temperaturi variabile ale apei din rețea, funcționarea compensatoarelor devine semnificativ mai dificilă.
