Парогазовая установка

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Схема работы парогазовой установки

Парогазовая установка — электрогенерирующая станция, служащая для производства электроэнергии. Отличается от паросиловых и газотурбинных установок повышенным КПД.[источник не указан 878 дней]

Принцип действия и устройство[править | править исходный текст]

Парогазовая установка содержит два отдельных двигателя: паросиловой и газотурбинный. В газотурбинной установке турбину вращают газообразные продукты сгорания топлива. Топливом может служить как природный газ, так и продукты нефтяной промышленности (дизельное топливо). На одном валу с турбиной находится генератор, который за счет вращения ротора вырабатывает электрический ток. Проходя через газовую турбину, продукты сгорания отдают лишь часть своей энергии и на выходе из неё, когда их давление уже близко к наружному и работа не может быть ими совершена, все ещё имеют высокую температуру. С выхода газовой турбины продукты сгорания попадают в паросиловую установку, в котел-утилизатор, где нагревают воду и образующийся водяной пар. Температура продуктов сгорания достаточна для того, чтобы довести пар до состояния, необходимого для использования в паровой турбине (температура дымовых газов около 500 °C позволяет получать перегретый пар при давлении около 100 атмосфер). Паровая турбина приводит в действие второй электрогенератор (схема multi-shaft).

Широко распространены парогазовые установки, у которых паровая и газовая турбины находятся на одном валу, в этом случае используется только один, чаще всего двухприводный генератор (схема single-shaft). Такая установка может работать как в комбинированном, так и в простом газовом цикле с остановленной паровой турбиной. Также часто пар с двух блоков ГТУ—котёл-утилизатор направляется в одну общую паросиловую установку.

Иногда парогазовые установки создают на базе существующих старых паросиловых установок (схема topping). В этом случае уходящие газы из новой газовой турбины сбрасываются в существующий паровой котел, который соответствующим образом модернизируется. КПД таких установок, как правило, ниже, чем у новых парогазовых установок, спроектированных и построенных «с нуля».

На установках небольшой мощности поршневая паровая машина обычно эффективнее, чем лопаточная радиальная или осевая паровая турбина, и есть предложение применять современные паровые машины в составе ПГУ[1].

Преимущества[править | править исходный текст]

  • Парогазовые установки позволяют достичь электрического КПД более 60 %. Для сравнения, у работающих отдельно паросиловых установок КПД обычно находится в пределах 33-45 %, для газотурбинных установок — в диапазоне 28-42 %
  • Низкая стоимость единицы установленной мощности
  • Парогазовые установки потребляют существенно меньше воды на единицу вырабатываемой электроэнергии по сравнению с паросиловыми установками
  • Короткие сроки возведения (9-12 мес.)
  • Нет необходимости в постоянном подвозе топлива ж/д или морским транспортом
  • Компактные размеры позволяют возводить непосредственно у потребителя (завода или внутри города), что сокращает затраты на ЛЭП и транспортировку эл. энергии
  • Более экологически чистые в сравнении с паротурбинными установками

Недостатки ПГУ[править | править исходный текст]

  • Необходимость осуществлять фильтрацию воздуха, используемого для сжигания топлива.
  • Ограничения на типы используемого топлива. Как правило в качестве основного топлива используется природный газ, а резервного — дизельное топливо. Применения угля в качестве топлива возможно только в установках с внутрицикловой газификацией угля, что сильно удорожает строительство таких электростанций. Отсюда вытекает необходимость строительства недешевых коммуникаций транспортировки топлива — трубопроводов.

Применение на электростанциях[править | править исходный текст]

Северо-Западная ТЭЦ — первая электростанция в России, использующая парогазовый цикл

Несмотря на то, что преимущества парогазового цикла были впервые доказаны еще в 1950-х годах советским академиком С. А. Христиановичем[источник не указан 1011 дней], этот тип энергогенерирующих установок не получил в России широкого применения. В СССР были построены несколько экспериментальных ПГУ. Примером могут служить энергоблоки мощностью 170 МВт на Невинномысской ГРЭС и мощностью 250 МВт на Молдавской ГРЭС. В последние годы в России введены в эксплуатацию ряд мощных парогазовых энергоблоков. Среди них:

По состоянию на середину 2011 г. в России в различных стадиях проектирования или строительства находятся несколько ПГУ.

По сравнению с Россией, в странах Западной Европы и США парогазовые установки стали широко применяться раньше. На западных электростанциях, использующих в качестве топлива природный газ, установки такого типа используются гораздо чаще.

Интересные факты[править | править исходный текст]

  • Несмотря на то, что на данный момент парогазовый цикл используется на крупных энергетических объектах, в компании BMW сделали предположение о возможности использования его в автомобилях. Предполагается использовать выхлопные газы автомобиля для работы небольшой паровой турбины.[13]

Примечания[править | править исходный текст]

  1. Трохин, Иван Газотурбопаропоршневая электростанция: эффективность турбины повысит «паровоз». Энергетика и промышленность России (февраль 2013). Проверено 28 марта 2013. Архивировано из первоисточника 4 апреля 2013.
  2. Введен в эксплуатацию 2-й блок Калининградской ТЭЦ-2
  3. Пуск ПГУ-190/220 на Тюменской ТЭЦ-1
  4. Фоторепортаж о пуске ПГУ-450Т на ТЭЦ-27 Мосэнерго
  5. Статья о ТЭЦ-27 на сайте Мосэнерго
  6. Статья о ТЭЦ-21 на сайте Мосэнерго
  7. Ввод в эксплуатацию ПГУ-325 на Ивановской ГРЭС
  8. Интервью директора Сочинского филиала «Интер РАО ЕЭС» В. А. Белосевича изданию «Огни Большого Сочи»
  9. Статья о конструктивных особенностях ТЭС «Международная» на сайте компании «ТехноПромЭкспорт»
  10. ПГУ-400 на Шатурской ГРЭС
  11. На Краснодарской ТЭЦ состоялся торжественный пуск блока ПГУ-410
  12. ОАО «Фортум» — Производство электроэнергии в Челябинской области
  13. «BMW Turbosteamer gets hot and goes»

Ссылки[править | править исходный текст]

Литература[править | править исходный текст]

  • 3ысин В. А., Комбинированные парогазовые установки и циклы, М. — Л.,1962.