Автор: Абдульменов Азамат Салаватуллович

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №10 (10) октябрь 2009 г.

Статья просмотрена: 9 раз

Библиографическое описание:

Абдульменов А. С. Парогазовая установка с предварительным нагревом питательной воды в спрямляющем аппарате ступени компрессора // Молодой ученый. — 2009. — №10. — С. 24-26.

Газотурбинные установки (ГТУ) являются наиболее прогрессивными высокоэкономичными и надежными системами энергетики. Стационарные ГТУ находят широкое применение в составе тепловых электростанций и теплоэлектроцентралей, а также в технологических процессах химической, нефтехимической, металлургической и других отраслях промышленности.

Однако применение в чистом виде ГТУ приводит к большим потерям тепла с уходящими газами. С целью увеличения КПД энергоустановок на базе ГТУ используются    парогазовые энергоустановки, в которых теплота уходящих газов используется для получения перегретого пара высокого давления в котлах – утилизаторах  с последующим использованием пара в паровой турбине, что позволяет получить дополнительную электрическую энергию и существенно увеличить КПД парогазовой установки в сравнении с ГТУ и ПТУ в отдельности.

Вместе с тем некоторое увеличение энергетических параметров энергоустановки может быть достигнуто предварительным нагревом питательной воды в спрямляющем аппарате одной ступени компрессора. Это позволит уменьшить потребную мощность компрессора за счет уменьшения температуры воздуха и, следовательно, уменьшить мощность турбины турбокомпрессора, что приведет к увеличению мощности электрогенератора. Однако в этом случае может быть не полностью использована теплота уходящих газов.

С целью определения оптимального сечения в ступени компрессора проведены расчетные исследования с использованием методики [1] по определению параметров эффективности в различных сечениях компрессора после КНД со степенью повышения давления , , . При этом за базовую ГТУ были приняты следующие параметры: суммарная степень повышения давления в компрессоре ; температура газа перед турбиной  К. Для удобства расчеты проводились для расхода воздуха  кг/сек. Для паротурбинного контура приняты следующие параметры: давление пара  Мпа, температура пара выбиралась в зависимости от температуры уходящих газов и составляла °С, расход пара в соответствии с теплоемкостью удельного количества продуктов сгорания, исходя из 1 кг/сек воздуха.

Теплообменник для предварительного нагрева питательной воды,  для того чтобы избежать дополнительных гидравлических потерь, располагается в полых лопатках статора компрессора.

На рисунках показаны схема традиционной ПГЭУ без теплообменника, а, следовательно, и без предварительного нагрева питательной воды (рис. 1), и схема модернизированной ПГЭУ с теплообменником в спрямляющем аппарате ступени компрессора для предварительного нагрева питательной воды (рис. 2).

ПГЭУ без отбора тепла

Рис. 1 – Традиционная ПГЭУ без предварительного нагрева питательной воды

 

ГПЭУ с отбором тепла

Рис. 2 – ПГЭУ с предварительным нагревом питательной воды в спрямляющем аппарате ступени компрессора

 

Результаты проведенного термогазодинамического расчета сравниваемых энергоустановок представлены в таблице и на графиках      (рис. 3,4).

Лабиринт

 

Таблица

Результаты расчета сравниваемых ПГЭУ

параметр

Базовая ПГЭУ без теплообменника

ПГЭУ с установленным теплообменником после

ПГЭУ с установленным теплообменником после

ПГЭУ с установленным теплообменником после

КПД

44%

50,5%

49%

48%

мощность

462,33 кВт

503,16 кВт

553,76 кВт

561,28 кВт

 

Рис. 3 –  Зависимость КПД ПГЭУ от места расположения теплообменника

Рис. 4 – Зависимость мощности ПГЭУ от места расположения теплообменника

 

Из результатов расчета видно, что установка теплообменника для предварительного нагрева питательной воды в спрямляющий аппарат ступени компрессора является хорошим способом форсирования двигателя без повышения температуры газа перед турбиной. Этот метод позволяет поднять электрическую мощность установки на 20 … 22%.

Аппроксимация полученных результатов показывает, что для получения максимального КПД предварительный подогрев питательной воды необходимо производить в спрямляющем аппарате ступени компрессора в диапазоне . В этом случае возможно повысить эффективность установки на 14% … 15%.

 

Список использованной литературы

Лабиринт

1 Ахмедзянов А.М., Алаторцев В.П. Термогазодинамические расчеты авиационных ГТД: Учебное пособие - Уфа: изд. УАИ, 1982. 256 с.

 

Основные термины (генерируются автоматически): ступени компрессора, питательной воды, аппарате ступени компрессора, предварительного нагрева питательной, нагрева питательной воды, нагревом питательной воды, предварительным нагревом питательной, аппарат ступени компрессора, потребную мощность компрессора, подогрев питательной воды, лопатках статора компрессора, различных сечениях компрессора, чистом виде ГТУ, Стационарные ГТУ, базе ГТУ, базовую ГТУ, повышения давления, КПД парогазовой установки, пара высокого давления, следующие параметры.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle
Задать вопрос