For faster navigation, this Iframe is preloading the Wikiwand page for Парогазовая установка.

Парогазовая установка

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Cхема работы парогазовой установки, электричество производится дважды — с помощью газовой, а затем паровой турбины.

Парогазовая установка (англ. Combined Cycle Gas Turbine, CCGT) — часть электрогенерирующей станции (ТЭС, ТЭЦ, ГРЭС), служащая для производства электроэнергии.

Принцип действия и устройство

[править | править код]

Парогазовая установка содержит два отдельных двигателя: паросиловой и газотурбинный. В газотурбинной установке турбину вращают газообразные продукты сгорания топлива.[1] Топливом может служить как природный газ, так и продукты нефтяной промышленности (дизельное топливо). На одном валу с турбиной находится генератор, который за счёт 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 атмосферному 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 не может работать в газовом режиме (с не работающим паровым контуром), так как паровая турбина не может вращаться без пара (нужен пар на холостом ходу, для охлаждение). Также часто пар с двух блоков ГТУ—котёл-утилизатор направляется в одну общую паросиловую установку (дуплексная схема).

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 котёл, 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 поршневые паровые двигатели в составе ПГУ[2].

Преимущества

[править | править код]
  • 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 код]
  • 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. Применение угля в качестве топлива возможно только в установках с внутрицикловой газификацией угля, что сильно удорожает строительство таких электростанций. Отсюда вытекает необходимость строительства недешёвых коммуникаций транспортировки топлива — трубопроводов.
  • Сезонные ограничения мощности. Максимальная производительность в зимнее время.

Применение на электростанциях

[править | править код]
Северо-Западная ТЭЦ — первая электростанция в России, использующая парогазовый цикл
Аргентинская ТЭС Костанера — первая электростанция в Южной Америке, использующая парогазовый цикл

Несмотря на то, что преимущества парогазового цикла были впервые доказаны ещё в 1950-х годах советским академиком С. А. Христиановичем[3], 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. За последние 10 лет в России введены в эксплуатацию более 45 мощных парогазовых энергоблоков. Среди них:

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

Альтернативное применение

[править | править код]

В компании BMW сделали предположение о возможности использования парогазового цикла в автомобилях. Предлагается использовать выхлопные газы автомобиля для работы небольшой паровой турбины.[17]

Дальнейшее развитие

[править | править код]

В развитие идеи ПГУ было предложено использовать газогенератор для получения горючего газа из угля, биомассы и проч.

Примечания

[править | править код]
  1. Рассматриваются также проекты с ядерным газотурбинным двигателем, где камера сгорания заменяется ядерным реактором особой конструкции, рассчитанным на работу при очень высоких температурах (на данный момент не реализовано даже в виде чертежей, однако теоретически возможно создать такой газотурбинный двигатель, правда при этом из-за высокой радиоактивности выхлопа потребуется использовать закрытый цикл Брайтона).
  2. Трохин, Иван Газотурбопаропоршневая электростанция: эффективность турбины повысит «паровоз». Энергетика и промышленность России (февраль 2013). Дата обращения: 28 марта 2013. Архивировано из оригинала 4 апреля 2013 года.
  3. История Росатома: Христианович Сергей Алексеевич(1908–2000). Дата обращения: 9 февраля 2023. Архивировано 9 февраля 2023 года.
  4. Фоторепортаж о пуске ПГУ-450Т на ТЭЦ-27 Мосэнерго. Дата обращения: 1 июля 2011. Архивировано из оригинала 1 мая 2011 года.
  5. Статья о ТЭЦ-27 на сайте Мосэнерго. Дата обращения: 1 июля 2011. Архивировано из оригинала 13 декабря 2010 года.
  6. Статья о ТЭЦ-21 на сайте Мосэнерго. Дата обращения: 1 июля 2011. Архивировано из оригинала 17 октября 2009 года.
  7. Статья о конструктивных особенностях ТЭС «Международная» на сайте компании «ТехноПромЭкспорт» (недоступная ссылка)
  8. Няганская ГРЭС | Fortum. Дата обращения: 4 декабря 2014. Архивировано 22 декабря 2014 года.
  9. Интервью директора Сочинского филиала «Интер РАО ЕЭС» В. А. Белосевича изданию «Огни Большого Сочи» (недоступная ссылка)
  10. Схема теплоснабжения в административных границах города Челябинска на период до 2034 года (актуализация на 2019 год) (недоступная ссылка — история). Официальный сайт Администрации города Челябинска. Дата обращения: 30 ноября 2018.
  11. Введен в эксплуатацию 2-й блок Калининградской ТЭЦ-2. Дата обращения: 1 июля 2011. Архивировано 4 января 2014 года.
  12. Пуск ПГУ-190/220 на Тюменской ТЭЦ-1. Дата обращения: 1 июля 2011. Архивировано из оригинала 22 сентября 2013 года.
  13. Ввод в эксплуатацию ПГУ-325 на Ивановской ГРЭС. Дата обращения: 1 июля 2011. Архивировано 28 декабря 2014 года.
  14. ПГУ-400 на Шатурской ГРЭС (недоступная ссылка)
  15. На Краснодарской ТЭЦ состоялся торжественный пуск блока ПГУ-410. Дата обращения: 17 января 2012. Архивировано из оригинала 22 ноября 2011 года.
  16. ОАО «Фортум» — Производство электроэнергии в Челябинской области. Дата обращения: 14 февраля 2012. Архивировано из оригинала 24 февраля 2012 года.
  17. «BMW Turbosteamer gets hot and goes». Дата обращения: 5 сентября 2007. Архивировано 18 июня 2017 года.

Литература

[править | править код]
  • 3ысин В. А., Комбинированные парогазовые установки и циклы, М. — Л.,1962.
Некоторые внешние ссылки в этой статье ведут на сайты, занесённые в спам-лист Эти сайты могут нарушать авторские права, быть признаны неавторитетными источниками или по другим причинам быть запрещены в Википедии. Редакторам следует заменить такие ссылки ссылками на соответствующие правилам сайты или библиографическими ссылками на печатные источники либо удалить их (возможно, вместе с подтверждаемым ими содержимым). .mw-parser-output .ts-Скрытый_блок{margin:0;overflow:hidden;border-collapse:collapse;box-sizing:border-box;font-size:95%}.mw-parser-output .ts-Скрытый_блок-title{text-align:center;font-weight:bold;line-height:1.6em;min-height:1.2em}.mw-parser-output .ts-Скрытый_блок .mw-collapsible-content{overflow-x:auto;overflow-y:hidden;clear:both}.mw-parser-output .ts-Скрытый_блок::before,.mw-parser-output .ts-Скрытый_блок .mw-collapsible-toggle{padding-top:.1em;width:6em;font-weight:normal;font-size:calc(90%/0.95)}.mw-parser-output .ts-Скрытый_блок-rightHideLink .mw-collapsible-toggle{float:right;text-align:right}.mw-parser-output .ts-Скрытый_блок-leftHideLink .mw-collapsible-toggle{float:left;text-align:left}.mw-parser-output .ts-Скрытый_блок-gray{padding:2px;border:1px solid var(--border-color-base,#a2a9b1)}.mw-parser-output .ts-Скрытый_блок-transparent{border:none}.mw-parser-output .ts-Скрытый_блок-gray .ts-Скрытый_блок-title{background:var(--background-color-neutral,#eaecf0);padding:.1em 6em;padding-right:0}.mw-parser-output .ts-Скрытый_блок-transparent .ts-Скрытый_блок-title{background:transparent;padding:.1em 5.5em;padding-right:0}.mw-parser-output .ts-Скрытый_блок-gray .mw-collapsible-content{padding:.25em 1em}.mw-parser-output .ts-Скрытый_блок-transparent .mw-collapsible-content{padding:.25em 0}.mw-parser-output .ts-Скрытый_блок-gray.ts-Скрытый_блок-rightHideLink .mw-collapsible-toggle{padding-right:1em}.mw-parser-output .ts-Скрытый_блок-transparent.ts-Скрытый_блок-rightHideLink .mw-collapsible-toggle{padding-right:0}.mw-parser-output .ts-Скрытый_блок-gray.ts-Скрытый_блок-leftHideLink .mw-collapsible-toggle{padding-left:1em}.mw-parser-output .ts-Скрытый_блок-transparent.ts-Скрытый_блок-leftHideLink .mw-collapsible-toggle{padding-left:0}.mw-parser-output .ts-Скрытый_блок-gray.ts-Скрытый_блок-rightHideLink .ts-Скрытый_блок-title-leftTitle{padding-left:1em}.mw-parser-output .ts-Скрытый_блок-gray.ts-Скрытый_блок-leftHideLink .ts-Скрытый_блок-title-leftTitle{padding-left:6.5em}.mw-parser-output .ts-Скрытый_блок-gray.ts-Скрытый_блок-leftHideLink .ts-Скрытый_блок-title-rightTitle{padding-right:1em}.mw-parser-output .ts-Скрытый_блок-transparent.ts-Скрытый_блок-rightHideLink .ts-Скрытый_блок-title-rightTitle,.mw-parser-output .ts-Скрытый_блок-transparent.ts-Скрытый_блок-rightHideLink .ts-Скрытый_блок-title-leftTitle{padding-left:0}.mw-parser-output .ts-Скрытый_блок-transparent.ts-Скрытый_блок-leftHideLink .ts-Скрытый_блок-title-rightTitle,.mw-parser-output .ts-Скрытый_блок-transparent.ts-Скрытый_блок-leftHideLink .ts-Скрытый_блок-title-leftTitle{padding-right:0}.mw-parser-output .ts-Скрытый_блок+.ts-Скрытый_блок,.mw-parser-output .ts-Скрытый_блок+link+.ts-Скрытый_блок{border-top-style:hidden}Список проблемных ссылок bse.sci-lib.com/article087101.html
{{bottomLinkPreText}} {{bottomLinkText}}
Парогазовая установка
Listen to this article

This browser is not supported by Wikiwand :(
Wikiwand requires a browser with modern capabilities in order to provide you with the best reading experience.
Please download and use one of the following browsers:

This article was just edited, click to reload
This article has been deleted on Wikipedia (Why?)

Back to homepage

Please click Add in the dialog above
Please click Allow in the top-left corner,
then click Install Now in the dialog
Please click Open in the download dialog,
then click Install
Please click the "Downloads" icon in the Safari toolbar, open the first download in the list,
then click Install
{{::$root.activation.text}}

Install Wikiwand

Install on Chrome Install on Firefox
Don't forget to rate us

Tell your friends about Wikiwand!

Gmail Facebook Twitter Link

Enjoying Wikiwand?

Tell your friends and spread the love:
Share on Gmail Share on Facebook Share on Twitter Share on Buffer

Our magic isn't perfect

You can help our automatic cover photo selection by reporting an unsuitable photo.

This photo is visually disturbing This photo is not a good choice

Thank you for helping!


Your input will affect cover photo selection, along with input from other users.

X

Get ready for Wikiwand 2.0 🎉! the new version arrives on September 1st! Don't want to wait?