- Парогазовая установка
-
Парогазовая установка — электрогенерирующая станция, служащая для производства электроэнергии. Отличается от паросиловых и газотурбинных установок повышенным КПД.
Содержание
Принцип действия и устройство
Парогазовая установка состоит из двух отдельных установок: паросиловой и газотурбинной. В газотурбинной установке турбину вращают газообразные продукты сгорания топлива. Топливом может служить как природный газ, так и продукты нефтяной промышленности (мазут, солярка). На одном валу с турбиной находится первый генератор, который за счет вращения ротора вырабатывает электрический ток. Проходя через газовую турбину, продукты сгорания отдают ей лишь часть своей энергии и на выходе из газотурбины все ещё имеют высокую температуру. С выхода из газотурбины 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 градусов по Цельсию позволяет получать перегретый пар при давлении около 100 атмосфер). Паровая турбина приводит в действие второй электрогенератор.
Существуют парогазовые установки, у которых паровая и газовая турбины находятся на одном валу, в этом случае устанавливается только один генератор.
Иногда парогазовые установки создают на базе существующих старых паросиловых установок. 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».
Преимущества ПГУ
- 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
- Низкая единичная мощность оборудования (160—972,1 МВт на 1 блок), в то время как современные ТЭС имеют мощность блока до 1200 МВт, а АЭС 1200—1600 МВт.
- Необходимость осуществлять фильтрацию воздуха, используемого для сжигания топлива.
Применение на электростанциях
Несмотря на то, что преимущества парогазового цикла были впервые доказаны еще в 1950-х годах советским академиком С. А. Христиановичем , 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:
- 2 энергоблока мощностью 450 МВт каждый на Северо-Западной ТЭЦ и 1 энергоблок мощностью 450 МВт на Южной ТЭЦ в Санкт-Петербурге
- 2 энергоблока мощностью 450 МВт каждый на Калининградской ТЭЦ-2[1]
- 2 ПГУ мощностью 220 МВт каждая на Тюменская ТЭЦ-1[2]
- 2 ПГУ мощностью 450 МВт на ТЭЦ-27[3][4] и 1 ПГУ на ТЭЦ-21[5] в Москве
- 1 ПГУ мощностью 325 МВт на Ивановской ГРЭС[6]
- 3 энергоблока на Сочинской ТЭС. Два энергоблока мощностью 39 МВт каждый (1-я очередь строительства). Один энергоблок 80 МВт (2-я очередь строительства)[7].
- 2 энергоблока мощностью 121 МВт каждый на ТЭС Международная (г. Москва, Ситиэнерго)[8]
- 1 ПГУ мощностью 400 МВт на Шатурской ГРЭС[9]
- 1 ПГУ мощностью 420 МВт на Краснодарская ТЭЦ[10]
- 1 ПГУ мощностью 230 МВт на Челябинской ТЭЦ-3[11]
- 1 ПГУ мощностью 410 МВт на Среднеуральской ГРЭС ОАО «Энел ОГК-5» — Производство электроэнергии в Свердловской области
- 1 ПГУ мощностью 410 МВт на Невинномысской ГРЭС ОАО «Энел ОГК-5»
- 1 ПГУ мощностью 220 МВт на ТЭЦ-12
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
- 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.[12]
Примечания
- ↑ Введен в эксплутацию 2-й блок Калининградской ТЭЦ-2
- ↑ Пуск ПГУ-190/220 на Тюменской ТЭЦ-1
- ↑ Фоторепортаж о пуске ПГУ-450Т на ТЭЦ-27 Мосэнерго
- ↑ Статья о ТЭЦ-27 на сайте Мосэнерго
- ↑ Статья о ТЭЦ-21 на сайте Мосэнерго
- ↑ Ввод в эксплуатацию ПГУ-325 на Ивановской ГРЭС
- ↑ Интервью директора Сочинского филиала «Интер РАО ЕЭС» В. А. Белосевича изданию «Огни Большого Сочи»
- ↑ Статья о конструктивных особенностях ТЭС «Международная» на сайте компании «ТехноПромЭкспорт»
- ↑ ПГУ-400 на Шатурской ГРЭС
- ↑ На Краснодарской ТЭЦ состоялся торжественный пуск блока ПГУ-410
- ↑ ОАО «Фортум» — Производство электроэнергии в Челябинской области
- ↑ «BMW Turbosteamer gets hot and goes»
Ссылки
- Переход на парогазовый цикл
- Электростанции на базе парогазовых установок
- Расчет парогазовой установки
- История парогазового цикла в России. Перспективы развития
- «Парогазотурбинная установка» в Большой советской энциклопедии
- Статья П. Андреева "История парогазового цикла в России" из издания "Энергетика и промышленность России"
Литература
- 3ысин В. А., Комбинированные парогазовые установки и циклы, М. — Л.,1962.
Категории:- Теплотехника
- Паровая машина
- Реактивные двигатели
- Термодинамика
- Газовые турбины
Wikimedia Foundation. 2010.