Парогазовая энергетическая установка с двукратным промежуточным перегревом водяного пара в одноконтурном котле-утилизаторе

Одной из приоритетных задач совершенствования парогазовых установок утилизационного типа является определение оптимальных параметров цикла ГТУ и рациональной степени усложнения технологической схемы комбинированной установки. Наиболее перспективными с точки зрения тепловой экономичности являются бинарные ПГУ утилизационного типа, в состав которых входят одна или две ГТУ с котлами-утилизаторами и паровая турбина. При этом важным является повышение надежности и экономичности работающей в цикле ПГУ паротурбинной установки, КПД турбины которой не превышает 33–36% из-за невысоких начальных параметров пара, отсутствия системы регенерации и промежуточного перегрева пара, частично отработавшего в турбине. Не менее существенной по степени важности является задача повышения КПД котла-утилизатора. Для повышения надежности и экономичности парогазовой установки утилизационного типа предложено в двухконтурном котле-утилизаторе контур низкого давления заменить двухступенчатым промежуточным пароперегревателем для вторичного перегрева пара, отработавшего в ЦВД и ЦСД турбины. При этом паровая турбина выполняется трехцилиндровой, а в хвостовой части котла-утилизатора дополнительно размещается теплообменная поверхность подогревателя исходной (или сетевой) воды. Выполнен анализ работы парогазовой установки ПГУ-200 Сызранской ТЭЦ без использования и с использованием двухступенчатого промежуточного перегрева пара. Также в рамках исследования был проведен анализ влияния изменения температуры наружного воздуха и давления пара, отработавшего в ЦВД и ЦНД турбины и отводимого на промежуточный перегрев, на основные показатели работы парогазовой установки. Расчетным путем установлено, что двукратный промежуточный перегрев пара позволяет повысить мощность и надежность паровой турбины вследствие увеличения работоспособности и степени сухости отработавшего в турбине пара, снизить удельный расход условного топлива на выработку электрической энергии на 1,16% (с 231,99 до 229,29 г/(кВт·ч)). 

1. Рогалев Н. Д., Дудолин А. А., Олейникова Е. Н. Тепловые электрические станции. – М.: Издательство МЭИ 2022: 1–748.

2. Тепловые электрические станции: учебник для вузов / В. Д. Буров, Е. В. Дорохов, Д. П. Елизаров и др. – М.: МЭИ 2022: 1–466.

3. Цанев С. В., Буров В. Д., Ремезов А. Н. Газотурбинные и парогазовые установки тепловых электростанций. – М.: Издательский дом МЭИ 2021: 1–580.

4. Техническая термодинамика / В. В. Карнаух, А. Б. Бирюков, К. А. Ржесик, А. Н. Лебедев – М.: Инфра-Инженерия 2022: 1–500.

5. Трухний А. Д., Ломакин Б. В. Теплофикационные паровые турбины и турбоустановки. – М.: Альянс 2020: 1–540.

6. Комплексные исследования энергоблоков электростанций и энергоустановок / П. А. Щинников Г. В. Ноздренко О. В. Боруш и др. – Новосибирск: изд-во НГТУ 2020: 1–500.

7. Ольховский Г. Г., Трушечкин В. П., Агеев А. В. Контроль топливоиспользования на мощных энергетических ПГУ. Теплоэнергетика 2019. 5: 32–38.

8. Газотурбинные энергетические установки / С. В. Цанев, В. Д. Буров, А. С. Земцов, А. С. Осыка. М.: Изд-во МЭИ 2024: 1–428 с.

9. Кудинов А. А., Зиганшина С. К., Кудинов Е. А. Парогазовая установка электростанции. Патент 2806955 Российская Федерация, МПК7F 01 К 23/10; заявитель и патентообладатель СамГТУ. – № 2023117120; заявл. 29.06.2023; опубл. 08.11.2023. – Бюл. №31. – 9 с.

10. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2023660040 РФ. Расчет тепловой схемы двухконтурной парогазовой установки утилизационного типа / Кудинов А. А., Зиганшина С. К.; заявл. 04.05.2023; опубл. 17.05.2023.