Парогазовые установки (ПГУ).

Электростанции на базе парогазовых установок являются пока не очень распространенными в нашей стране, хотя данная технология выработки электроэнергии была изобретена более чем 50 лет назад. В своем классическом варианте в основе работы парогазовой установки лежит совместная работа газотурбинной и паросиловой установок. В процессе этой работы газотурбинная установка производят электричество и тепловую энергию. А тепловая энергия, в свою очередь, используется для дополнительного производства электричества при помощи паротурбинной установки. Рассмотрим этот процесс подробнее.

В газотурбинной установке (ГТУ) газы, образовавшиеся в результате горения топлива, приводят в действие турбину. На одном валу с газовой турбиной находится ротор первого генератора, который за счет вращения в магнитном поле статора вырабатывает электрический ток. Топливом ПГУ может служить как природный газ, так и продукты нефтехимической промышленности, например мазут. На этом заканчивается так называемый первый, или газотурбинный цикл работы электростанции. КПД на данном этапе составляет 35-37%.

А далее начинается второй или паротурбинный цикл. Проходя через газовую турбину, продукты сгорания отдают ей лишь часть своей энергии и на выходе из турбины все ещё имеют высокую температуру. Далее эти высокотемпературные газы поступают в специальный котел-утилизатор. В нём газы нагревают пар до температуры 500°С, в результате чего создается его высокое давление (80 атмосфер). Такие параметры пара вполне достаточны для эффективной работы уже паровой турбины. К её валу конструктивно присоединен ротор второго генератора, который за счет вращения в магнитном поле статора вырабатывает электрический ток.

Благодаря этому, паросиловая установка вырабатывает дополнительно около 20% электроэнергии. В результате общий КПД электростанции на базе парогазовых установок достигает почти 60%. Напомним для сравнения, что КПД обычных газотурбинных электростанций составляет 35%.

Парогазовые установки (ПГУ) — относительно новый тип электростанций, работающих на газе, жидком или твердом топливе. Они предназначены для получения максимального количества электроэнергии. Экономия энергии топлива происходит за счет снижения потерь теплоты в окружающую среду продуктов сгорания газотурбинной установки. А раз тепловые потери уменьшаются, то, естественно, КПД установки повышается. Экономия происходит именно за счет надстройки цикла ГТУ к циклу ПТУ.

Одними из основных достоинств ПГУ можно назвать их сравнительную простоту устройства и компактность. Кроме того, стоимость таких электростанций в несколько раз ниже, чем более традиционных.

Парогазовые установки потребляют существенно меньше воды на единицу вырабатываемой электроэнергии по сравнению с паросиловыми установками.

К недостаткам парогазовых установок относится более широкий и сложный в обслуживании комплекс оборудования.

Электростанции на базе парогазовых установок не только очень эффективны, но и отвечают самым жестким экологическим требованиям. Например, уровень выброса оксида азота, такими электростанциями, в 2-3 раза ниже, чем у более обычных газовых или дизельных. Именно поэтому в настоящее время около 65% всех строящихся в мире электростанций комплектуются парогазовыми установками.

В качестве примера на рис 2.2 приводится схема ПГУ с КПД до 60%.

Рис. 1.8. Схема ПГУ с КПД до 60%:

К – компрессор, КС – камера сгорания, ГТ – газовая турбина, ЭГ – электрогенератор, П – газопароконвектор, ПГ – парогенератор, ПТ – парогенератор, КН – конденсаторный насос, ПНД- пар низкого давления, ПВД - пар высокого давления, ПН – питательный насос, Д – деаэратор,

Паротурбинные установки - сложнее и дороже, а газотурбинные – маневреннее, быстрее пуск. Запуск ГТС осуществляется за несколько минут, а на запуск паротурбинных силовых станций требуется до нескольких часов.

Согласно расчетам отечественных энергетиков, постепенный перевод систем выработки электроэнергии на электростанции с парогазовыми установками, позволит увеличить КПД энергооборудования более, чем в два раза, что станет немалым вкладом в обеспечение энергобезопасности страны. Кроме того, введение в строй большого количества подобных электростанций позволит значительно снизить конечную стоимость вырабатываемой энергии.