В условиях реализации политики государства, направленной на рациональное использование природных ресурсов, использование парогазовых установок для получения тепловой и электрической энергии является наиболее эффективным. В блок ПГУ входит газовая турбина и котел-утилизатор, производящий пар для паровой турбины.
Реализация комбинированного парогазового цикла достигается объединением цикла газотурбинной установки в высокотемпературной части и цикла паротурбинной установки в низкотемпературной части.
Принцип работы комбинированной ПГУ заключается в следующем: выходные газы из газотурбинной установки (ГТУ) направляются в котел-утилизатор, в котором осуществляется передача теплоты от уходящих газов ГТУ к пароводяному рабочему телу. Котел-утилизатор вырабатывает пар, который поступает в паротурбинную установку (ПТУ), где вырабатывается дополнительная электрическая энергия. Отработавший в паровой турбине пар конденсируется в конденсаторе ПТУ, конденсат возвращается обратно в цикл с помощью насоса.
Применение комбинированных ПГУ обусловлено рядом преимуществ:
- в таких установках достигается электрический КПД близкий к 60 %. При этом, у работающих отдельно паросиловых установок электрический КПД составляет примерно 40 %, для газотурбинных установок — около 35 %;
- низкая стоимость единицы установленной мощности;
- относительно короткие сроки возведения (примерно 1 год);
- данные установки производят меньше выбросов в окружающую среду, по сравнению с паротурбинными установками.
Такие высокие показатели установок подтверждаются не только расчетами, но и на практике. Что и вызывает высокий интерес к такому роду установок.
Показатели установки непосредственно зависят от температуры газа перед газовой турбиной, для дальнейшего совершенствования комбинированных установок, необходимо повышать данную температуру газов. Вследствие этого создание тепловых электростанций с высоким уровнем КПД на основе современных газотурбинных двигателей является приоритетным направлением развития энергетики государства.
Энергетика России в ближайшие время столкнется с проблемой старения оборудования энергоблоков, а, следовательно, возрастет риск аварий. Этот фактор и сложившаяся ситуация в мировой политике подталкивает энергетику к созданию собственных энергоблоков на основе отечественного оборудования. Это требует от энергетики значительных капиталовложений, а так же необходимы разработанные и опробованные современные газотурбинные двигатели. При этом, наша страна имеет достаточный потенциал для создания высокоэффективных энергоблоков нового поколения, на основе опыта оборонных предприятий, производящих авиационные и судовые силовые установки.
Срок окупаемости строительства ПГУ составляет от 6 до 9 лет, в зависимости от мощности. Вложения в строительство таких энергоблоков являются экономически обоснованными. Введение в эксплуатацию комбинированных ПГУ выводит получение электрической энергии на более высокий уровень не просто использования природных ресурсов, а именно эффективное их использование с меньшим вредным воздействием на окружающую среду.
Библиографический список
- Энергетическая стратегия России на период до 2020г. Утверждена Распоряжением правительства РФ от 28 августа 2003 г. №1234-р.
- Сокращение потребления природного газа и перспективы электроэнергетики: «атомный» и «парогазовый» сценарии: доклад. / И. В. Бабанин, В. А. Чупров. – М., 2005 – 18 с.
- Прутковский, Е. Н. Руководящий технический материал / Е. Н. Прутковский, В.С. Варварский, В.П. Дробот, Н.Д. Маркозов и др. // Установки парогазовые стационарные – РТМ 108.020.22-84, 1984. – 54с.
- Григорьева В. А. Тепловые и атомные электрические станции: Справочник / В. А. Григорьев, В. М. Зорин. – М.: Энергоатомиздат, 1982. – 624с.
- Стерман Л.С. Тепловые и атомные электрические станции: учебник для вузов. – 3-е изд., перераб. / Л.С. Стерман. – М.: Издательство МЭИ, 2004. – 424 с., ил.
- Цанев, С.В. Газотурбинные и парогазовые установки тепловых электростанций: Учеб. пособие для вузов / С.В. Цанев, В.Д. Буров, А.Н. Ремезов. – М.: Издательство МЭИ, 2002. – 584 с.