Схемы использования котлов — утилизаторов

Простейшая тепловая схема ПГУ с КУ представлена на рисунке 2:

ЭГ— электрогенератор, К— компрессор; ГТ — газовая турбина; КС — камера сгорания; ПТ — паровая турбина; КУ — Котел — утилизатор, К-р — конденсатор, Н — насос.

Выходные газы энергетической ГТУ поступают в КУ, где большая часть их теплоты передается пароводяному рабочему телу. Генерируемый в КУ пар направляется в паротурбинную установку (ПТУ), где вырабатывается дополнительное количество электроэнергии. Отработавший в паровой турбине (ПТ) пар конденсируется в конденсаторе ПТУ, конденсат с помощью насоса подается в КУ.

Тепловая схема ПГУ с одноконтурным КУ представлена на рисунке 3:

ГПК — газовый подогреватель конденсата; Д — деаэратор; ПН и КН — питательный и конденсатный насосы.

В рассматриваемой ПГУ с одноконтурным КУ удается охладить выходные газы ГТУ до температуры 162 0С и получить невысокое значение КПД производства электроэнергии. Вместе с тем тепловая схема такой установки проста в эксплуатации и характеризуется низкими удельными капиталовложениями. Выбор данного типа ПГУ экономически обоснован в тех случаях, когда применяется дешевое топливо, а электростанция рассчитана на работу с пиковыми нагрузками или когда применяется топливо с высоким содержанием серы.

Принципиальная тепловая схема ПГУ с двухконтурным КУ представлена на рисунке 4:

ПЕ ВД, ПЕ НД — пароперегреватели высокого и низкого давления; И ВД, И НД — испарительные поверхности высокого и низкого давления; ЭК ВД — экономайзер высокого давления; ГПК — газовый подогреватель конденсата; ДПВ — деаэратор питательной воды; ЧВД, ЧНД — части высокого и низкого давления паровой турбины; К-р — конденсатор; КН — конденсатный насос; ПН ВД, ПН НД — питательные насосы высокого и низкого давления; НРц — насос рециркуляции; РК — регулирующий клапан.

В тепловую схему КУ может быть добавлен насос рециркуляции конденсата для поддержания необходимой температуры на входе в котел. Питание контуров высокого и низкого давления осуществляется деаэрированной водой. Деаэратор снабжается паром из магистрали пара низкого давления. энергетический котел утилизатор пар Тепловая схема одновальной ПГУ с трёхконтурным КУ представлена на рисунке 5:

ВД, СД, НД — пароводяные контуры КУ высокого, среднего и низкого давления; 1 — природный газ; 2 — жидкое топливо; 3 — самозацепляющаяся (расцепная) муфта; 4 — конденсатный насос; 5 — конденсатор; 6 — воздух.

Расцепная муфта между электрогенератором и паровой турбиной обеспечивает обычный пуск ГТУ с помощью тиристорного пускового устройства. После синхронизации с сетью в КУ начинает генерироваться пар, который позволяет запустить паровую турбину по самостоятельному пусковому графику. Затем включается самозацепляющаяся муфта, и паровая турбина подключается к электрогенератору и нагружается. Повышается экономичность установки (по сравнению с одноконтурным КУ), Деаэрация происходит в конденсаторе паровой турбины.

Дожигание топлива в КУ. Выходные газы энергетических ГТУ имеют достаточно высокую температуру, а объёмная концентрация О2 в них составляет 13−16%. Следовательно, их можно рассматривать в качестве малоактивного окислителя процесса горения. В ряде случаев в ПГУ целесообразно дожигание некоторого количества топлива (обычно прир. газа) в среде выходных газов ГТУ. Это позволяет повысить их температуру, мощность ПГУ и стабилизировать параметры генерируемого в КУ пара.

Схема ГТУ с дожиганием топлива в КУ изображена ниже представлена на рисунке 6: