Описание работы и схемы ПГУ

Федеральное государственное бюджетное образовательное

Учреждение высшего профессионального образования

« Самарский государственный технический университет»

_____

Кафедра «Тепловые электрические станции»

КУРСОВАЯ РАБОТА

 

по дисциплине: «Газотурбинные установки»

«Расчет тепловой схемы парогазовой установки

утилизационного типа»

 

 

Вариант № 1

 

Выполнил: студент V–ЗФ-2

Бондаренко А.А.

Проверил: Хусаинов К.Р.

 

 

САМАРА 2016

Введение

 

Паротурбинные установки (ПТУ) составляют основу современной энергетики. Они применяются как на обычных тепловых, так и на атомных электростанциях. Работа их базируется на осуществлении прямого термодинамического цикла преобразования теплоты, в механическую работу вращения ротора турбины и привода электрогенератора с использованием в качестве рабочего тела воды и ее пара.

Современные ПГУ характеризуются низким уровнем вредных выбросов в атмосферу. Выработка значительной доли мощности газотурбинной установкой обеспечивает меньшие потребности ПГУ в охлаждающей воде и меньшее тепловое загрязнение окружающей среды по сравнению с паротурбинными энергоблоками равной мощности.

В настоящее время наиболее перспективной с точки зрения экономичности и возможности практической реализации является парогазовая установка (ПГУ), работающая по комбинированному циклу Брайтона (ГТУ) – Ренкина (ПТУ). На долю ПГУ приходится примерно 35% общего объема новых мощностей, вводимых в настоящее время на тепловых электростанциях. Мощные ПГУ работают главным образом на природном газе, который резервируется жидким топливом. Наряду с этим разрабатываются проекты и существуют опытные ПГУ на базе различных технологий газификации угля.

Описание работы и схемы ГТУ

Рис. 1. Схема простейшей открытой газотурбинной установки (ГТУ) непрерывного горения

 

Газотурбинной установкой (ГТУ) считают установку, имеющую три основных элемента (рис. 1.): воздушный компрессор К, камеру сгорания КС и газовую турбину Т. Принцип действия ГТУ сводится к следующему: В компрессор газотурбинного силового агрегата подается чистый воздух. Под высоким давлением воздух из компрессора направляется в камеру сгорания, куда подается и основное топливо — газ. Смесь воспламеняется. При сгорании газовоздушной смеси образуется энергия в виде потока раскаленных газов. Этот поток с высокой скоростью устремляется на рабочее колесо турбины и вращает его. Вращательная кинетическая энергия через вал турбины приводит в действие компрессор и электрический генератор (ЭГ). С клемм электрогенератора произведенное электричество, обычно через трансформатор, направляется в электросеть, к потребителям энергии.

В настоящее время газотурбинные установки начали широко применяться в малой энергетике. ГТУ предназначены для эксплуатации в любых климатических условиях как основной или резервный источник электроэнергии и тепла для объектов производственного или бытового назначения. Области применения газотурбинных установок практически не ограничены: нефтегазодобывающая промышленность, промышленные предприятия, муниципальные образования.

 

Описание работы и схемы ПГУ

 

Рис. 2. Принципиальная тепловая схема двухконтурной ПГУ утилизационного типа

 

На рис. 2. показан пример принципиальной тепловой схемы двухконтурной ПГУ утилизационного типа.

ГТУ вырабатывает электрическую мощность , а ее уходящие газы направляются в котел-утилизатор (КУ), имеющий два контура генерации пара. Контур ВД генерирует пар ВД в количестве и направляет его в паровую турбину. Расширившись в части высокого давления (ЧВД) турбины, этот пар смешивается с паром, генерируе­мым контуром НД. Суммарный поток пара расширяется в части низ­кого давления (ЧНД) и поступает в конденсатор. В результате паро­вая турбина вырабатывает мощность .

Из конденсатора конденсат отработавшего в турбине пара конденсатным электронасосом (КЭН) направляется в газовый подогрева­тель конденсата (ГПК). Перед входом в КУ к конденсату подмешива­ется часть конденсата, нагретого в ГПК (рециркуляция ), и на входе в КУ обеспечивается температура конденсата , исключающая коррозию выходных поверхностей нагрева КУ. Расход конденсата , где - расход пара НД, - расход греющего па­ра в деаэратор, направляется из ГПК в деаэратор для термической де­аэрации, осуществляемой нагревом конденсата паром из контура НД.

Из аккумуляторного бака деаэратора питательная вода разводится на контуры ВД и НД. Питательными электронасосами НД (ПЭННД) пи­тательная вода подается в барабан НД. Образующийся насыщенный пар поступает в пароперегреватель НД (ППНД), перегревается и направляет­ся в количестве в деаэратор для нагрева конденсата; остальной пар

НД направляется в камеру смешения паровой турбины.

Питательные электронасосы ВД (ПЭНВД) подают питательную воду в количестве из деаэратора в экономайзер ВД (ЭВД), из ко­торого она поступает в барабан ВД, а из него уже в виде насыщенно­го пара - в пароперегреватель ВД (ППВД). Из ППВД перегретый пар поступает в паровую турбину.

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Для ГТУ: «Сатурн» ГТЭ-110 . Число ГТУ: 2

- электрическая мощность: =110 МВт;

- электрический КПД ГТУ: =36 %;

- температура газов на входе в газовую турбину: =1170 °С;

- температура газов на выходе из газовой турбины: =517 °C;

- расход воздуха в компрессор: =357 кг/с;

- степень повышения давления в компрессоре: =14.7;

- примем температуру наружного воздуха: = 15 °С. Па.

 

- химический состав природного газа:

=98.9 %; =0.13 %; =0.01 %; =0.01 %; СО =0.08 %; =ост %.

- плотность топливного газа: = 0,654 кг/нм;

Для котлов-утилизаторов:

- давление пара после ППВД (основного): = 8,2 МПа;

- давление пара после ППНД: = 0,7 МПа;

Для паровой турбины:

- давление в конденсаторе: =5.0 кПа;

- давление в деаэраторе: = 0.6МПа;

- КПД генератора: =0.98 ;

- КПД механический =0.99 .

-Давление перед стопорно-регулирующими клапанами (СРК) ЦВД: МПа; перед СРК ЦНД МПа.