Парогазовые когенерационные установки

 

,

(1)

 

где - коэффициент полезного действия парогазовой установки;

 – мощность парогазовой установки, МВт;

 – мощность газотурбинной  установки, МВт;

 – коэффициент полезного действия газотурбинной установки;

 – коэффициент полезного  действия паротурбинной установки;

 – количество теплоты, подводимое  к газотурбинной установке, МДж/с;

 – количество теплоты, подводимое к паротурбинной установке, МДж/с;

 – суммарное количество теплоты, подводимое к парогазовой установке, МДж/с.

При этом суммарное количество теплоты, подводимое к парогазовой установке равно количеству теплоты, вырабатываемое газотурбинной установке. Данное тождество можно записать так:

 

.

(2)

 

Также коэффициент полезного действия парогазовой установки можно вычислить через коэффициенты полезного действия её составных компонентов:

 

,

(3)

 

где - коэффициент полезного действия парогазовой установки;

 – коэффициент полезного  действия газотурбинной установки;

 - коэффициент полезного действия котла-утилизатора;

 – коэффициент полезного  действия паротурбинной установки.

Коэффициент полезного действия котла утилизатора вычисляется по формуле:

 

,

(4)

где - количество теплоты, выделенное в котле-утилизаторе, МДж/с;

- количество теплоты, полученное  от газотурбинной установки, МДж/с;

- потери тепла с уходящими  газами, МДж/с.

Из формулы (4) следует, что количество теплоты, МДж/с, выделенное в котле-утилизаторе можно записать в виде:

 

.

(5)

 

Тогда количество теплоты, МДж/с, отдаваемое паротурбинной части когенерационной установки:

 

.

(6)

 

При известных и можно определить мощность газотурбинной установки , МВт:

 

.

(7)

 

Тогда коэффициент полезного действия газотурбинной установки:

 

.

(8)

 

Как видно из рисунка 5, количество теплоты, выделяемое паротурбинной частью когенерационной установки, это теплота, получаемая от котла-утилизатора:

 

(9)

 

тогда мощность паротурбинной установки , МВт, будет равна:

 

,

(10)

 

где - теплота, отдаваемая паротурбинной установкой конденсатору, МДж/с.

Аналогично формуле (8), коэффициент полезного действия паротурбинной установки:

 

.

(11)

 

Электрическая мощность парогазовой установки, МВт, представляет собой сумму электрических мощностей газотурбинной установки и паротурбинной установки:

 

.[8]

(12)

 

2.2 Задачи.

Задача 1. Рассчитать мощность парогазовой установки , МВт, и коэффициент полезного действия котла-утилизатора , если даны коэффициент полезного действия парогазовой установки , суммарный подвод теплоты к парогазовой установке , коэффициенты полезного действия газотурбинной установки и коэффициент полезного действия паротурбинной установки и соответственно.

 

Таблица 2. Данные для решения задачи 1.

Вариант		, МДж
1	0.416	454.8	0.303	0.174
2	0.420	470,2	0.305	0.177
3	0.430	473,6	0.307	0.180
4	0.440	475,8	0.309	0.183
5	0.450	480, 3	0.312	0.186
6	0.460	483,5	0.315	0.189
7	0.470	487,4	0.317	0.192
8	0.480	491,1	0.319	0.195
9	0.490	493,4	0.321	0.198
10	0.510	496,2	0.323	0.201

 

 

Задача 2. В парогазовой когенерационной установке с котлом-утилизатором при сжигании топлива в камере сгорания выделяется МДж/с теплоты. С уходящими газами теряется МДж/с теплоты, а в конденсаторе паротурбинной установки отдается МДж/с теплоты. Определить мощности и коэффициенты полезного действия газотурбинной установки, паротурбинной установки и парогазовой установки, если коэффициент полезного действия котла - утилизатора равен .

 

Таблица 2. Данные для решения задачи 2.

Вариант	, МДж/с	, МДж/с	, МДж/с
1	300	50	85	0,73
2	305	55	90	0.74
3	310	60	95	0.75
4	315	65	100	0.76
5	320	70	105	0.77
6	325	75	110	0.78
7	330	80	115	0.79
8	335	85	120	0.80
9	340	90	125	0.81
10	345	95	130	0.82

 

2.3 Контрольные вопросы.

1 Современное состояние и задачи энергетики.

2 Что такое «когенерация»?

3 Как осуществляется технология  когенерации?

4 По какому признаку классифицируются  системы когенерации?

5 Газотурбинная когенерационная  установка.

6 Преимущества и недостатки использования паровых турбин в когенерационной установке.

7 Газопоршневая когенерационная установка.

8 Преимущества газопоршневых когенерационных  установок.

9 Микротурбинная когенерационная установка.

10 Преимущества микротурбинных  когенерационных установок.

11 Экономический эффект при выборе когенерационной установки.

12 Классификация затрат на внедрение технологии когенерации.

13 Надежность энергоснабжения и требования надежности при выборе когенерационной установки.

14 Что учитывается в расчете числа и единичной мощности когенерационной энергоустановки?

15 Парогазовая когенерационная установка.

16 Преимущества и перспективы парогазовых когенерационных систем.

17 Факторы, определяющие решение о внедрении когенерации.

18 Условия целесообразного использования паровых турбин в парогазовых системах когенерации.

19 Преимущества использования когенерационных систем.

20 Основные недостатки когенерационных систем.

21 Современное состояние когенерации в мире.

22 Описание цикла парогазовой  когенерационной установки.

 

 

Список использованной литературы

1 «Повышение эффективности систем теплоснабжения путем замены паротурбинного оборудования ТЭЦ на газотурбинные и парогазовые установки», Вдовенко И.А. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Саратов 2011.

2 Сайт фирмы «ДомТехПром». Статья  по когенерации. URL: http://dontechprom.ua/jobs/cogeneration/

3 Сайт энергетического и теплотехнического оборудования. Статья по когенерации. URL: http://energator.ru/kogeneraciya.html‎

4 «Оптимизация теплоснабжения при совместной работе котельной установки с надстройкой газовыми турбинами», Саджаджади Масулех Сеед Мохаммад Джавад. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Москва 2005.

5 Сайт «ХимГазКомплект», раздел публикации и материалы, статья «Микротурбины и газопоршневые двигатели — сравнение эффективности». URL: http://fas.su/index.php?page=146

6 Сайт «ХимГазКомплект», раздел публикации и материалы, статья «Технологии когенерации». URL: http://fas.su/index.php?page=541

7 Сайт «УкрСоцПроект», раздел статей  по когенерации, статья «Различные  методы когенерации». URL: http://usp.kiev.ua/articles/82/razlichnye-metody-kogeneracii-117/

8 Основы теории тепловых процессов и машин. Часть II 
Александров Н.Е. , Богданов А.И. , Костин К.И. и др. Лаборатория знаний -2006