ВЫБОР ДАВЛЕНИЯ ПАРА В КОМБИНИРОВАННЫХ ПАРОГАЗОВЫХ УСТАНОВКАХ

Авторы
Файлы

Ширяев В.Н. Седельников Г.Д. Статья в формате PDF 345 KB

В последние 10 лет в мировой энергетики наблюдается существенное увеличение числа заказанных и вводимых в эксплуатацию газотурбинных (ГТУ) и парогазовых (ПГУ) установок. Ожидается, что к 2012 году мощность установленных ПГУ в России составит около 20 млн кВт. Это объясняется значительными преимуществами ПГУ перед другими типами энергетических установок. Наибольшую экономичность по выработке электрической энергии имеют ПГУ бинарного типа с утилизационными котлами (УК). При работе на природном газе в конденсационном режиме электрический КПД таких установок достигает 55-60 %.

Одной из важнейших задач при проектировании ПГУ является выбор давления пара, производимого УК. В общем случае такой выбор требует оптимизационного подхода, т.к. давление пара оказывает неоднозначное влияние на хаpaктеристики ПГУ.

С целью исследования эффективности ПГУ и оптимизации их параметров были разработаны математические модели, алгоритмы и программы. С их помощь рассчитываются хаpaктеристики продуктов сгорания топлива, тепловые схемы газотурбинной установки (ГТУ), определяется производительность УК одного и двух давлений, мощность паровой турбины и выходные хаpaктеристики ПГУ.

Для расчета паропроизводительности УК была составлена система из 10 уравнений энергетического баланса, записанных для следующих элементов УК и ПГУ: пароперегревателей высокого (ВД) и низкого (НД) давления, испарителей ВД и НД, сепараторов пара ВД и НД, экономайзера ВД, газового подогревателя конденсата, деаэратора и для системы рециркуляции, поддерживающей нужную температуру конденсата на входе в газовый подогреватель.

Кроме перечисленных элементов оборудования в состав ПГУ входят: паровая турбина, состоящая из цилиндров ВД и НД, электрогенератор, конденсатор пара с обслуживающими системами, два питательных насоса ВД и НД, два циркуляционных насоса ВД и НД и др.

Названная система из 10 уравнений замкнутая, содержит 10 неизвестных, главные из которых паропроизводительность УК по контурам ВД и НД. Система решается методом последовательных приближений.

Разработанные модели и программы реализованы для одно- и двухконтурной ПГУ, сформированных на основе ГТУ-110 производства НПО «Сатурн» (по лицензии ОАО «Зоря-Машпроект», Украина).
ГТУ-110 имеет номинальную электрическую мощность 110 МВт, начальную температуру газов 1210 °С, степень повышения давления 14,7, температуру отработавших газов 589 °С и электрический КПД 36 %. Топливо - природный газ.

Для одноконтурной ПГУ выбор оптимального давления происходил в два этапа. На первом этапе диапазон возможного изменения давления пара был принят широким и, для ускорения поиска, с относительно крупным шагом. Было установлено, что оптимальное давление пара УК лежит в диапазоне 3,5-4,5. На втором этапе шаг варьирования был снижен до 0,1 МПа. Полученные результаты представлены на рисунке.

При повышении давления пара адиабатный теплоперепад в турбине, естественно, растет, а паропроизводительность котла G_ук снижается. В результате при определенном давлении пара может быть получен максимум мощности паровой турбины N_пт. Это давление пара можно считать оптимальным, т.к. оно будет соответствовать максимальной электрической мощности ПГУ и, следовательно, максимальному КПД по выработке электроэнергии. Для рассматриваемой комбинированной установки с одноконтурным УК оптимальное давление пара составило 3,93 МПа (рисунок), при котором мощность ПГУ достигает 154,45 МВт, а ее электрический КПД 50,7 %.

Результаты второго этапа оптимизации давления пара одноконтурного УК

В случае ПГУ с двухконтурным УК получить экстремумы критериев эффективности и соответствующие им оптимальные значения давления пара ВД и НД не удалось. Итоговые результаты расчетного исследования (табл.) показывают, что наибольшие значения мощности и КПД ПГУ получаются при сочетании возможно высокого давления первого контура Р_ВД и возможно низкого давления второго контура Р_НД. Этому есть определенное объяснение. При повышении Р_ВД преобладает влияние прироста адиабатного теплоперепада в цилиндре высокого давления, а снижение расхода пара через него компенсируется приростом количества пара, получаемого в контуре НД за счет снижения давления в нем и, следовательно, более глубокого охлаждения отработавших газов ГТУ.

Мощность (МВт) и КПД ПГУ в зависимости
от давления пара в контурах УК

P_вд,
МПа

P_нд,
МПа

0,1

N_ПГУ = 160,604

η = 0,5289

N_ПГУ = 164,064

η = 0,5403

N_ПГУ = 167,114

η = 0,5504

0,125

N_ПГУ = 159,558

η = 0,5255

N_ПГУ = 163,092

η = 0,5371

N_ПГУ = 166,225

η = 0,5474

0,14

N_ПГУ = 158,989

η = 0,5236

N_ПГУ= 162,565

η = 0,5354

N_ПГУ = 165,739

η = 0,5458

0,15

N_ПГУ = 158,633

η = 0,5224

N_ПГУ = 162,232

η = 0,5343

N_ПГУ = 165,434

η =0,545

0,16

N_ПГУ = 158,29

η = 0,5213

N_ПГУ = 161,916

η = 0,5332

N_ПГУ = 165,135

η = 0,5438

0,175

N_ПГУ = 157,803

η = 0,5197

N_ПГУ = 161,459

η = 0,5317

N_ПГУ = 164,713

η = 0,5424

ПРОБЛЕМЫ ЭКОЛОГИИ ПРИ ОБОГАЩЕНИИ АСБЕСТОВЫХ РУД

В работе показаны причины возникновения профессиональных заболеваний в результате воздействия на организм человека асбестовой пыли. Клинические проявления и специфические симптомы, вызванные длительным контактом с асбестовой пылью. Рекомендуется новая технология пневмообогащения асбестового минерального сырья на базе ранее разработанных Тувинским институтом комплексного освоения природных ресурсов СО РАН способов и устройств по переработке минерального сырья, содержащего тяжелые минералы и металлы. ...

02 09 2026 13:37:39

Информация о проведении заочных электронных конференций 20-25 февраля 2005 г. Российской Академии Естествознания

Статья в формате PDF 89 KB...

01 09 2026 23:44:22

АНТИОКСИДАНТЫ ПРИ КО-ИНФЕКЦИИ ВИЧ-ИНФЕКЦИИ И ГЕРПЕСА

Статья в формате PDF 98 KB...

31 08 2026 14:22:43

ОСОБЕННОСТИ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ИММУННОГО СТАТУСА У БОЛЬНЫХ С РАЗЛИТЫМ ГНОЙНЫМ ПЕРИТОНИТОМ В СОЧЕТАНИИ С АБСЦЕССАМИ БРЮШНОЙ ПОЛОСТИ

Статья в формате PDF 118 KB...

30 08 2026 17:47:15

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ГРАДОСТРОЕНИИ

Статья в формате PDF 254 KB...

29 08 2026 11:39:31

ТОКСОПЛАЗМОЗ ЧЕЛОВЕКА: ОСОБЕННОСТИ КЛИНИКИ И КОМПЛЕКСНОЙ ТЕРАПИИ

Статья в формате PDF 119 KB...

28 08 2026 18:47:33

ИССЛЕДОВАНИЕ РИСКА АТЕРОСКЛЕРОЗА В УСЛОВИЯХ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ

Статья в формате PDF 163 KB...

27 08 2026 22:44:47

ПСИХОЛОГИЧЕСКИЕ ЗАДАНИЯ НА ПЕРИОД ПЕДАГОГИЧЕСКОЙ ПРАКТИКИ (учебно-методическое пособие)

Статья в формате PDF 98 KB...

26 08 2026 0:34:45

ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ СТРОИТЕЛЬСТВА ФУНДАМЕНТОВ В ПОЙМЕ РЕК ВЕЗЁЛКА И СЕВЕРСКИЙ ДОНЕЦ В Г. БЕЛГОРОДЕ

Статья в формате PDF 661 KB...

25 08 2026 14:35:44

ВЛИЯНИЕ ТЕХНОЛОГИ ВЕБ-КВЕСТ НА РАЗВИТИЕ ТВОРЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ ОБУЧАЮЩИХСЯ В ПРОЦЕССЕ ИЗУЧЕНИЯ ИНОСТРАННОГО ЯЗЫКА

Статья в формате PDF 263 KB...

24 08 2026 19:26:48

ЕГИПЕТСКИЙ ДИАЛЕКТ АРАБСКОГО ЯЗЫКА: ЗАИМСТВОВАНИЯ ИЗ ТУРЕЦКОГО ЯЗЫКА

Статья в формате PDF 125 KB...

23 08 2026 3:47:25

МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРИМЕНЕНИЯ ДИФЛЮКАНА В ЛЕЧЕНИИ ПОВЕРХНОСТНЫХ КАНДИДОЗОВ

Статья в формате PDF 98 KB...

22 08 2026 15:16:16

Нахождение угла подъема резьб в редукторе поступательного движения гидродомкрата секции

Статья в формате PDF 289 KB...

21 08 2026 23:50:53

БИОРЕЦЕПТИВНЫЙ ГЕНЕТИЧЕСКИЙ КОД КАК МЕЖДУНАРОДНЫЙ И РУССКИЙ ПРОЕКТ ДРУЖБЫ И МИРА МЕЖДУ НАРОДАМИ

Статья в формате PDF 212 KB...

20 08 2026 14:35:49

ИНФОРМАЦИОННЫЙ АНАЛИЗ СПЕРМЫ

Статья в формате PDF 164 KB...

19 08 2026 22:31:23

ПУШКАРЕВ БОРИС ГЕОРГИЕВИЧ

Статья в формате PDF 141 KB...

18 08 2026 0:14:37

ВОСПИТАНИЕ СОЦИАЛЬНО-АКТИВНОЙ ЛИЧНОСТИ В СВОБОДНЫХ ШКОЛАХ

Статья в формате PDF 120 KB...

17 08 2026 17:56:11

Хирургическая методика сохранения функции яичников у больных ра-ком шейки матки молодого возраста

Статья в формате PDF 115 KB...

16 08 2026 20:16:46

ГАРАНТИИ КАЧЕСТВА ЕВРОПЕЙСКОГО ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

Статья в формате PDF 130 KB...

15 08 2026 17:47:55

МНОГОУРОВНЕВАЯ СИСТЕМА ОБРАЗОВАНИЯ: ОСОБЕННОСТИ И ПЕРСПЕКТИВЫ

Статья в формате PDF 113 KB...

14 08 2026 11:56:28

ФАРМАКОЭКОНОМИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ТЕРАПИИ У ПАЦИЕНТОВ С ЭНУРЕЗОМ И ЭНКОПРЕЗОМ

Статья в формате PDF 109 KB...

13 08 2026 5:27:50

АНАЛИЗ ГИНЕКОЛОГИЧЕСКОЙ ЗАБОЛЕВАЕМОСТИ В СЕЛЬСКИХ РЕГИОНАХ (НА ПРИМЕРЕ АСТРАХАНСКОЙ ОБЛАСТИ)

Статья в формате PDF 196 KB...

12 08 2026 6:16:45

ХИРУРГИЧЕСКОЕ ВОССТАНОВЛЕНИЕ ПОВРЕЖДЕННОЙ ВЕРХНЕЙ СТЕНКИ ВЕРХНЕЧЕЛЮСТНОЙ ПАЗУХИ – ВАЖНЕЙШИЙ ЭЛЕМЕНТ РЕАБИЛИТАЦИИ ПОСТРАДАВШИХ

Статья в формате PDF 102 KB...

11 08 2026 2:36:35

ПЕРИФЕРИЧЕСКИЙ КРОВОТОК У ДЕВУШЕК 18-22 ЛЕТ В УСЛОВИЯХ ИЗОМЕТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК НАРАСТАЮЩЕЙ ВЕЛИЧИНЫ

В исследовании изучались и оценивались адаптивные реакции периферического звена кровообращения у дeвyшек 18-22 лет при локальных изометрических нагрузках нарастающей величины. Хаpaктерно, что с ростом прессорных воздействий на сосуды работающих мышц объемная скорость кровотока оставалась более высокой, чем в покое. В целом качество приспособительных реакций кровообращения было ниже у дeвyшек 18 лет при низких объемах выполняемой работы. ...

10 08 2026 20:32:24

Особенности поведенческих реакций крыс при действии 1,5-бензодиазепинона-2 и его производных

В серии стресс-тестов исследованы особенности поведенческих реакций крыс при действии 1,5-бензодиазепинона-2 и его производных в дозах 5, 25, 50 и 100 мг/кг. В результате сравненияэтих показателейс таковыми эталонного препарата диазепама (5 мг/кг), выявлено, что под влиянием 1,5-бензодиазепинона-2 и его трех производных (4-метил-1,5-бензодиазепинон-2, 3-метил-1,5-бензодиазепинон-2, 5-формил-3-метил-1,5-бензодиазепинон-2) поведение крыс в зависимости от уровня аверсивности теста существенно изменяется. В целом установлено, что тестируемые вещества в зависимости от дозы способны проявлять психотропные (антистрессорные, анксиолитические, седативные, антидепрессантные) свойства. ...