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

ИЗУЧЕНИЕ ОСНОВНЫХ АСПЕКТОВ УПРАВЛЕНИЯ ПЕРСОНАЛОМ ДЛЯ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ МЕДИЦИНСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ НАСЕЛЕНИЯ НА УРОВНЕ ТЕРРИТОРИАЛЬНОЙ ПОЛИКЛИНИКИ

Статья в формате PDF 101 KB...

24 05 2026 7:10:42

ИССЛЕДОВАНИЕ УПРУГИХ ХАРАКТЕРИСТИК ТРОСОВОГО ВИБРОИЗОЛЯТОРА С ДВУХЪЯРУСНЫМ УПРУГОДЕМПФИРУЮЩИМ ЭЛЕМЕНТОМ

Статья в формате PDF 412 KB...

23 05 2026 8:55:18

ГАРАНТИИ КАЧЕСТВА ЕВРОПЕЙСКОГО ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

Статья в формате PDF 130 KB...

22 05 2026 4:46:33

ХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ ОТХОДОВ В НЕФТЕГАЗОВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Статья в формате PDF 286 KB...

21 05 2026 3:21:19

Интродукционное изучение и мониторинг Живокости крупноцветковой как редкого вида Якутии

Статья в формате PDF 138 KB...

20 05 2026 2:23:12

ЛИЧНОСТНО ОРИЕНТИРОВАННОЕ ОБУЧЕНИЕ ИНФОРМАТИКЕ НА ПРИМЕРЕ КУРСА «ПРОГРАММИРОВАНИЕ»

Статья в формате PDF 111 KB...

19 05 2026 21:10:15

АНАЛИЗ СТРУКТУР КРИСТАЛЛОВ ЗАМОРОЖЕННОЙ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ЖИДКОСТИ В 3D-ФОРМАТЕ

В работе рассмотрен вопрос исследования биологической жидкости в формате 3D. ...

18 05 2026 16:41:51

Состояние вегетативной нервной системы как критерий выбора поддерживающей терапии у больных гастроэзофагеальной рефлюксной болезнью

Статья в формате PDF 116 KB...

17 05 2026 15:31:44

АДАПТАЦИЯ СТУДЕНТОВ ТЕХНИЧЕСКИХ ВУЗОВ К УЧЕБНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ С ПОМОЩЬЮ СРЕДСТВ ФИЗИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРЫ

Статья в формате PDF 301 KB...

16 05 2026 21:28:16

ЭНДОКРИННАЯ СИСТЕМА ЖИВОТНЫХ

Статья в формате PDF 276 KB...

15 05 2026 20:52:19

ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ЛЕЧЕНИЯ БОЛЬНЫХ ТУБЕРКУЛЁЗОМ ОРГАНОВ ДЫХАНИЯ

Статья в формате PDF 100 KB...

14 05 2026 8:57:58

ШИШЕЛОВА ТАМАРА ИЛЬИНИЧНА

Статья в формате PDF 179 KB...

13 05 2026 15:50:33

НАРУШЕНИЕ ЗЕРКАЛЬНОЙ СИММЕТРИИ И СОХРАНЕНИЕ ЖИЗНИ НА ПЛАНЕТЕ

Статья в формате PDF 101 KB...

12 05 2026 2:18:11

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ФИЗИЧЕСКОЙ НАГРУЗКИ РАЗЛИЧНОЙ НАПРАВЛЕННОСТИ НА АНТРОПОМЕТРИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ У ЖЕНЩИН РАЗНЫХ ВОЗРАСТНЫХ ГРУПП С ИЗБЫТОЧНОЙ МАССОЙ ТЕЛА

Проведен анализ эффективности различных типов фитнес-программ в коррекции избыточной массы тела женщин юношеского и зрелого возраста. Применяемые физические нагрузки отличались хаpaктером нагрузки и наличию/отсутствию компонента коррекции питания. Исследовали антропометрические показатели, ИМТ, определяли содержание жировой массы в организме методом калипометрии в динамике 6-мecячного тренировочного цикла. Проводили промежуточные исследования: в середине, через 3 месяца от начала тренировочного цикла. В исследовании приняли участие 93 пpaктически здоровые женщины с избыточной массой тела, не имеющие эндокринных заболеваний и противопоказаний к занятиям физической культурой. Выделены группы в зависимости от типа программы (I, II), а также подгруппы (Ia, IIa) в зависимости от возраста: 18–21 год (I и II, n = 17 и n = 17, соответственно) и 36–45 лет (Ia, IIa, n = 30 и n = 29, соответственно). Показана динамика и статистическая значимость различий в группах, проведен сравнительный анализ между группами. Выявлена более высокая физиологическая эффективность программы I, базирующейся на смешанном хаpaктере тренировки, многовариантной схеме упражнений с мониторированием и коррекцией хаpaктера питания. ...

11 05 2026 19:17:57

Принципы оценки гормонального профиля в процессе становления развития репродуктивной функции у девочек и дeвyшек-подростков

Статья в формате PDF 117 KB...

10 05 2026 23:10:48

ЭКОЛОГИЗАЦИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО ПРОИЗВОДСТВАНЕОБХОДИМЫЙ ФАКТОР СТАБИЛЬНОСТИ РАЗВИТИЯ АПК СТАВРОПОЛЬСКОГО КРАЯ

Статья в формате PDF 120 KB...

09 05 2026 8:58:46

СООТНОШЕНИЯ «МИР – ЧЕЛОВЕК» В ИХ СИСТЕМНО-ЦЕЛОСТНОЙ ОРГАНИЗАЦИИ

Статья в формате PDF 161 KB...

08 05 2026 18:37:50

Содержание молекул средней массы плазмы крови у больных с желтухой различного генеза

Статья в формате PDF 104 KB...

07 05 2026 3:56:21

Медико-экологическая оценка состояния здоровья населения г. Сатпаев по данным обращаемости

Проведен анализ динамики заболеваемости по отдельным возрастным группам населения г. Сатпаев. Результаты показали, что общим явлением для всех возрастных групп было значительное учащение после аварии болезней органов дыхания, а у взрослых и подростков – болезней мочепoлoвoй системы. Заболеваемость детского населения в 2007 г. возросла по сравнению с 2006 г. в 1,3 раза, различия достоверны с высоким уровнем вероятности такого утверждения (26782,3 ± 333,4‰ против 34393,1 ± 359,8‰, t = 15,3, p < 0,001). Анализ ситуаций, показал, что психо-эмоциональный стресс, вызывающий обострение многих хронических и появление новых нозологических форм заболеваний, тесно связан с психо-эмоциональным состоянием типа высшей нервной деятельности человека. ...