Обзор методов повышения эффективности парогазовых установок утилизационного типа с двумя уровнями давления путем внедрения контура промежуточного перегрева

Целью работы является повышение эффективности работы парогазовой установки с котлом утилизатором двух уровней давлений путем использования промежуточного перегрева водяного пара.

Коэффициент полезного действия, а также мощность ПТ парогазовой установки повышаются за счет применения технологии промежуточного перегрева водяного пара, посредством повышения теплового перепада пара. К параметрам, улучшенным за счет этой технологии, относятся долговечность и надежность ПТ, так как уменьшается риск возникновения эрозии лопаток на конечном этапе [1].

Проведем анализ варианта применения промежуточного перегрева водяного пара на ПГУ с котлом-утилизатором двух уровней давлений в области высоких показателей температур котла-утилизатора на тепловых электростанциях (рис. 1).

Размещение промежуточного пароперегревателя в зоне высоких температур уходящих газов двухконтурного котла-утилизатора. Представлены три метода расположения промежуточного парового перегревателя (ПП) в контуре высокого давления котла-утилизатора (рис. 2):

• 1)    ПП располагается параллельно основному пароперегревателю высокого давления (ПЕВД);

• 2)    ПП располагается в рассечку ПЕВД;

• 3)    ПП располагается после ПЕВД.

4.ВД температура парового цикла ' - и, соответственно, температура повторного пере- грева водяного пара • । определяется температурой газов после газовой турбины и заданным температурным напором на горячем конце пароперегревателей [2]:

При первом варианте вторичный перегрев водяного пара происходит до показателя первоначальной температуры парово-

ДТ)     #-вд го цикла ।: ।  '  '': ■ при давлении на вы ходе из ЦВД паровой турбины. Начальная

г^ - г" -          - г" -

Рис.1. Варианты размещения промежуточного пароперегревателя:

1 - в зоне высоких температур котла-утилизатора, 2 - в хвостовой части котла-утилизатора, 3 - в камере сгорания газотурбинной установки

При втором методе размещения парового перегревателя показатель температуры Л 2) повторно перегретого водяного пара ' । зависит от значения температуры газов после первой ступени ПЕВД:

• (2)    _ Л' _ к_гвд-1

I.H ЛЛ.Л ;     - л .                       (2)

В этом случае необходимо стабильное поддержание пониженного значения тем-

Д2)   Л1)

пературы : ..i   ■  ;п.. в отличии от перво го способа размещения.

При третьем варианте расположения пароперегревателя показатель температуры вторично перегретого водяного пара зависит от температуры газов после поверхности нагрева ПЕВД и, следовательно, в данном случае результирован наименьший выигрыш в тепловой экономичности паровой турбины на ряду с первыми двумя способами расположения промежуточного парового перегревателя:

.(3) пп

•

- ГПЕВД ors .

Рис. 2. Методы расположения промежуточного ПП в контуре высокого давления КУ: а) ПП параллельно ПЕВД; б) ПП в рассечку ПЕВД; в) ПП после ПЕВД

В представленных формулах (1) – (3): δt – температурный напор на «горячей» стороне промежуточного пароперегревателя [3]. Таким образом, наиболее выигрышным расположением парового перегревателя является параллельное относительно основного ПП высокого давления, этому свидетельствуют условия поддержания показателя температуры повторного перегрева водяного пара, который приравнива-

Вывод: в результате исследования методов повышения эффективности парогазовых установок утилизационного типа двух уровней давления путем внедрения контура с промежуточным перегревом в зоне высоких температур КУ выявлен предпочтительный метод расположения ПП (параллельно основному пароперегревателю).

ется к температуре «свежего» пара.