Лекция 25. Использование энергии избыточного давления острого пара. Устройство турбин с противодавлением

Турбины, применяемые при утилизации ВЭР избыточного давления
турбины противодавления (позволяют снизить давление пара до величины, необходимой потребителю)
турбодетандерные агрегаты (утилизируют избыточное давление природного газа в газовых магистралях).

Внедрение противодавленческих турбин
В подавляющем большинстве котельных с паровыми котлами свежий пар давлением 1,3 МПа (и выше) дросселируют до давления 0,3-0,6 МПа.

1 − паровой котел; 2 − редукционно-охладительная установка; 3 − турбина с противодавлением;

Достоинство - удельный расход топлива на производство электроэнергии составляет 150-160 г у.т./кВт·ч, что вдвое меньше, чем на конденсационной электростанции.
Недостаток - количество вырабатываемой электрической энергии зависит от потребности производстве в греющем паре и меняется вместе с ней.

4 − генератор; 5 − конденсационная турбина

Когенерация
Когенерация – комбинированное производство электрической (или механической) и тепловой энергии из одного и того же первичного источника энергии.

Типы когенерационных систем
Существует несколько типов когенерационных систем:
с паротурбинной установкой;
с газотурбинной установкой.
с газопоршневым двигателем внутреннего сгорания;
комбинированная, с использование представленных выше вариантов.

Паротурбинные установки (ПТУ).
Достоинства:
минимальные удельные капитальные затраты.
производство электроэнергии возможно на любом из видов топлива,
длительный срок службы .
Недостатки:
низкая удельная выработка электроэнергии на тепловом потреблении (от 7 до 20%).

Газотурбинные установки (ГТУ).

Ротор воздушного компрессора ГТУ

Ротор газовой турбины

Достоинства:
высокая удельная выработка электроэнергии на базе теплового потребления (25-35%),
компактность и высокая маневреность.
Недостатки:
повышенные требования к качеству топлива (газообразное без механических включений и с низкой влажность),
по своему эксплутационному ресурсу ГТУ уступают ПТУ,
высокий электрический КПД только в базовом режиме.

Газопоршневой агрегат (ГПА).

Принципиальная схема смазки и охлаждения ГПА