12
пара на турбины. Такой режим использования ДГА характерен для электростанций и энергосистем, работающих с дефицитом электрической мощности. При этом произойдет снижение выработки электрической энергии за счет сокращения расхода пара через отсеки турбины, расположенные ниже места отбора. Однако при этом ДГА будет вырабатывать дополнительную электрическую энергию. Изменение общей выработки электростанции будет положительным, если дополнительная электроэнергия, выработанная ДГА, превысит потери выработки паротурбинной установки.
Расчеты, проведенные для энергоблоков с турбинами К-300-240, показывают, что при включении ДГА в тепловую схему энергоблока удельный расход условного топлива на производство электроэнергии может быть снижен примерно на 2—3 г/(кВт • ч).
- Теплоэлектроцентрали
Греющей средой в теплообменнике подогрева газообразного топлива является прямая сетевая вода ТЭЦ.
После теплообменника подогрева газообразного топлива прямая сетевая вода направляется в трубопровод обратной сетевой воды. Для обеспечения постоянства тепловой нагрузки ТЭЦ, а также для соблюдения температурного графика в этом случае необходимо либо подавать дополнительное количество пара в голову турбины, либо изменять положение диафрагмы.
Согласно проведенным расчетам увеличение КПД ТЭЦ по выработке электроэнергии при включении ДГА в ее тепловую схему сильно зависит оттого, по какому графику (тепловой или электрической нагрузки) работает ТЭЦ, и может составить 0,5 % — 0,8 %.
- Парогазовые установки
Для повышения экономичности выработки электроэнергии и теплоты в настоящее время рассматривают различные варианты использования парогазовой технологии. При этом предполагается как использование ПГУ в качестве исходных элементов ТЭС, так и применение парогазовой технологии для модернизации существующих энергоблоков путем надстройки их ГТУ. Эффективность некоторых вариантов схем ПГУ может быть повышена за счет включения в их состав ДГА. Такими могут быть схемы, в которых в топку котла не только подводится тепло дымовых газов ГТУ, но и дополнительно сжигается газообразное топливо.
Эти схемы могут быть использованы также при модернизации существующих энергоблоков. В данном варианте часть газообразного топлива поступает в ГТУ, а часть — через редуцирующее устройство в котел. Установка параллельно редуцирующему устройству ДГА позволит выработать дополнительное количество электроэнергии и повысить эффективность установки в целом. Очевидно, что доли утилизируемого тепла в общем подведенном тепле могут быть различными у различных вариантов схем, и соответственно различными будут расходы газообразного топлива, проходящего через ДГА, и мощности детандера.
- Использование теплового насоса для подогрева газообразного топлива перед детандером
Предложенная схема позволяет установке работать и в автономном режиме при наличии только низкопотенциального источника тепла. Принцип работы такой установки описан в [5].
Газ высокого давления по трубопроводу поступает в теплообменник, греющей средой в котором служит низкокипящая жидкость контура ТНУ, направляемая в теплообменник компрессором, вращаемым электродвигателем. Низкокипящая жидкость, отдав тепло в теплообменнике, расширяется в дроссельном вентиле, после чего поступает в испаритель, где испаряется за счет низкопотенциального тепла и подается во входной патрубок компрессора. Нагретый в теплообменнике газ высокого давления поступает в детандер. После совершения механической работы и расширения в детандере газ поступает по трубопроводу низкого давления для дальнейшего использования, а механическая работа газа, полученная в детандере, преобразуется в электрическую энергию в электрогенераторе. Часть полученной в электрогенераторе электрической энергии используется для приведения в действие электродвигателя компрессора. Избыток электроэнергии, выработанной электрогенератором, может быть использован для электроснабжения внешних потребителей.
4.3 Перспективные технологии сжигания газообразного топлива
- Каталитическое горение (беспламенное горение)
Каталитическое горение — горение топлива без пламени.
Этот процесс дает то же самое количество энергии, что и системы горения, в которых используется пламя, но при более низкой пиковой температуре, находящейся ниже порога, на котором формируются NOx. Это достигается посредством горения на каталитической поверхности, изготовленной на основе палладия. Поскольку температурный диапазон, в котором катализатор является активным, ограничен как нижним пределом (недостаточная активность), так и верхним пределом (деградация), процесс сгорания состоит из трех стадий:
предварительное горение в интегрированной камере предварительного горения повышает