Обоснование и выбор схем электростанций с газотурбинными и парогазовыми установками

Современные ГТУ имеют мощность 1-180 МВт и КПД 28-38 %. Благодаря более низким капиталовложениям, относительной простоте сооружения и высокой маневренности ГТУ широко применяются в качестве пиковых источников энергии. Упрощенная тепловая схема ГТУ приведена на рис. Компрессор служит для повышения давления и перемещения газов. Камеры сгорания предназначены для преобразования химической энергии газообразного или жидкого органического топлива в тепловую энергию рабочего тела.

Схемы ГТУ (а) и ПГУ (б): К - компрессор; КС - камера сгорания; ГТ - газовая турбина; ПТ - паровая турбина; КУ - котел-утилизатор; Г - генератор; К-р - конденсатор; Н – насос

Газовая турбина преобразует энергию горячих газов во вращающий момент на валу; 60-70 % этой энергии потребляется компрессором, а оставшаяся часть приводит во вращение синхронный генератор. Пуск ГТУ осуществляется от внешнего источника энергии, пускового устройства. Современных крупные ГТУ пускают от статического преобразователя частоты - тиристорного пускового устройства.

Используют структурные схемы с укрупнением или объединением блоков. Рациональным оказывается электроснабжение ГТУ от глубоких вводов 110-220 кВ, а не от тяжелых РУ генераторного напряжения. Энергия уходящих газов может быть использована в ПГУ с котлом-утилизатором. Уходящие газы после турбины поступают в КУ. Генерируемый в КУ пар подается на паровую турбину.

Возможны различные способы комбинирования ГТУ в составе ПГУ. В частности, тепловая схема ПГУ с КУ может быть моноблочной (1хГТ+1хКУ+ 1хПТ+2хГ), дубль-блочной (2хГТ+2хКУ+1хПТ+ 3хГ), трипл-блочной (ЗхГТ + ЗхКУ + 1хПТ + 4хГ).

Схемы ПГУ с КУ следует формировать по блочному принципу, ввиду их технологических особенностей.

Существуют тепловые схемы ПГУ: сбросного тип, с вытеснением регенерации, с котлами-утилизаторами для подогрева сетевой воды или производства промышленного пара, с газификацией угля.