Тепловые насосы в схеме улавливания и возврата водяных паров в цикл ПГУ смешения. Принцип когенерации

Современные парогазовые технологии позволяют частично утилизировать тепло, которое теряется безвозвратно на компрессорных станциях МГ. Но тем не менее, уходящие газы имеют все еще достаточно большой потенциал для того, чтобы заниматься проблемой утилизации и этого тепла.

Путем увеличения глубины утилизации бросового тепла самих ПГУ с помощью тепловых насосов ТН, можно расширить пределы применимости ПГУ и улучшить теплоэнергетические показатели таких комбинированных установок.

На рис. 10.11 представлена схема утилизации тепла, отводимого из контура контактного конденсатора комбинированной газопаротурбинной установки с регенерацией воды в цикле.

Рисунок 10.11 – Контур двухступенчатой ТНУ (рабочее тело – вода) с предвключенным теплообменником сетевой воды:

→ - сетевая вода; → - циркуляционная вода контактного конденсатора; → - пар; 1 – предвключенный подогреватель; 2 – испаритель ТНУ; 3 – компрессоры ТНУ; 4 – электродвигатель; 5 – конденсатор ТНУ; 6 – насос; ГПСВ – газовый подогреватель сетевой воды.

Потенциальная возможность применения теплонасосной установки ТНУ в данном случае обеспечивается уровнем температуры циркулирующей в контуре контактного конденсатора (КК) воды, не превышающей 60 °С.

При наличии возможности масштабной утилизации низкопотенциального тепла конденсации водяных паров, например, для теплофикационных нужд (вполне возможно и для выработки механической или электрической энергии), может быть реализована комбинированная схема (рис. 8.15). Эффект утилизации будет достигаться в этом случае не только за счет улавливания водяных паров, но и за счет увеличения коэффициента использования бросового тепла, до 88…92 %.

В 2001 г. комплексная парогазовая установка с впрыском пара и теплонасосной установкой была создана и находилась в стадии монтажа на ТЭЦ – 28 Мосэнерго. На рис.10.12 приведена только теплофикационная часть ПГУ – STIG.

Рисунок 10.12 - Теплофикационная часть ПГУ-STIG-60 с ТНУ.

1 — контактный конденсатор; 2 — выходная секция котла-утилизатора; 3 — теплонасосная установка; 4 — предвключенный теплообменник; 5 — основной подогреватель (бойлер) сетевой воды; 6 — пиковый подогреватель (бойлер) сетевой воды

При разработке данной схемы утилизации тепла, сбрасываемого в контактном конденсаторе, в качестве рабочего тела тепловых насосов была выбрана питательная вода.

Бинарные ПГУ, также как и ПГУ смешения, в сочетании с ТНУ могут образовать теплофикационную ПГУ и работать в режиме когенерации, обеспечивая базовую часть сезонного графика тепловой нагрузки.