Refrigeration Engineering and Technology

ISSN-print: 0453-8307
ISSN-online: 2409-6792
ISO: 26324:2012
Архiви

Використання кисню і природного газу для підвищення ефективності паротурбінних установок

##plugins.themes.bootstrap3.article.main##

Г.К. Лавренченко
https://orcid.org/0000-0002-8239-7587

Анотація

Паротурбінні установки становлять основу теплоенергетики. Незважаючи на їх поширеність, вони потребують вдосконалення із залученням результатів новітніх досліджень. При цьому в першу чергу фахівці повинні звертати увагу на те, що максимальна температура пари в цих установках не перевищує 550 °С через низьку корозійну стійкість і недостатню міцність трубок котельних агрегатів, що працюють при високій різниці тисків (до 25 МПа) всередині та зовні трубок. У той же час у сучасних газотурбінних установках температура робочого тіла при вході в турбіну високого тиску становить 1400-1500 °С. Цього досягають тим, що лопатки турбін, які виготовлені із жароміцної сталі, здатні витримувати температуру, що істотно перевищує максимальну межу, встановлену в даний час для паротурбінних установок. Лопатки турбін, до того ж, не схильні до впливу такої великої різниці тисків, як трубки котельних агрегатів. Для підвищення ефективності паротурбінних установок запропоновано новий спосіб підвищення температури пари перед турбіною. В його основі лежить використання кисню та природного газу. Підвищення максимальної температури циклу від 540 до 800 °С дозволяє збільшити термічний ККД на 8,1 %, а ефективність – на 6,4 %. Описується нетрадиційний спосіб підвищення макси­мальної температури циклу паротурбінної установки К-1200-240 до 800 °С, що дозволяє суттєво підвищити її термічний та ефективний ККД. Сутність способу полягає у змішуванні перегрітої пари, що виходить з пароперегрівача котла, з продуктами згоряння вуглеводневого палива в кисні. Таке рішення дозволяє уникнути проблеми механічної міцності і корозійної стійкості трубок пароперегрівача при високих температурах. Одним із наслідків застосування способу є отримання значної кількості чистого діоксиду вуглецю (340 т/добу в установці потужністю 1200 МВт), який можна утилізувати або поховати з метою зниження викидів в атмосферу

Ключові слова:
Паротурбінна установка, Перегріта пара, Природний газ, Метан, Кисень, Діоксид вуглецю

##plugins.themes.bootstrap3.article.details##

Як цитувати
Лавренченко, Г. (2021). Використання кисню і природного газу для підвищення ефективності паротурбінних установок. Refrigeration Engineering and Technology, 57(3), 189-195. https://doi.org/10.15673/ret.v57i3.2169
Розділ
ЕНЕРГЕТИКА ТА ЕНЕРГОЗБЕРЕЖЕННЯ

Посилання

1. Artemov, G.A., Gorbov, V.M., Romanovsky, G.F. (1997) Marine installations with gas turbine engines. Mykolaiv: UGMTU, 233.
2. Slobodianiuk, L.I. (1996) Design of marine gas turbine engines. Kyiv: ІZМN, 168.
3. Olkhovsky, G.G. (1996) Development of promising gas turbines. Teploenergetika, 4, 66-75.
4. Vasserman, A.A., Shutenko, M.A. (2003) Patent of Ukraine for invention No. 57773 "Method of increasing the temperature of steam in front of the turbine". Bulleten "Promislova Vlasnist", 7.
5. Golstrem, V.A., Kuznetsov, Yu.L. (1983) Energetic handbook of the engineer. Kyiv: Tekhnika, 416.
6. Glushko, V.P. (1962) Thermodynamic properties of individual substances. T.2. Tables of thermodynamic properties. Moscow: Izdatelstvo AN SSSR, 916.
7. Vukalovich, M.P., Rivkin, S.L., Alexandrov, A.A. (1969) Tables of thermophysical properties of water and steam. Moscow: Izdatelstvo standartov, 408.
8. (1997) United Nations on Climate Change. Global Warming General Convention. Kyoto, 8.
9. Ali Abdelhafid Abulgasem (1999) Mathematical model and algorithm for calculating the thermal scheme of a gas turbine with complete trapping of combustion products. Kholodilnaya tekhnila i tekhnologiya, 63, 81-85.
10. Verhivker, G.P., Abu Eljadail Kakher, Kravchenko, V.P., Chulkin, O.A. (2000) The use of chemical heat recovery in gas turbine and combined cycle plants. Kholodilnaya tekhnila i tekhnologiya, 69, 85-90.