Підвищення ефективності роботи комбінованих парогазотурбінних енергетичних установок та зменшення екологічного забруднення навколишнього середовища

        Об’єкти теплової енергетики,  які в переважній більшості працюють на твердому паливі,  є  на даний момент часу  найбільшими джерелами  забруднення навколишнього  атмосферного повітря. Зокрема, Бурштинська теплова електростанція (БуТЕС), яка працює по традиційній схемі з використанням паротурбінних установок, може в рік тільки по одній димовій трубі (а їх є три) викидати в навколишнє середовище до 100 000 т оксидів азоту. До недоліків таких енергетичних установок слід ще віднести  і низьку  маневреність. Це стає несприятливим фактором при роботі в умовах пікових навантажень.
       Досить  високим ресурсом в плані підвищення маневреності та зниження питомих (на 1 Мвт потужності)  валових викидів володіють парогазотурбінні установки. Однак, для роботи газової турбіни в комбінованій парогазотурбінній установці (ПГТУ) використовується рідкісне та досить дороге газотурбінне паливо. Разом з тим, ще в 40-50 роки минулого століття [1], вже були запропоновані принципові схеми енергетичних установок з використанням  для роботи газової частини традиційного твердого палива. При цьому лопатки газової турбіни працюють у важких умовах через наявність в гарячих продуктах згорання твердих включень та інших агресивних компонентів. Для усунення таких недоліків слід використовувати  проміжне робоче середовище. В роботах [2,3]  описані комбіновані парогазотурбінні установки, в яких робочим тілом є звичайне стиснуте повітря, нагріте до потрібних температур за допомогою ефективних сучасних теплопередаючих пристроїв[4], які дозволяють ще і утилізувати тепло, яке викидається в навколишнє середовище із димовими газами.
       Запропоновані авторами  в роботах  [2,3]  енергетичні установки, які включають в себе паровий котел з конвективним газоходом, повітряну турбіну з компресором та включену між ними  камеру підігріву, що зв’язана через теплопередаючий пристрій з топкою котла. Теплопередаючий пристрій виконаний  у вигляді теплової трубки, холодний кінець якої розташований в камері підігріву повітря, а гарячий – в топці котла, причому котел  доповнений байпасною лінією, яка включена між газоходом  і топкою  в місці розташування гарячого кінця теплової трубки.  
       Загальною позитивною рисою описаних вище [2,3] енергоустановок є і те (можливо і в значно більш масштабних рамках), що для роботи газотурбінної установки (ГТУ), яка працює в складі ПГТУ, не використовується додаткова кількість газоподібного чи рідкого палива для підігріву стиснутого повітря в камері згорання газової турбіни.
       Описані принципові технологічні схеми парогазових турбінних установок, що побудовані на базі сучасних тепло передаючих пристроїв, дозволяють досягти значного технічного ефекту, який полягає у підвищенні їх ефективності та зменшенні питомих валових викидів шкідливих речовин в атмосферне повітря навіть при незначному збільшенні кількості спалюваного твердого палива за рахунок додаткового виробітку електроенергії в газовому контурі енергетичної установки. При цьому також досягається суттєве зменшення теплового забруднення навколишнього середовища шляхом утилізації тепла димових газів, що реалізується  за допомогою роздільного виконання кип’ятильника теплової трубки, частина якого встановлюється  в різних частинах димохідних каналів. Загальний коефіцієнт корисної дії такої комбінованої установки теж значне зростає завдяки усуненню одного циклу перетворення тепла в електроенергію.
Література
1. Парогазова теплосилова установка. Патент ФРГ  № 839290, 1944р.
2. Грінченко Д.М., Кулик М.П., Єрмакова Л.Ф. Енергетична установка. Авт. свід. СРСР № 1198230, БВ № 46, 1985р.
3. Грінченко Д.М., Єрмакова Л.Ф., Кулик М.П. Енергетична установка.  Авт. свід. СРСР 1281690, БВ №1, 1987 р.
4. Чи С. Тепловые трубы. Теория и практика.,”Машиностроение”, 1981 г.
5. Грінченко Д. М., Кулик  М.П. Спосіб роботи енергетичної установки.  Авт. свід. СРСР № 1188338 , БВ №40, 1985 р.
 
 
Підвищення ефективності роботи комбінованих парогазотурбінних енергетичних установок  та зменшення  екологічного забруднення навколишнього середовища / Кулик М.П. // І-й Всеукраїнський з’їзд екологів: міжнар. наук.-техн. конф., 4–7 жовтня 2006 р.: тези допов. – Вінниця, 2006. – С. 227.
МНПК “Перший Всеукраїнський з’їзд екологів”,  4-7 жовтня, 2006 р.
Вінницький національний технічний університет
Секція 5 “Інженерні шляхи вирішення екологічних проблем України. Альтернативні (відновлювальні) джерела енергії ”.
Скачати в форматі pdf: 
Оцінка: 
0
No votes yet