|
Парогазотурбинные установки на тепловых электростанцияхНа тепловых электростанциях ГТУ применяются в качестве пиковых, полупиковых и базовых агрегатов, резервных двигателей и, в частности, для покрытия собственных нужд станции.
Наибольшее развитие в последние годы приобретает применение ГТУ в комплекте с паротурбинными установками, а также для комбинированной выработки электрической и тепловой энергии на ТЭЦ. Совершенствование ГТУ, в первую очередь освоение высоких температур газа (до 1300 1500 и повышение единичной мощности (250 ЗОО МВт и выше), позволяет рассматривать ГТУ как весьма перспективный двигатель для тепловых электростанций. КПД собственно ГТУ пока не достигает значений полученных на крупных современных паротурбинных электростанциях, однако в сочетании с паротурбинной установкой ГТУ образует парогазотурбинную установку (парогазовую установку), которая может быть реализована во многих вариантах. Некоторые типы таких комбинированных установок достигают рекордных значений КПД среди всех тепловых двигателей (до 60%). В парогазотурбинной установке теплота уходящих газов используется для подогрева воды и образования пара в котле-утилизаторе (КУ). Пар из КУ поступает в паровую турбину паротурбинной установки. Паровая турбина вырабатывает дополнительную мощность, и тем самым повышается КПД всей комбинированной парогазовой установки утилизационного типа (ПГУ-У), поскольку для выработки дополнительной мощности не расходуется дополнительное топливо сверх того, что подано в камеру сгорания. Принципиальная схема ПГУ-У представлена на рис.27. Установки ПГУ-У служат дня выработки электрической энергии с наиболее высоким КПД из всех существующих тепловых двигателей. Уходящие газы покидают КУ с невысокой температурой (90-120 ). Принцип действия ДВС Двигатель внутреннего сгорания (ДВС)- тепловой двигатель, внутри которого происходит сжигание топлива и преобразование части выделившейся теплоты в механическую работу.
Образующиеся при сгорании топлива высокотемпературные газы (рис.28) оказывают давление на поршень 6 и перемещают его. Поступательное движение поршня через шатун 7 передается установленному в картере коленчатому валу 8 и таким образом преобразуется во вращательное движение. В связи с возвратно-поступательным движением поршня 6 сгорание топлива в поршневых двигателях происходит периодически (циклично) определенными порциями, причем сгоранию каждой порции предшествует ряд подготовительных процессов. Свежий заряд поступает в цилиндр через впускной клапан 3, а продукты сгорания удаляются через выпускной клапан 4. Продукты сгорания несут значительное количество тепловой энергии, которую целесообразно использовать в газовой турбины с компрессором для повышения давления на впуске в ДВС. Увеличение наполнения цилиндров двигателя воздухом путем повышения давления на впуске называют наддувом. Широкое применение ДВС в промышленности, на транспорте, в сельском хозяйстве и стационарной энергетике обусловлено рядом их положительных качеств. Это прежде всего высокая экономичность, достаточно большой срок службы и надежность в эксплуатации Наряду с преимуществами ДВС следует отметить их недостатки. Это ограниченная по сравнению, например, с паровыми и газовыми турбинами агрегатная мощность, относительно высокий уровень шума, токсичность выпускных газов, а также возвратно-поступательное движение поршня, ограничивающее частоту вращения и являющееся причиной появления неуравновешенных сил инерции и моментов от них. В стационарной теплоэнергетике ДВС используются на небольших электростанциях (мощностью в несколько киловатт), а также достаточно мощных аварийных и передвижных энергоустановках. В мировой практике известны случаи строительства электростанций мощностью до 100 тыс. кВт, оборудованных дизелями. Виды рабочих циклов ДВС Рабочий цикл любого поршневого двигателя внутреннего сгорания может быть выполнен по одной из двух схем с внешним и внутренним смесеобразованием. По первой схеме рабочий цикл осуществляется следующим образом. Топливо и воздух в определенных соотношениях, необходимых для полного сгорания топлива, хорошо перемешиваются вне цилиндра двигателя и образуют горючую смесь. Полученная смесь поступает в цилиндр (впуск), после чего подвергается сжатию до давления p=10…18 бар и при этом температура повышается до Т=470…680 оК. Такая степень сжатия ограничена температурой самовоспламенения.
Подготовленная горючая смесь воспламеняется в цилиндре обычно от электрической искры. Вследствие быстрого сгорания смеси в цилиндре резко повышаются температура и давление, под воздействием которого происходит перемещение поршня в цилиндре. В процессе расширения, нагретые до высокой температуры газы, совершают полезную работу. Давление, а вместе с ним и температура газов в цилиндре при этом понижаются. После процесса расширения следует очистка цилиндра от продуктов сгорания (выпуск) и рабочий цикл повторяется. В рассмотренной схеме подготовка смеси воздуха с топливом, т. е. процесс смесеобразования, происходит в основном вне цилиндра, поэтому двигатели, работающие по этой схеме, называют также двигателями с внешним смесеобразованием. По второй схеме с внутренним смесеобразованием рабочий цикл осуществляется следующим образом. Рабочий цилиндр заполняется не смесью, а воздухом (впуск), который подвергается сжатию до давления p=30…60 бар и при этом температура повышается до Т=900…1100 оК. В конце процесса сжатия в цилиндр через форсунку под большим давлением впрыскивается топливо. Мелко распылённое топливо под действием горячего воздуха нагревается и самовоспламеняется. В результате более высокой степени сжатия, допустимой при работе двигателя по данной схеме, достигается более высокий КПД. Для двигателей с внутренним смесеобразованием могут быть использованы все виды жидкого и газообразного топлива. В подавляющем большинстве эти двигатели работают на жидком топливе. Двигатели, в которых воспламенение топлива происходит в результате высокого сжатия, называют также двигателями с воспламенением от сжатия или дизелями.
Что будет с Землей, если ось ее сместится на 6666 км? Что будет с Землей? - задался я вопросом... Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все... Что вызывает тренды на фондовых и товарных рынках Объяснение теории грузового поезда Первые 17 лет моих рыночных исследований сводились к попыткам вычислить, когда этот... Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам... Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:
|