Конструкции газотурбинных установок - Шварц В.А.
Скачать (прямая ссылка):
В ряде случаев сжатый воздух может нести функции только теплоносителя. Например, в газотурбиной локомотивной установке мощностью 8500 л. с. фирмы Дженерал Электрик воздух из компрессора с температурой более 200° С по трубопроводу поступает в тендер для подогрева тяжелого топлива до температуры 93° С. Уходящие из турбины горячие газы не могут быть использованы для этого, так как давление газа на выходе из турбины недостаточно для транспортирования его через трубопроводы и топливоподогреватель, расположенный в тендере.
ГТУ с утилизацией тепла уходящих газов
Одним из наиболее распространенных методов утилизации тепла уходящих из турбины газов является использование их для отопления и горячего водоснабжения. Сетевая вода нагревается при этом в теплообменниках, расположенных в выпускном тракте турбины. В последние годы этой схеме отдают предпочтение перед схемами с использованием тепла уходящих газов в регенераторах. Теплофикационными подогревателями сетевой воды снабжены отечественные базовые установки мощностью 50 000 и 25 000 квт типа ГТ-25-700 и ГТ-100-750 J1M3, установки H3JI для газопроводов и др., а также зарубежные установки — мощностью 35 000 квт фирмы Фиат, 25 000 квт фирмы Броун Бовери и многие другие.
Отвод тепла для теплофикации производится не только из теплофикационного подогревателя, но и из промежуточных воздухоохладителей, которые выполняют в таких случаях двух-
Рис. 4. Схема установки «Пэлюст» фирмы Блекборн:
I — пожарный шланг; 2 — ГТУ; 3 —
бак с раствором; 4 — насос; 5 — камера смешения; 6 — сетки
11
секционными. Нагретая в первой секции вода поступает для дальнейшего подогрева в теплофикационный подогреватель, а вторая секция при этом охлаждается циркуляционной водой. Непосредственное использование горячей воды из воздухоохладителей обычно исключается из-за низкой температуры воды, В редких случаях это тепло может быть утилизировано в низкопотенциальных системах как плавательные бассейны и т. п. Только в ГТУ замкнутого цикла отводимое из воздухоохладителей тепло может широко использоваться в теплофикационных, системах.
Так как диапазон изменения потребления тепла отопительными системами значительно шире, чем допускает регулирование ГТУ, в подобных схемах используются дополнительные-пиковые водогрейные котлы и аккумуляторы горячей воды.
На рис. 1 представлена тепловая схема ГТУ с широко развитой системой утилизации уходящих газов. В установке имеется регенератор и подогреватель сетевой воды. В летнее время установка работает по электрическому графику, зимой — по теплофикационному. Оба воздухоохладителя — низкого и высокого давления — выполнены двухсекционными. Через первые их секции прокачивается сетевая вода, которая отводит от обоих воздухоохладителей примерно 20 Г кал/ч тепла. Далее вода поступает в теплофикационный подогреватель, выполненный в виде двух секций, включенных параллельно по ходу, газа и воды. Система утилизации тепла уходящих газов весьма гибка—она позволяет обеспечить любое сочетание работы регенератора и теплофикационного подогревателя. Для экономии металла и упрощения конструкции регенератора и подогревателя их секции не имеют силовых корпусов и установлены в специальном помещении, являющемся частью газохода (рис. 5). Газ идет из турбины низкого давления по трубопроводу 2. Далее он может идти или через секции регенератора сверху вниз, или через боковые каналы, закрываемые шиберами 4. Газ отводится через окно 12 в дымовую трубу электростанции, предварительно пройдя по центральному каналу, закрываемому шибером 11, или через боковые каналы, в которых установлены секции подогревателя.
Система шиберов позволяет работать:
1) без регенерации и теплофикации, когда газ, минуя регенератор и подогреватель, идет непосредственно в дымовук> трубу (шиберы 4 и 11 открыты);
2) с регенерацией, когда газ проходит через регенератор, на не проходит через подогреватель (шибер 11 открыт, остальные закрыты);
3) с теплофикацией, при которой газ, минуя регенератора проходит через подогреватель (шибер 11 закрыт,, остальные открыты);
4) с регенерацией и теплофикацией, когда газ последовательно проходит через регенератор и подогреватель (шиберы 4 к 11 закрыты, остальные открыты).
На номинальном режиме при работе с регенерацией (второй вариант) количество тепла, переданного от газа к воздуху ш регенераторе, составляет 36 Гкал/ч. При работе с теплофикацией (третий вариант) воде передается 52 Гкал/ч-, с учетом
Рис. 5. Компоновка регенератора и теплофикационного подогревателя ГТУ мощностью 50 000 квт:
] трубопровод отвода воздуха; 2 — трубопровод подвода газа; 3 — секция регенератора; 4 — боковой шибер; 5 — трубопровод подвода воздуха; 6 — шибер подогревателя; 7 — секция подогревателя; 8 — трубопровод отвода воды; 9 — трубопровод подвода воды; W — шибер подогревателя; 11 — центральный шибер; 12 — окно отвода газа в дымовую трубу
воздухоохладителей общее количество отводимого тепла превышает 70 Гкал/ч. Температура уходящих газов составляет J45°C. При последовательной работе регенератора и подогревателя (четвертый вариант) количество тепла, передаваемого воздуху, практически остается без изменений, а воде передается меньшее количество тепла — 24 Гкал/ч. Температура уходящих газов на этом режиме снижается до 95° С. При этом в результате увеличения сопротивлений по газовому тракту вследствие последовательного включения аппаратов мощность установки снижается на 700 квт.
