|
Как отмечалось выше, термический КПД паросиловых установок очень низкий, в связи с чем большое количество тепловой энергии может сбрасываться в окружающую среду, вызывая ряд экологических проблем, обусловленных повышением температуры этой среды.
Повысить КПД паросиловой установки можно путем повышения температуры пара перед турбиной (после пароперегревателя). Однако для паросиловых установок, работающих на водяном паре, существует ограничение по давлению, которое не должно превышать ЗО МПа, Это ограничение в первую очередь связано с прочностью современных материалов, применяемых для изготовления паросиловых установок. Ограничение верхнего предела давления пара в паросиловом цикле не позволяет увеличить температуру пара более 600°С. Нижняя температура рабочего тела в цикле Ренкина составляет 15... 30°С.
Сравнивая циклы паросиловых установок с циклами ДВС, убеждаемся, что в последних температура рабочего тела может достигать 1000°С. не вызывая существенных проблем прочности материалов, из которых они изготовлены. В ДВС средняя температура рабочего тела в процессе подвода тепловой энергии больше, чем в цикле паросиловой установке. Вместе с тем нижний предел температуры достигает 350...450°С при расширении продуктов сгорания топлива до атмосферного давления.
Так как температура отработавших в ДВС газов относительно большая, то это подтолкнуло инженеров к объединению этих двух циклов, газового и паросилового, в единой энергетической установке, называемой комбинированной (бинарной).
Циклы комбинированных установок с двумя рабочими телами называются бинарными циклами.
Рисунок 1.8.9. Принципиальная схема парогазовой установки
Парогазовый цикл - бинарный цикл, в котором в области высоких температур используются газы - продукты сгорания жидких и газообразных топлив, а в области низких температур - водяной пар.
Наружный воздух (рисунок 1.8.9) поступает в турбокомпрессор 1, сжимается до давления 1—0,5 МПа и подается в топку 2, куда поступает также жидкое или газообразное топливо, которое сгорает при постоянном давлении.
Теплота сгорания топлива частично расходуется на получение перегретого пара, а продукты сгорания, которые при температуре 900 °С и при давлении 0,4 МПа покидают топку 2 и поступают в газовую турбину 3.
После расширения в ней до атмосферного давления газы направляются в теплообменник 4, где охлаждаются и выбрасываются в атмосферу.
Перегретый пар, полученный в высоконапорном парогенераторе, поступает в паровую турбину 5,расширяется и совершает полезную работу.
Отработанный пар поступает в конденсатор 6, где полностью конденсируется. Насос 7 прокачивает конденсат через газовый теплообменник 4, где конденсат подогревается до температуры насыщения и виде питательной воды снова подается в парогенератор.
Эффективность комбинированной парогазовой установки выше, чем каждой из составляющих ее установок. Расчеты показывают, что термический КПД бинарного цикла больше по сравнению с КПД отдельно взятого парового или газового циклов и дает экономию топлива до 15%.
|
.png)
