Парогазовая электростанция (ПГУ)

Режим работы: базовый;
Номинальная мощность: 7 - 1000 МВт;
Вид топлива: природный газ, продукты нефтяной отрасли (мазут, солярка);
Рекомендации к применению: в составе газотурбинных установок.

Ведущие фирмы производители:

  • ГП НПГК Зоря – Машпроект;
  • ОАО Мотор Сич;
  • ОАО Оргэнергострой;
  • ОАО НПО Сатурн;
  • ОАО Силовые машины;
  • ОАО Сумское НПО им. М.В. Фрунзе;
  • ОАО Турбоатом;
  • ЗАО Уральский турбинный завод;
  • Alstom Power Systems;
  • Ansaldo Energia S.p.a.;
  • Bharat Heavy Limited;
  • Doosan Heavy Industries & Construction Co.Ltd.;
  • Ebara Corporation;
  • GE Energy Aeroderivative;
  • GE Energy Heavy Duty;
  • Hitachi Ltd., Power & Industrial Systems;
  • Ishikawajima – Harima Heavy Industries Co. Ltd.;
  • Kawasaki Heavy Industries Ltd;
  • MAN Turbo AG;
  • MAPNA Turbine Engineering & Manufacturing Co.;
  • Mitsubishi Heavy Industries Ltd.;
  • Mitsui Engineering & Shipbuilding Co. Ltd;
  • Nanjing Turbine & Electric Machinery (Group) Co. Ltd.;
  • Pratt & Whitney Power Systems (PWPS);
  • Rolls-Royce Power Engeneering Plc (Power Generation);
  • Siemens AG, Energy Sector;
  • Solar Turbines Incorporated;
  • Toshiba Corporation.

 

Парогазовые установки производят электричество и тепловую энергию. Тепловая энергия используется для дополнительного производства электричества. Парогазовая установка состоит из двух отдельных блоков: паросилового и газотурбинного. В парогазовых установках на одном валу с газовой турбиной находится первый генератор, который за счет вращения ротора вырабатывает электрический ток. Проходя через газовую турбину, продукты сгорания отдают ей лишь часть своей энергии и на выходе из турбины все ещё имеют высокую температуру. Далее продукты сгорания попадают в паросиловую установку, в котел-утилизатор, где нагревают водяной пар. Температуры продуктов сгорания достаточно для того, чтобы довести пар до состояния, необходимого для вращения паровой турбины (температура 500 градусов по Цельсию и давление 80 атмосфер). С паровой турбиной механически связан второй генератор.

Общий электрический КПД парогазовой установки составляет ~58 - 64%. В стандартных газотурбинных установках КПД составляет ~ 35%. Парогазовые установки (ПГУ) — относительно новый тип электростанций, работающих на газе, жидком или твердом топливе. Парогазовые установки (ПГУ) предназначены для получения максимального количества электроэнергии.
Несмотря на то, что преимущества парогазового цикла были впервые доказаны еще в 1950-х годах советским академиком Христиановичем, этот тип энергогенерирующих установок не получил в России широкого применения. В СССР были построены несколько экспериментальных ПГУ. Примером могут служить энергоблоки мощностью 170 МВт на Невинномысской ГРЭС и мощностью 250 МВт на Молдавской ГРЭС. В последние годы в России введены в эксплуатацию ряд мощных парогазовых энергоблоков. Среди них:

  • 2 энергоблока мощностью 450 МВт каждый на Северо-западной ТЭЦ в Санкт-Петербурге;
  • 1 энергоблок мощностью 450 МВт на Калининградской ТЭЦ-2;
  • 1 ПГУ мощностью 220 МВт на Тюменской ТЭЦ-1;
  • 2 ПГУ мощностью 450 МВт на ТЭЦ-27 и 1 ПГУ на ТЭЦ-21 в Москве;
  • 1 ПГУ мощностью 325 МВт на Ивановской ГРЭС;
  • 2 энергоблока мощностью 39 МВт каждый на Сочинской ТЭС.

По состоянию на сентябрь 2008 г. в России в различных стадиях проектирования или строительства находятся несколько ПГУ.
В Европе и США подобные установки функционируют на большинстве тепловых электростанций.
Важно отметить, что в ПГУ средней и небольшой производительности можно использовать газогенераторы серийных авиационных двигателей, работающие на пониженных режимах, что в сочетании с охлаждением горячей части двигателя слабо перегретым паром позволяет реализовать ресурс ПГУ, сравнимый с ресурсом современных промышленных паро- и газотурбинных установок.
Увеличение параметров рабочего процесса (температуры газа перед турбиной и степени повышения давления в цикле) в сочетании с использованием перспективных жаропрочных материалов для изготовления элементов горячей части двигателя позволит получить КПД установки более 55%. Существенное увеличение КПД ПГУ (при прочих равных условиях) по сравнению с паровыми, так и с газотурбинными установками (КПД последних, как правило, не превышает 35%) обусловлено следующими факторами:

  • утилизация тепла в котле-утилизаторе;
  • увеличением расхода рабочего тела через силовую турбину;
  • повышенной работоспособностью обычных продуктов сгорания углеводородного топлива (в результате более высокого значения газовой постоянной парогазовой смеси);
  • сжатием паровой компоненты рабочего тела в жидкой фазе.

В начало ↑