Парогазовая установка: различия между версиями

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Интерактивная навигация по истории
(Показать все непатрулированные изменения)
[непроверенная версия][непроверенная версия]
← Предыдущая правка
Содержимое удалено Содержимое добавлено
ВизуальныйВики-текст
Спасено источников — 0, отмечено мёртвыми — 1. Сообщить об ошибке. См. FAQ.) #IABot (v2.0.9.5
 
(не показано 17 промежуточных версий 11 участников)
Строка 1: Строка 1:
[[Файл:COGES-diagram.png|thumb|right|200px|Схема работы парогазовой установки]]
[[Файл:COGES-diagram.png|thumb|right|Cхема работы парогазовой установки, электричество производится дважды — с помощью газовой, а затем паровой турбины.]]

'''Парогазовая установка''' (англ. Combined Cycle Gas Turbine, CCGT) — электрогенерирующая станция, служащая для производства [[электроэнергия|электроэнергии]].
'''Парогазовая установка''' (англ. Combined Cycle Gas Turbine, CCGT) — часть электрогенерирующей станции (ТЭС, ТЭЦ, ГРЭС), служащая для производства [[электроэнергия|электроэнергии]].


== Принцип действия и устройство ==
== Принцип действия и устройство ==
Парогазовая установка содержит два отдельных [[Двигатель|двигателя]]: [[Паровая турбина|паросиловой]] и [[Газотурбинный двигатель|газотурбинный]]. В газотурбинной установке турбину вращают газообразные продукты сгорания топлива. Топливом может служить как [[природный газ]], так и продукты [[нефть|нефтяной]] промышленности ([[дизельное топливо]]). На одном валу с турбиной находится [[электрогенератор|генератор]], который за счёт вращения ротора вырабатывает [[электрический ток]]. Проходя через газовую турбину, продукты сгорания отдают лишь часть своей энергии и на выходе из неё, когда их [[давление]] уже близко к наружному и работа не может быть ими совершена, все ещё имеют высокую температуру. С выхода газовой турбины продукты сгорания попадают в паросиловую установку, в [[котел-утилизатор]], где нагревают воду и образующийся [[водяной пар]]. Температура продуктов сгорания достаточна для того, чтобы довести пар до состояния, необходимого для использования в паровой турбине ([[температура]] дымовых газов около 500 °C позволяет получать [[перегретый пар]] при [[давление|давлении]] около 100 [[Атмосфера (единица измерения)|атмосфер]]). Паровая турбина приводит в действие второй [[электрогенератор]] (схема multi-shaft).
Парогазовая установка содержит два отдельных [[Двигатель|двигателя]]: [[Паровая турбина|паросиловой]] и [[Газотурбинный двигатель|газотурбинный]]. В газотурбинной установке турбину вращают газообразные продукты сгорания топлива.<ref> Рассматриваются также проекты с ядерным газотурбинным двигателем, где камера сгорания заменяется [[Ядерный реактор|ядерным реактором]] особой конструкции, рассчитанным на работу при очень высоких температурах (на данный момент не реализовано даже в виде чертежей, однако теоретически возможно создать такой газотурбинный двигатель, правда при этом из-за высокой [[Радиоактивный распад|радиоактивности]] выхлопа потребуется использовать закрытый [[цикл Брайтона]]).</ref> Топливом может служить как [[природный газ]], так и продукты [[нефть|нефтяной]] промышленности ([[дизельное топливо]]). На одном валу с турбиной находится [[электрогенератор|генератор]], который за счёт вращения ротора вырабатывает [[электрический ток]]. Проходя через газовую турбину, продукты сгорания отдают лишь часть своей энергии и на выходе из неё, когда их [[давление]] уже близко к атмосферному и работа не может быть ими совершена, все ещё имеют высокую температуру. С выхода газовой турбины продукты сгорания попадают в паросиловую установку, в [[котел-утилизатор]], где нагревают воду и образующийся [[водяной пар]]. Температура продуктов сгорания достаточна для того, чтобы довести пар до состояния, необходимого для использования в паровой турбине ([[температура]] дымовых газов около 500 °C позволяет получать [[перегретый пар]] при [[давление|давлении]] около 100 [[Атмосфера (единица измерения)|атмосфер]]). Паровая турбина приводит в действие второй [[электрогенератор]] (схема multi-shaft).


Широко распространены парогазовые установки, у которых паровая и газовая турбины находятся на одном валу, в этом случае используется только один, чаще всего двухприводный генератор (схема single-shaft). Такая установка может работать как в комбинированном, так и в простом газовом цикле с остановленной паровой турбиной. Также часто пар с двух блоков ГТУ—котёл-утилизатор направляется в одну общую паросиловую установку.
Широко распространены парогазовые установки, у которых паровая и газовая турбины находятся на одном валу, в этом случае используется только один, чаще всего двухприводный генератор (схема single-shaft). Такая установка не может работать в газовом режиме (с не работающим паровым контуром), так как паровая турбина не может вращаться без пара (нужен пар на холостом ходу, для охлаждение). Также часто пар с двух блоков ГТУ—котёл-утилизатор направляется в одну общую паросиловую установку (дуплексная схема).


Иногда парогазовые установки создают на базе существующих старых паросиловых установок (схема topping). В этом случае уходящие газы из новой газовой турбины сбрасываются в существующий паровой котёл, который соответствующим образом модернизируется. КПД таких установок, как правило, ниже, чем у новых парогазовых установок, спроектированных и построенных «с нуля».
Иногда парогазовые установки создают на базе существующих старых паросиловых установок (схема topping). В этом случае уходящие газы из новой газовой турбины сбрасываются в существующий паровой котёл, который соответствующим образом модернизируется. КПД таких установок, как правило, ниже, чем у новых парогазовых установок, спроектированных и построенных «с нуля».


На установках небольшой мощности [[Паровая машина|поршневая паровая машина]] обычно эффективнее, чем лопаточная радиальная или осевая [[паровая турбина]], и есть предложение применять современные паровые машины в составе ПГУ<ref>{{cite web|url=http://www.eprussia.ru/teploenergetika/pdf/te_01%2804%29.pdf|title=Газотурбопаропоршневая электростанция: эффективность турбины повысит «паровоз»|last=Трохин|first=Иван|date=2013-02|work=Энергетика и промышленность России|accessdate=2013-03-28|archiveurl=https://www.webcitation.org/6FdETCYhg?url=http://www.eprussia.ru/teploenergetika/pdf/te_01(04).pdf|archivedate=2013-04-04|deadlink=yes}}</ref>.
На установках небольшой мощности [[Паровая машина|поршневая паровая машина]] обычно эффективнее, чем лопаточная радиальная или осевая [[паровая турбина]], и есть предложение применять современные поршневые паровые двигатели в составе ПГУ<ref>{{cite web|url=http://www.eprussia.ru/teploenergetika/pdf/te_01%2804%29.pdf|title=Газотурбопаропоршневая электростанция: эффективность турбины повысит «паровоз»|last=Трохин|first=Иван|date=2013-02|work=Энергетика и промышленность России|accessdate=2013-03-28|archiveurl=https://www.webcitation.org/6FdETCYhg?url=http://www.eprussia.ru/teploenergetika/pdf/te_01(04).pdf|archivedate=2013-04-04|deadlink=yes}}</ref>.


== Преимущества ==
== Преимущества ==
Строка 21: Строка 22:


== Недостатки ПГУ ==
== Недостатки ПГУ ==

* Необходимость осуществлять фильтрацию воздуха, используемого для сжигания топлива.
* Необходимость осуществлять фильтрацию воздуха, используемого для сжигания топлива.
* Ограничения на типы используемого топлива. Как правило в качестве основного топлива используется природный газ, а резервного — дизельное топливо. Применение угля в качестве топлива возможно только в установках с внутрицикловой газификацией угля, что сильно удорожает строительство таких электростанций. Отсюда вытекает необходимость строительства недешёвых коммуникаций транспортировки топлива — трубопроводов.
* Ограничения на типы используемого топлива. Как правило в качестве основного топлива используется природный газ, а резервного — дизельное топливо. Применение угля в качестве топлива возможно только в установках с внутрицикловой газификацией угля, что сильно удорожает строительство таких электростанций. Отсюда вытекает необходимость строительства недешёвых коммуникаций транспортировки топлива — трубопроводов.
* Сезонные ограничения мощности. Максимальная производительность в зимнее время.
* Сезонные ограничения мощности. Максимальная производительность в зимнее время.


Строка 29: Строка 29:
[[Файл:North West CHP power station 5.jpg|thumb|right|200px|[[Северо-Западная ТЭЦ]] — первая электростанция в России, использующая парогазовый цикл]]
[[Файл:North West CHP power station 5.jpg|thumb|right|200px|[[Северо-Западная ТЭЦ]] — первая электростанция в России, использующая парогазовый цикл]]
[[Файл:Central costanera.jpg|thumb|right|200px|Аргентинская [[ТЭС Костанера]] — первая электростанция в Южной Америке, использующая парогазовый цикл]]
[[Файл:Central costanera.jpg|thumb|right|200px|Аргентинская [[ТЭС Костанера]] — первая электростанция в Южной Америке, использующая парогазовый цикл]]
Несмотря на то, что преимущества парогазового цикла были впервые доказаны ещё в 1950-х годах советским академиком [[Христианович, Сергей Алексеевич|С. А. Христиановичем]]{{Нет АИ|1|7|2011}}, этот тип энергогенерирующих установок не получил в [[Россия|России]] широкого применения. В [[Союз Советских Социалистических Республик|СССР]] были построены несколько экспериментальных ПГУ. Примером могут служить энергоблоки мощностью 170 МВт на [[Невинномысская ГРЭС|Невинномысской ГРЭС]] и мощностью 250 МВт на [[Молдавская ГРЭС|Молдавской ГРЭС]]. За последние 10 лет в России введены в эксплуатацию более 45 мощных парогазовых энергоблоков. Среди них:
Несмотря на то, что преимущества парогазового цикла были впервые доказаны ещё в 1950-х годах советским академиком [[Христианович, Сергей Алексеевич|С. А. Христиановичем]]<ref>{{Cite web |url=http://www.biblioatom.ru/founders/hristianovich_sergey_alekseevich |title=История Росатома: Христианович Сергей Алексеевич(1908–2000) |access-date=2023-02-09 |archive-date=2023-02-09 |archive-url=https://web.archive.org/web/20230209114829/http://www.biblioatom.ru/founders/hristianovich_sergey_alekseevich |deadlink=no }}</ref>, этот тип энергогенерирующих установок не получил в [[Россия|России]] широкого применения. В [[Союз Советских Социалистических Республик|СССР]] были построены несколько экспериментальных ПГУ. Примером могут служить энергоблоки мощностью 170 МВт на [[Невинномысская ГРЭС|Невинномысской ГРЭС]] и мощностью 250 МВт на [[Молдавская ГРЭС|Молдавской ГРЭС]]. За последние 10 лет в России введены в эксплуатацию более 45 мощных парогазовых энергоблоков. Среди них:
* 3 ПГУ мощностью 450 МВт каждый: 2 на [[ТЭЦ-27]]<ref>{{Cite web |url=http://www.mosenergo.ru/docs/597.aspx |title=Фоторепортаж о пуске ПГУ-450Т на ТЭЦ-27 Мосэнерго |accessdate=2011-07-01 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20110501033553/http://www.mosenergo.ru/docs/597.aspx |archivedate=2011-05-01 |deadlink=yes }}</ref><ref>{{Cite web |url=http://www.mosenergo.ru/docs/info/525.aspx |title=Статья о ТЭЦ-27 на сайте Мосэнерго |accessdate=2011-07-01 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20101213060547/http://www.mosenergo.ru/docs/info/525.aspx |archivedate=2010-12-13 |deadlink=yes }}</ref> и 1 на [[ТЭЦ-21]]<ref>{{Cite web |url=http://www.mosenergo.ru/docs/info/520.aspx |title=Статья о ТЭЦ-21 на сайте Мосэнерго |accessdate=2011-07-01 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20091017051956/http://mosenergo.ru/docs/info/520.aspx |archivedate=2009-10-17 |deadlink=yes }}</ref>; 3 ПГУ мощностью 420 МВт каждый: 1 на [[ТЭЦ-16]], 1 на [[ТЭЦ-20]], 1 на [[ТЭЦ-26]]; 1 ПГУ мощностью 220 МВт на [[ТЭЦ-12]]; 2 ПГУ мощностью 121 МВт каждый на [[ТЭС Международная]]<ref>[http://www.tpe.ru/TPE-File/new-projects/TES-mezhdunarodnaya-osobennosti.pdf Статья о конструктивных особенностях ТЭС «Международная» на сайте компании «ТехноПромЭкспорт»]{{Недоступная ссылка|date=Октябрь 2019 |bot=InternetArchiveBot }}</ref> — в [[Москва|Москве]]
* 3 ПГУ мощностью 450 МВт каждый: 2 на [[ТЭЦ-27]]<ref>{{Cite web |url=http://www.mosenergo.ru/docs/597.aspx |title=Фоторепортаж о пуске ПГУ-450Т на ТЭЦ-27 Мосэнерго |accessdate=2011-07-01 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20110501033553/http://www.mosenergo.ru/docs/597.aspx |archivedate=2011-05-01 |deadlink=yes }}</ref><ref>{{Cite web |url=http://www.mosenergo.ru/docs/info/525.aspx |title=Статья о ТЭЦ-27 на сайте Мосэнерго |accessdate=2011-07-01 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20101213060547/http://www.mosenergo.ru/docs/info/525.aspx |archivedate=2010-12-13 |deadlink=yes }}</ref> и 1 на [[ТЭЦ-21]]<ref>{{Cite web |url=http://www.mosenergo.ru/docs/info/520.aspx |title=Статья о ТЭЦ-21 на сайте Мосэнерго |accessdate=2011-07-01 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20091017051956/http://mosenergo.ru/docs/info/520.aspx |archivedate=2009-10-17 |deadlink=yes }}</ref>; 3 ПГУ мощностью 420 МВт каждый: 1 на [[ТЭЦ-16]], 1 на [[ТЭЦ-20]], 1 на [[ТЭЦ-26]]; 1 ПГУ мощностью 220 МВт на [[ТЭЦ-12]]; 2 ПГУ мощностью 121 МВт каждый на [[ТЭС Международная]]<ref>[http://www.tpe.ru/TPE-File/new-projects/TES-mezhdunarodnaya-osobennosti.pdf Статья о конструктивных особенностях ТЭС «Международная» на сайте компании «ТехноПромЭкспорт»]{{Недоступная ссылка|date=Октябрь 2019 |bot=InternetArchiveBot }}</ref> — в [[Москва|Москве]]
* 2 энергоблока мощностью 450 МВт каждый на [[Северо-Западная ТЭЦ|Северо-Западной ТЭЦ]], энергоблоки мощностью 450 МВт на [[Южная ТЭЦ|Южной ТЭЦ]] и [[Правобережная ТЭЦ|Правобережной ТЭЦ]], энергоблок в составе двух ПГУ-180 на [[Первомайская ТЭЦ|Первомайской ТЭЦ]] — в [[Санкт-Петербург]]е
* 2 энергоблока мощностью 450 МВт каждый на [[Северо-Западная ТЭЦ|Северо-Западной ТЭЦ]], энергоблоки мощностью 450 МВт на [[Южная ТЭЦ|Южной ТЭЦ]] и [[Правобережная ТЭЦ|Правобережной ТЭЦ]], энергоблок в составе двух ПГУ-180 на [[Первомайская ТЭЦ (Санкт-Петербург)|Первомайской ТЭЦ]] — в [[Санкт-Петербург]]е
* 3 энергоблока Няганьской ГРЭС суммарной мощностью 1269,8 МВт<ref>[http://www.fortum.com/countries/ru/about/production/hant/pages/default.aspx Няганская ГРЭС | Fortum<!-- Заголовок добавлен ботом -->]</ref>
* 3 энергоблока [[Няганская ГРЭС|Няганьской ГРЭС]] суммарной мощностью 1269,8 МВт<ref>{{Cite web |url=http://www.fortum.com/countries/ru/about/production/hant/pages/default.aspx |title=Няганская ГРЭС {{!}} Fortum<!-- Заголовок добавлен ботом --> |access-date=2014-12-04 |archive-date=2014-12-22 |archive-url=https://web.archive.org/web/20141222111818/http://www.fortum.com/countries/ru/about/production/hant/pages/default.aspx |deadlink=no }}</ref>
* 3 энергоблока на [[Сочинская ТЭС|Сочинской ТЭС]]. Два энергоблока мощностью 39 МВт каждый (1-я очередь строительства). Один энергоблок 80 МВт (2-я очередь строительства)<ref>[http://www.tes-sochi.ru/images/doc/pozdr2011.pdf Интервью директора Сочинского филиала «Интер РАО ЕЭС» В. А. Белосевича изданию «Огни Большого Сочи»]{{Недоступная ссылка|date=Октябрь 2019 |bot=InternetArchiveBot }}</ref>.
* 3 энергоблока на [[Сочинская ТЭС|Сочинской ТЭС]]. Два энергоблока мощностью 39 МВт каждый (1-я очередь строительства). Один энергоблок 80 МВт (2-я очередь строительства)<ref>[http://www.tes-sochi.ru/images/doc/pozdr2011.pdf Интервью директора Сочинского филиала «Интер РАО ЕЭС» В. А. Белосевича изданию «Огни Большого Сочи»]{{Недоступная ссылка|date=Октябрь 2019 |bot=InternetArchiveBot }}</ref>.
* 3 энергоблока на [[Челябинская ГРЭС|Челябинской ТЭЦ-4]], мощностью 247, 247,5 и 263 МВт, соответственно<ref>{{cite web|title=Схема теплоснабжения в административных границах города Челябинска на период до 2034 года (актуализация на 2019 год) |url=https://cheladmin.ru/sites/default/files/Схема_теплоснабжения_Челябинск_2018.rar|publisher=[https://cheladmin.ru/ Официальный сайт Администрации города Челябинска]|accessdate=2018-11-30}}</ref>.
* 3 энергоблока на [[Челябинская ГРЭС|Челябинской ТЭЦ-4]], мощностью 247, 247,5 и 263 МВт, соответственно<ref>{{cite web|title=Схема теплоснабжения в административных границах города Челябинска на период до 2034 года (актуализация на 2019 год)|url=https://cheladmin.ru/sites/default/files/Схема_теплоснабжения_Челябинск_2018.rar|publisher=[https://cheladmin.ru/ Официальный сайт Администрации города Челябинска]|accessdate=2018-11-30|url-status=dead}}</ref>.
* 2 ПГУ мощностью 450 МВт каждая на [[Калининградская ТЭЦ-2|Калининградской ТЭЦ-2]]<ref>[http://www.combienergy.ru/news.php?zag=1305164065 Введен в эксплуатацию 2-й блок Калининградской ТЭЦ-2]</ref>
* 2 ПГУ мощностью 450 МВт каждая на [[Калининградская ТЭЦ-2|Калининградской ТЭЦ-2]]<ref>{{Cite web |url=http://www.combienergy.ru/news.php?zag=1305164065 |title=Введен в эксплуатацию 2-й блок Калининградской ТЭЦ-2 |access-date=2011-07-01 |archive-date=2014-01-04 |archive-url=https://web.archive.org/web/20140104234546/http://www.combienergy.ru/news.php?zag=1305164065 |deadlink=no }}</ref>
* 2 ПГУ мощностью 220 МВт каждая на [[Тюменская ТЭЦ-1|Тюменской ТЭЦ-1]]<ref>{{Cite web |url=http://www.quartzgroup.ru/o_kompanii/press-centr/novosti_kompanii/sostoyalsya_torzhestvennyj_pusk_energobloka_pgu-190220_tyumenskoj_tec-1_postroennogo_gruppoj_kompanij/ |title=Пуск ПГУ-190/220 на Тюменской ТЭЦ-1 |accessdate=2011-07-01 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20130922054610/http://www.quartzgroup.ru/o_kompanii/press-centr/novosti_kompanii/sostoyalsya_torzhestvennyj_pusk_energobloka_pgu-190220_tyumenskoj_tec-1_postroennogo_gruppoj_kompanij |archivedate=2013-09-22 |deadlink=yes }}</ref>
* 2 ПГУ мощностью 220 МВт каждая на [[Тюменская ТЭЦ-1|Тюменской ТЭЦ-1]]<ref>{{Cite web |url=http://www.quartzgroup.ru/o_kompanii/press-centr/novosti_kompanii/sostoyalsya_torzhestvennyj_pusk_energobloka_pgu-190220_tyumenskoj_tec-1_postroennogo_gruppoj_kompanij/ |title=Пуск ПГУ-190/220 на Тюменской ТЭЦ-1 |accessdate=2011-07-01 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20130922054610/http://www.quartzgroup.ru/o_kompanii/press-centr/novosti_kompanii/sostoyalsya_torzhestvennyj_pusk_energobloka_pgu-190220_tyumenskoj_tec-1_postroennogo_gruppoj_kompanij |archivedate=2013-09-22 |deadlink=yes }}</ref>
* 2 ПГУ мощностью 325 МВт каждая на [[Ивановская ГРЭС|Ивановской ГРЭС]]<ref>[http://www.aviaport.ru/digest/2008/05/21/149640.html Ввод в эксплуатацию ПГУ-325 на Ивановской ГРЭС]</ref> на основе [[ГТД-110]]
* 2 ПГУ мощностью 325 МВт каждая на [[Ивановская ГРЭС|Ивановской ГРЭС]]<ref>{{Cite web |url=http://www.aviaport.ru/digest/2008/05/21/149640.html |title=Ввод в эксплуатацию ПГУ-325 на Ивановской ГРЭС |access-date=2011-07-01 |archive-date=2014-12-28 |archive-url=https://web.archive.org/web/20141228133057/http://www.aviaport.ru/digest/2008/05/21/149640.html |deadlink=no }}</ref> на основе [[ГТД-110]]
*2 ПГУ мощностью 110 МВт каждая на Казанской ТЭЦ-2
* 2 ПГУ мощностью 123 МВт каждая на [[Казанская ТЭЦ-1|Казанской ТЭЦ-1]]
*2 ПГУ мощностью 123 МВт каждая на Казанской ТЭЦ-1
* 2 ПГУ мощностью 110 МВт каждая на [[Казанская ТЭЦ-2|Казанской ТЭЦ-2]]
⚫
* 2 ПГУ суммарной мощностью 100 МВт на [[Шахтинская ГТЭС|Шахтинской ГТЭС]]
* 1 ПГУ мощностью 400 МВт на [[Шатурская ГРЭС|Шатурской ГРЭС]]<ref>[http://www.ogk-4.ru/pgu400_shatura.html ПГУ-400 на Шатурской ГРЭС]{{Недоступная ссылка|date=Октябрь 2019 |bot=InternetArchiveBot }}</ref>
* 1 ПГУ мощностью 400 МВт на [[Шатурская ГРЭС|Шатурской ГРЭС]]<ref>[http://www.ogk-4.ru/pgu400_shatura.html ПГУ-400 на Шатурской ГРЭС]{{Недоступная ссылка|date=Октябрь 2019 |bot=InternetArchiveBot }}</ref>
* 1 ПГУ мощностью 440 МВт на [[Краснодарская ТЭЦ|Краснодарской ТЭЦ]]<ref>{{Cite web |url=http://www.utz.ru/cgi-bin/news/view.cgi?news=262 |title=На Краснодарской ТЭЦ состоялся торжественный пуск блока ПГУ-410<!-- Заголовок добавлен ботом --> |accessdate=2012-01-17 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20111122092314/http://www.utz.ru/cgi-bin/news/view.cgi?news=262 |archivedate=2011-11-22 |deadlink=yes }}</ref>
* 1 ПГУ мощностью 440 МВт на [[Краснодарская ТЭЦ|Краснодарской ТЭЦ]]<ref>{{Cite web |url=http://www.utz.ru/cgi-bin/news/view.cgi?news=262 |title=На Краснодарской ТЭЦ состоялся торжественный пуск блока ПГУ-410<!-- Заголовок добавлен ботом --> |accessdate=2012-01-17 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20111122092314/http://www.utz.ru/cgi-bin/news/view.cgi?news=262 |archivedate=2011-11-22 |deadlink=yes }}</ref>
* 1 ПГУ мощностью 230 МВт на [[Челябинская_ТЭЦ-3|Челябинской ТЭЦ-3]]<ref>{{Cite web |url=http://www.fortum.ru/production/chel-production/ |title=ОАО «Фортум» — Производство электроэнергии в Челябинской области |accessdate=2012-02-14 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20120224214552/http://www.fortum.ru/production/chel-production/ |archivedate=2012-02-24 |deadlink=yes }}</ref>
* 1 ПГУ мощностью 230 МВт на [[Челябинская ТЭЦ-3|Челябинской ТЭЦ-3]]<ref>{{Cite web |url=http://www.fortum.ru/production/chel-production/ |title=ОАО «Фортум» — Производство электроэнергии в Челябинской области |accessdate=2012-02-14 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20120224214552/http://www.fortum.ru/production/chel-production/ |archivedate=2012-02-24 |deadlink=yes }}</ref>
* 1 ПГУ мощностью 410 МВт на [[Среднеуральская ГРЭС|Среднеуральской ГРЭС]] ОАО «Энел ОГК-5» 
* 1 ПГУ мощностью 410 МВт на [[Среднеуральская ГРЭС|Среднеуральской ГРЭС]] ОАО «Энел ОГК-5» 
* 1 ПГУ мощностью 410 МВт на [[Невинномысская ГРЭС|Невинномысской ГРЭС]] ОАО «Энел ОГК-5»
* 1 ПГУ мощностью 410 МВт на [[Невинномысская ГРЭС|Невинномысской ГРЭС]] ОАО «Энел ОГК-5»
* 1 ПГУ мощностью 220 МВт на [[Новгородская ТЭЦ|Новгородской ТЭЦ]]
* 1 ПГУ мощностью 220 МВт на [[Новгородская ТЭЦ|Новгородской ТЭЦ]]
* 1 ПГУ мощностью 110 МВт на [[Вологодская ТЭЦ|Вологодской ТЭЦ]]
* 1 ПГУ мощностью 110 МВт на [[Вологодская ТЭЦ|Вологодской ТЭЦ]]
* 1 ПГУ мощностью 424,6 МВт на [[Яйвинская ГРЭС|Яйвинской ГРЭС]]
* 1 ПГУ мощностью 424,6 МВт на [[Яйвинская ГРЭС|Яйвинской ГРЭС]]
* 1 ПГУ мощностью 330 МВт на Новогорьковской ТЭЦ
* 1 ПГУ мощностью 330 МВт на Новогорьковской ТЭЦ
* 1 ПГУ мощностью 450 МВт на [[Череповецкая ГРЭС|Череповецкой ГРЭС]]
* 1 ПГУ мощностью 450 МВт на [[Череповецкая ГРЭС|Череповецкой ГРЭС]]
* 1 ПГУ суммарной мощностью 800 МВт на [[Киришская ГРЭС|Киришской ГРЭС]] (самая мощная парогазовая установка в России в 2014-2017 годах)
* 1 ПГУ суммарной мощностью 800 МВт на [[Киришская ГРЭС|Киришской ГРЭС]] (самая мощная парогазовая установка в России в 2014—2017 годах)
* 1 ПГУ суммарной мощностью 903 МВт на [[Пермская ГРЭС|Пермской ГРЭС]] (самая мощная парогазовая установка в России с 2017 года)
* 1 ПГУ суммарной мощностью 903 МВт на [[Пермская ГРЭС|Пермской ГРЭС]] (самая мощная парогазовая установка в России с 2017 года)
* 2 ПГУ суммарной мощностью 235 МВт на [[Астраханская ПГУ-235|Астраханской ПГУ-235]] и 2 ПГУ на Астраханской ПГУ-110 (бывшая [[Астраханская ГРЭС]]) суммарной фактической мощностью 121 МВт при проектной 110 МВт.
⚫
*1 ПГУ суммарной мощностью 100 МВт Шахтинская ГТЭС
*
* ''в различных стадиях проектирования или строительства находятся ещё около 10 ПГУ.''
* ''в различных стадиях проектирования или строительства находятся ещё около 10 ПГУ.''


Строка 58: Строка 60:


== Альтернативное применение ==
== Альтернативное применение ==
В компании [[BMW]] сделали предположение о возможности использования парогазового цикла в автомобилях. Предлагается использовать выхлопные газы автомобиля для работы небольшой паровой турбины.<ref>[http://www.autoblog.com/2005/12/09/bmw-turbosteamer-gets-hot-and-goes/ «BMW Turbosteamer gets hot and goes»]</ref>
В компании [[BMW]] сделали предположение о возможности использования парогазового цикла в автомобилях. Предлагается использовать выхлопные газы автомобиля для работы небольшой паровой турбины.<ref>{{Cite web |url=http://www.autoblog.com/2005/12/09/bmw-turbosteamer-gets-hot-and-goes/ |title=«BMW Turbosteamer gets hot and goes» |access-date=2007-09-05 |archive-date=2017-06-18 |archive-url=https://web.archive.org/web/20170618152805/http://www.autoblog.com/2005/12/09/bmw-turbosteamer-gets-hot-and-goes/ |deadlink=no }}</ref>


== Дальнейшее развитие ==
== Дальнейшее развитие ==
В [[ПГУ_с_газификацией_угля|развитие]] идеи ПГУ было предложено использовать [[газогенератор]] для получения [[Генераторный газ|горючего газа из угля]], биомассы и проч.
В [[ПГУ с газификацией угля|развитие]] идеи ПГУ было предложено использовать [[газогенератор]] для получения [[Генераторный газ|горючего газа из угля]], биомассы и проч.


== Примечания ==
== Примечания ==
Строка 71: Строка 73:
* [http://twt.mpei.ac.ru/MCS/Worksheets/PTU/PGU.xmcd Расчет парогазовой установки]
* [http://twt.mpei.ac.ru/MCS/Worksheets/PTU/PGU.xmcd Расчет парогазовой установки]
* [http://www.combienergy.ru/stat900.html История парогазового цикла в России. Перспективы развития]
* [http://www.combienergy.ru/stat900.html История парогазового цикла в России. Перспективы развития]
* [http://bse.sci-lib.com/article087101.html «Парогазотурбинная установка» в Большой советской энциклопедии]
* [bse.sci-lib.com/article087101.html «Парогазотурбинная установка» в Большой советской энциклопедии]
* [http://www.eprussia.ru/epr/104/7979.htm Статья П. Андреева "История парогазового цикла в России" из издания "Энергетика и промышленность России"]
* [http://www.eprussia.ru/epr/104/7979.htm Статья П. Андреева «История парогазового цикла в России» из издания «Энергетика и промышленность России»]


== Литература ==
== Литература ==
Строка 84: Строка 86:
[[Категория:Термодинамика]]
[[Категория:Термодинамика]]
[[Категория:Газовые турбины]]
[[Категория:Газовые турбины]]

{{спам-ссылки|1=
* bse.sci-lib.com/article087101.html
}}

Текущая версия от 09:18, 27 июля 2024

Cхема работы парогазовой установки, электричество производится дважды — с помощью газовой, а затем паровой турбины.

Парогазовая установка (англ. Combined Cycle Gas Turbine, CCGT) — часть электрогенерирующей станции (ТЭС, ТЭЦ, ГРЭС), служащая для производства электроэнергии.

Принцип действия и устройство

[править | править код]

Парогазовая установка содержит два отдельных двигателя: паросиловой и газотурбинный. В газотурбинной установке турбину вращают газообразные продукты сгорания топлива.[1] Топливом может служить как природный газ, так и продукты нефтяной промышленности (дизельное топливо). На одном валу с турбиной находится генератор, который за счёт вращения ротора вырабатывает электрический ток. Проходя через газовую турбину, продукты сгорания отдают лишь часть своей энергии и на выходе из неё, когда их давление уже близко к атмосферному и работа не может быть ими совершена, все ещё имеют высокую температуру. С выхода газовой турбины продукты сгорания попадают в паросиловую установку, в котел-утилизатор, где нагревают воду и образующийся водяной пар. Температура продуктов сгорания достаточна для того, чтобы довести пар до состояния, необходимого для использования в паровой турбине (температура дымовых газов около 500 °C позволяет получать перегретый пар при давлении около 100 атмосфер). Паровая турбина приводит в действие второй электрогенератор (схема multi-shaft).

Широко распространены парогазовые установки, у которых паровая и газовая турбины находятся на одном валу, в этом случае используется только один, чаще всего двухприводный генератор (схема single-shaft). Такая установка не может работать в газовом режиме (с не работающим паровым контуром), так как паровая турбина не может вращаться без пара (нужен пар на холостом ходу, для охлаждение). Также часто пар с двух блоков ГТУ—котёл-утилизатор направляется в одну общую паросиловую установку (дуплексная схема).

Иногда парогазовые установки создают на базе существующих старых паросиловых установок (схема topping). В этом случае уходящие газы из новой газовой турбины сбрасываются в существующий паровой котёл, который соответствующим образом модернизируется. КПД таких установок, как правило, ниже, чем у новых парогазовых установок, спроектированных и построенных «с нуля».

На установках небольшой мощности поршневая паровая машина обычно эффективнее, чем лопаточная радиальная или осевая паровая турбина, и есть предложение применять современные поршневые паровые двигатели в составе ПГУ[2].

Преимущества

[править | править код]
  • Парогазовые установки позволяют достичь электрического КПД более 60 %. Для сравнения, у работающих отдельно паросиловых установок КПД обычно находится в пределах 33-45 %, для газотурбинных установок — в диапазоне 28-42 %
  • Низкая стоимость единицы установленной мощности
  • Парогазовые установки потребляют существенно меньше воды на единицу вырабатываемой электроэнергии по сравнению с паросиловыми установками
  • Короткие сроки возведения (9-12 мес.)
  • Нет необходимости в постоянном подвозе топлива ж/д или морским транспортом
  • Компактные размеры позволяют возводить непосредственно у потребителя (завода или внутри города), что сокращает затраты на ЛЭП и транспортировку эл. энергии
  • Более экологически чистые в сравнении с паротурбинными установками

Недостатки ПГУ

[править | править код]
  • Необходимость осуществлять фильтрацию воздуха, используемого для сжигания топлива.
  • Ограничения на типы используемого топлива. Как правило в качестве основного топлива используется природный газ, а резервного — дизельное топливо. Применение угля в качестве топлива возможно только в установках с внутрицикловой газификацией угля, что сильно удорожает строительство таких электростанций. Отсюда вытекает необходимость строительства недешёвых коммуникаций транспортировки топлива — трубопроводов.
  • Сезонные ограничения мощности. Максимальная производительность в зимнее время.

Применение на электростанциях

[править | править код]
Северо-Западная ТЭЦ — первая электростанция в России, использующая парогазовый цикл
Аргентинская ТЭС Костанера — первая электростанция в Южной Америке, использующая парогазовый цикл

Несмотря на то, что преимущества парогазового цикла были впервые доказаны ещё в 1950-х годах советским академиком С. А. Христиановичем[3], 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. За последние 10 лет в России введены в эксплуатацию более 45 мощных парогазовых энергоблоков. Среди них:

По сравнению с Россией в странах Западной Европы и США парогазовые установки стали широко применяться раньше. На западных ТЭС, использующих в качестве топлива природный газ, установки такого типа используются гораздо чаще.

Альтернативное применение

[править | править код]

В компании BMW сделали предположение о возможности использования парогазового цикла в автомобилях. Предлагается использовать выхлопные газы автомобиля для работы небольшой паровой турбины.[17]

Дальнейшее развитие

[править | править код]

В развитие идеи ПГУ было предложено использовать газогенератор для получения горючего газа из угля, биомассы и проч.

Примечания

[править | править код]
  1. ↑ Рассматриваются также проекты с ядерным газотурбинным двигателем, где камера сгорания заменяется ядерным реактором особой конструкции, рассчитанным на работу при очень высоких температурах (на данный момент не реализовано даже в виде чертежей, однако теоретически возможно создать такой газотурбинный двигатель, правда при этом из-за высокой радиоактивности выхлопа потребуется использовать закрытый цикл Брайтона).
  2. ↑ Трохин, Иван Газотурбопаропоршневая электростанция: эффективность турбины повысит «паровоз». Энергетика и промышленность России (февраль 2013). Дата обращения: 28 марта 2013. Архивировано из оригинала 4 апреля 2013 года.
  3. ↑ История Росатома: Христианович Сергей Алексеевич(1908–2000). Дата обращения: 9 февраля 2023. Архивировано 9 февраля 2023 года.
  4. ↑ Фоторепортаж о пуске ПГУ-450Т на ТЭЦ-27 Мосэнерго. Дата обращения: 1 июля 2011. Архивировано из оригинала 1 мая 2011 года.
  5. ↑ Статья о ТЭЦ-27 на сайте Мосэнерго. Дата обращения: 1 июля 2011. Архивировано из оригинала 13 декабря 2010 года.
  6. ↑ Статья о ТЭЦ-21 на сайте Мосэнерго. Дата обращения: 1 июля 2011. Архивировано из оригинала 17 октября 2009 года.
  7. ↑ Статья о конструктивных особенностях ТЭС «Международная» на сайте компании «ТехноПромЭкспорт» (недоступная ссылка)
  8. ↑ Няганская ГРЭС | Fortum. Дата обращения: 4 декабря 2014. Архивировано 22 декабря 2014 года.
  9. ↑ Интервью директора Сочинского филиала «Интер РАО ЕЭС» В. А. Белосевича изданию «Огни Большого Сочи» (недоступная ссылка)
  10. ↑ Схема теплоснабжения в административных границах города Челябинска на период до 2034 года (актуализация на 2019 год) (недоступная ссылка — история). Официальный сайт Администрации города Челябинска. Дата обращения: 30 ноября 2018.
  11. ↑ Введен в эксплуатацию 2-й блок Калининградской ТЭЦ-2. Дата обращения: 1 июля 2011. Архивировано 4 января 2014 года.
  12. ↑ Пуск ПГУ-190/220 на Тюменской ТЭЦ-1. Дата обращения: 1 июля 2011. Архивировано из оригинала 22 сентября 2013 года.
  13. ↑ Ввод в эксплуатацию ПГУ-325 на Ивановской ГРЭС. Дата обращения: 1 июля 2011. Архивировано 28 декабря 2014 года.
  14. ↑ ПГУ-400 на Шатурской ГРЭС (недоступная ссылка)
  15. ↑ На Краснодарской ТЭЦ состоялся торжественный пуск блока ПГУ-410. Дата обращения: 17 января 2012. Архивировано из оригинала 22 ноября 2011 года.
  16. ↑ ОАО «Фортум» — Производство электроэнергии в Челябинской области. Дата обращения: 14 февраля 2012. Архивировано из оригинала 24 февраля 2012 года.
  17. ↑ «BMW Turbosteamer gets hot and goes». Дата обращения: 5 сентября 2007. Архивировано 18 июня 2017 года.

Ссылки

[править | править код]

Литература

[править | править код]
  • 3ысин В. А., Комбинированные парогазовые установки и циклы, М. — Л.,1962.
Источник — https://ru.wikipedia.org/ruwiki/w/index.php?title=Парогазовая_установка&oldid=139252290