Разработка и расчет схемы комбинированной газопаровой установки с глубокой утилизацией теплоты и влаги; Известия Томского политехнического университета [Известия ТПУ]. Инжиниринг георесурсов; Т. 336, № 3 - Галашов Н. Н. Николай Никитович (2025, 2025)
Актуальность исследования заключается в экономии природного газа, уменьшении выбросов теплоты и водяного пара в окружающую среду путем глубокой утилизации из уходящих газов теплоты в котлеутилизаторе и теплоты и влаги в конденсационном утилизаторе. Цель: разработка схемы комбинированной газопаровой установки и методики ее расчета. Объекты: комбинированные газопаровые установки с вводом водяного пара в камеру сгорания газовой турбины и глубокой утилизацией теплоты в котле-утилизаторе и конденсационном утилизаторе теплоты и влаги из уходящих газов. Методы: численные методы на основе материальных и энергетических балансов систем и элементов газопаровых установок. Результаты. Разработана тепловая схема комбинированной газопаровой установки с вводом водяного пара в камеру сгорания газовой турбины и глубокой утилизацией теплоты в котле-утилизаторе и теплоты и влаги из уходящих газов в конденсационном утилизаторе. Разработан алгоритм расчета этой схемы, на основе которого в пакете электронных таблиц EXCEL с использованием базы функций расчета термодинамических и теплофизических параметров веществ Coolprop написана программа, которая позволяет рассчитывать показатели с изменением параметров наружного воздуха, состава сжигаемого топлива, степени сжатия воздуха в компрессоре, расхода вводимого в камеру сгорания пара, температуры продуктов сгорания на входе в газовую турбину, электрической нагрузки на генераторе газовой турбины, температуры уходящих газов на выходе теплоутилизатора. Приведен пример расчета схемы для одного варианта исходных данных, который показал, что при заданных исходных данных при использовании теплоты уходящих газов в котле-утилизаторе и конденсационном теплоутилизаторе в дополнительных циклах Ренкина можно получить, относительно электрической мощности газовой турбины 100 МВт, прирост мощности 12,34 МВт: из них 8,94 МВт в паровой турбине и 3,40 МВт в турбине на низкокипящем рабочем теле. Электрический КПД комбинированной газопаровой установки составил 57,68 %: при этом КПД газовой турбины 51,35 %, КПД паровой турбины 83,48 % и КПД турбины на низкокипящем рабочем теле 4,86 %