Цикл ПГУ с высоконапорным парогенератором
В данной схеме
ПГУ камера сгорания ГТУ одновременно выполняет функции парового котла (рис. 17.5
и 17.6). Поскольку давление газов в паровом котле намного больше атмосферного
(до 10 бар и более), такой котел назвали высоконапорным парогенератором (ВПГ).
Соотношение расходов
газов, выходящих из ГТУ, и водяного пара в ПТУ в данной схеме определяется тепловым
балансом ВПГ и ГВП (расход газового рабочего тела принимается равным расходу воздуха):
. (17.12)
Расчет величины удельного расхода газов
ГТУ на 1 кг водяного пара ПТУ в соответствии с выражением (17.12) выполняется
по уравнению
. (17.13)
Удельная теплота, подведенная к рабочему
телу, в ПГУ с НПГ соответствует процессу в ВПГ 2-5 и рассчитывается как
. (17.14)
Остальные расчеты выполняются аналогично
расчетам ПГУ с КУ.
Полузависимая ПГУ
Название такой ПГУ характеризует
возможность независимой работы ГТУ и ПТУ. Совместная работа ГТУ и ПТУ предполагает
использование теплоты уходящих газов ГТУ для нагрева воды ПТУ вместо ее регенеративных
подогревателей (рис. 17.7 и 17.8).
Соотношение рабочих
тел ГТУ и ПТУ в этой схеме не имеет строго обязательного значения. Необходимым
условием ее работоспособности является выполнение теплового баланса газоводяного
подогревателя, в котором вода должна нагреваться до состояния насыщения при давлении
Р1 и отключенном отборе пара на регенеративный подогреватель ПТУ:
. (17.15)
Нагрев воды в ГВП до такой же температуры,
как и в регенеративном подогревателе ПТУ, позволяет отключить регенеративный подогреватель
без изменения режима работы парового котла. В такой схеме возможна автономная
и совместная работа ГТУ и ПТУ.
Теплота, подведенная к рабочим телам в ПГУ
(без учета потерь в паровом котле), определяется как
. (17.16)
Отведенная теплота от рабочих тел ПГУ
. (17.17)
Мощность ПГУ определяется выражением
. (17.18)
КПД ПГУ рассчитывается традиционно:
.
При подключении ГТУ к ПТУ по полузависимой схеме
(рис.17.7), в ПТУ возрастает мощность на величину
. (17.19)
Увеличение мощности в ПТУ обусловлено
тем, что пар, который ранее использовался для регенеративного подогревателя (D1),
в режиме ПГУ вырабатывает электрическую мощность. Поэтому если режим ПГУ рассматривать
как режим выработки пиковой мощности, то экономичность выработки пиковой мощности
необходимо оценивать пиковым КПД :
. (17.20)
Из выражения (17.20) видно, что пиковый
КПД ПГУ больше КПД автономно работающей ГТУ.