IX Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2017

Паротурбинные установки - это основа современной теплоэнергетики. Работа паротурбинных установок базируется на реализации прямого термодинамического цикла превращения теплоты, которая получена при сгорании топлива, в работу турбины, и далее в электроэнергию. Вода используется в качестве рабочего тела.

На рисунке 1 приведена схема простой паротурбинной установки [1]. Приготовленный в паровом котле ПК перегретый водяной пар поступает к паровой турбине Т с давлением и температурой . В турбине водяной пар адиабатно расширяясь в соплах приобретает кинетическую энергию, которая на рабочих лопатках трансформируется в работу турбинного вала. Вал в свою очередь соединен с электрическим генератором Г, где происходит преобразование механической работы вала в электроэнергию. На выходе из турбины влажный пар имея давление , направляется в конденсатор К. В конденсаторе, влажный пар полностью конденсируется при постоянном давлении, отдавая тепло охлаждающей воде. Образовавшаяся вода адиабатно сжимается в насосе Н до давления и нагнетается в котел. В котле вода при постоянном давлении нагревается горячими газообразными продуктами сгорания до температуры кипения и затем испаряется. После этого получившийся пар снова перегревается до исходной температуры . На этом цикл замыкается, а перегретый пар вновь поступает в турбину, чтобы повторить цикл.

Рисунок 1 – Схема простой паротурбинной установки

Паротурбинные установки широко используют для выработки электроэнергии на электростанциях. Достоинства и недостатки паротурбинных установок представлены в таблице 1.

Таблица 1 – Преимущества и недостатки паротурбинных установок.

Преимущества паротурбинных установок	Недостатки паротурбинных установок
возможность использования любых видов топлива	большое потребление воды для охлаждения
высокая экономичность
возможность создания агрегатов большой единичной мощности

Парогазовыми установками называют установки, в которых преобразование тепловой энергии в механическую работу осуществляется с помощью парогазового цикла. Парогазовый цикл – это частный случай бинарного цикла, в котором роль высокотемпературного цикла играет газотурбинный цикл, а низкотемпературного – паротурбинный.

По способу использования тепловой энергии выхлопных газов газотурбинной установки (ГТУ) парогазовые циклы отличаются большим разнообразием. Самые распространенные утилизационные парогазовые установки. Принцип работы у них следующий: атмосферный воздух, сжатый компрессором К, (рисунок 2) поступает в камеру сгорания КС, где к нему при сжигании топлива подводится теплота , и далее адиабатно расширяется в газовой турбине ГТ, производя работу, которая используется для вращения компрессора и генератора. Уходящие из турбины газы направляются в топку котла-утилизатора КУ с температурой (550÷580) С, что позволяет получать пар в котле-утилизаторе высоких параметров и без дополнительного подвода теплоты. Полученный пар поступает в паровую турбину ПТ, после адиабатного расширения в ней конденсируется в конденсаторе Кн, и конденсат насосом Н снова подается в котел-утилизатор [1].

Рисунок 2 – Схема парогазовой установки с котлом-утилизатором.

Парогазовые установки имеют наибольшие значения КПД среди других тепловых двигателей и поэтому являются одним из более перспективных направлений современной энергетики.

SWOT-анализ – это метод стратегического планирования. Его суть состоит в выявлении факторов внутренней и внешней среды объекта исследования. Сильные стороны (strengths), слабые стороны (weaknesses), возможности (opportunities) и угрозы (threats) – представляет собой комплексный анализ объекта исследования [2].

Опишем сильные и слабые стороны объекта исследования (факторы внутренней среды), а также выявим сопутствующие возможности и угрозы (факторы внешней среды). Сведем результаты анализа в таблицу 2.

Таблица 2 – Матрица SWOT

	Сильные стороны	Слабые стороны	Возможности	Угрозы
Утилизационные парогазовые установки	Высокий термический КПД	Работают только на природном газе либо на легких сортах жидкого топлива	Активные научные исследования по модернизации в этой области	Небольшой опыт эксплуатации
	Высокая экономичность	Низкий КПД котла-утилизатора	Существенно меньшие капиталовложения	Незаинтересованность инвесторов
	Малые вредные выбросы		Возможность утилизации низкопотенциального тепла
	Меньшая потребность в охлаждающей воде
Паротурбинные установки	Возможность использования любых видов топлива	Низкий термический КПД	Большой опыт эксплуатации	Большие капиталовложения
	Возможность создания агрегатов большой единичной мощности	Большое потребление воды для охлаждения
		Высокие показатели вредных выбросов

Список использованных источников

1. Термодинамические основы циклов теплоэнергетических установок: учебное пособие для вузов / А.А. Александров. – 2-е изд., стереот. – М.: Издательский дом МЭИ, 2006. – 158 с.

2. SWOT-анализ. // 2В ЗОНА URL: http://b2bzona.org/b2bzona-2/swot-analysys/swot1

Код для цитирования: Скопировать