Высокотемпературная газопаротурбинная установка на базе комбинированного топлива

摘要

На основании анализа перспектив развития энергетики мира и России до 2040 г. предложена высокотемпературная газопаротурбинная установка(ГПТУ) на ультра сверхкритические параметры пара. Приведен анализ показателей ГПТУ, использующей пар от угольного котла с температурой 560 - 620°C и перегревом его до 1000 - 1500°C за счет сжигания в смесительном пароперегревателе природного газа с кислородом. Разработаны тепловая схема и конструкция ГПТУ мощностью 25 МВт с высокотемпературными частями высокого и среднего давления с общим КПД 51.7% и КПД использования природного газа 64 - 68%. Разработаны принципы проектирования и конструктивная схема ГПТУ мощностью 300 МВт. Определено влияние на себестоимость электроэнергии экономических параметров: уровня и соотношения цен твердого топлива и газа, капиталовложений. В широком диапазоне изменения этих параметров себестоимость электроэнергии от ГПТУ меньше, чем у современных ПГУ. Выделены элементы высокотемпературной ГПТУ, разработка которых определяет облик установок такого типа: камеры сгорания природного газа и кислорода в смеси с водяным паром, вакуумного конденсатора пара с большим содержанием неконденсирующихся газов, системы управления. Отмечена возможность использования отечественных газотурбинных технологий для разработки высокотемпературной части среднего давления ГПТУ. В экологическом отношении ГПТУ более совершенна по сравнению с современными конденсационными электростанциями: она позволяет получить на выходе поток концентрированного углекислого газа, который может быть утилизирован, и требует вдвое меньших расходов пресной воды.