Одно из перспективных направлений в энергетике - использование парогазовых технологий, это обусловлено рядом преимуществ ПТУ над паротурбинными блоками: высокий КПД, достигающий в современных бинарных установках 58:60 %; снижение удельных капитальных затрат порядка 30 %; сокращение сроков монтажа оборудования и сроков ввода мощностей ПТУ; сокращение продолжительности пусков оборудования ПТУ; уменьшение вредных выбросов в окружающую среду; сокращение численности эксплуатационного персонала.
Имеют место три основных вида парогазовых установок: с котлом утилизатором, с ВПГ и НИТ. В ПТУ с НИТ отработавшие в ГТУ газы поступают в топку обычного котла и используются для сжигания дополнительного топлива - не только жидкого или газообразного, но, например, и угля. За НИТ также предусмотрен газоводяной подогреватель. В таких установках ГТУ является как бы надстройкой паротурбинной установки, поэтому такая схема используется для реконструкции паротурбинных установок, работающих на пониженных параметрах пара.
Одно из важнейших преимуществ ПГУ с НПГ по сравнению с ПГУ с ВПГ - возможность использования низкокачественного жидкого или твердого топлива в паровом контуре, причем доля этого топлива достигает 70—75% общего расхода на ПГУ. Немаловажным преимуществом является возможность использования обычных паровых котлов с соответствующей переделкой хвостовых частей, а для ряда случаев также элементов топочного устройства и пароперегревателя, что облегчает создание ПГУ на базе серийного оборудования и позволяет осуществлять газотурбинную надстройку действующих паротурбинных электростанций с сохранением установленного оборудования. ПГУ с НИТ имеют высокую экономичность, надежность таких установок высока, так как может быть обеспечена независимая работа газового и парового контуров.
В настоящее время КПД ПГУ с НИТ может достигать 50%. Использование такой парогазовой установки особенно актуально для старых тепловых станций, т.к. позволяет получить дополнительную мощность при относительно небольших затратах на расширение.
В рамках данного дипломного проекта был выполнен комплексный расчет по расширению Архангельской ТЭЦ парогазовым блоком мощностью 175 МВт. На проектируемой части установлено газовая турбина ГТУ-65, паровая турбина Т-110/120-130 и один котел ТГМ-84 «Б». В качестве топлива используется природный газ месторождения Заполярье (Ямал). Данный проект включает в себя следующие расчеты:
- тепловой расчет ГТУ, в котором были найдены температура воздуха за компрессором, температура газов за газовой турбиной, энтальпии сухого воздуха и чистых продуктов сгорания, расход воздуха на охлаждение и в камеру сгорания, расход топлива на газовую турбину, расход газов в топку ННТ, КПД газовой турбины с учетом охлаждения лопаток;
- тепловой расчет ПГУ с НИТ, в котором были найдены расход окислителя в топку НИТ, расход топлива в топку НИТ, температура уходящих газов, температуры за теплообменниками в конвективной шахте НИТ, общий КПД парогазовой установки, технико -экономические показатели;
- расчет маслоохладителя для газовой турбины, использующий экосол, в котором расчитали площадь поверхности теплообменника, геометрические размеры и произвели расчет на прочность корпуса, трубной доски, крышки водяной камеры.
В разделе «Экономическая часть» дана оценка варианта расширения ТЭЦ путем приобретения и строительства парогазовой установки 175 МВт.
