Εγκατάσταση CCGT που έχει σχεδιαστεί για να μετατρέπει ταυτόχρονα την ενέργεια δύο σωμάτων εργασίας, του ατμού και του αερίου, σε μηχανική ενέργεια. [GOST 26691 85] εγκατάσταση συνδυασμένου κύκλου Συσκευή που περιλαμβάνει επιφάνειες ακτινοβολίας και συναγωγής θέρμανσης,... ...
Εργοστάσιο συνδυασμένου κύκλου- μια συσκευή που περιλαμβάνει επιφάνειες ακτινοβολίας και συναγωγής θέρμανσης που παράγουν και υπερθερμαίνουν ατμό για τη λειτουργία ενός ατμοστρόβιλου με την καύση οργανικού καυσίμου και την ανακύκλωση της θερμότητας των προϊόντων καύσης που χρησιμοποιούνται σε έναν αεριοστρόβιλο σε... ... Επίσημη ορολογία
Εργοστάσιο συνδυασμένου κύκλου- GTU 15. Εγκατάσταση συνδυασμένου κύκλου Εγκατάσταση σχεδιασμένη να μετατρέπει ταυτόχρονα την ενέργεια δύο λειτουργικών ρευστών, ατμού και αερίου, σε μηχανική ενέργεια Πηγή: GOST 26691 85: Μηχανική θερμικής ενέργειας. Όροι και ορισμοί πρωτότυπο έγγραφο 3.13 παρ... Λεξικό-βιβλίο αναφοράς όρων κανονιστικής και τεχνικής τεκμηρίωσης
Μονάδα αερίου συνδυασμένου κύκλου με αεριοποίηση βιομάζας εντός του κύκλου- (ανάλογα με την τεχνολογία αεριοποίησης που χρησιμοποιείται, η απόδοση φτάνει το 36–45%) [A.S. Goldberg. Αγγλο-ρωσικό ενεργειακό λεξικό. 2006] Θέματα: ενέργεια γενικά EN μονάδα ολοκληρωμένης αεριοποίησης βιομάζας συνδυασμένου κύκλου ... Οδηγός Τεχνικού Μεταφραστή
Μονάδα αερίου συνδυασμένου κύκλου με αεριοποίηση άνθρακα σε κύκλο- - [A.S. Goldberg. Αγγλο-ρωσικό ενεργειακό λεξικό. 2006] Θέματα: ενέργεια γενικά EN μονάδα συνδυασμένου κύκλου αεριοποίησης ... Οδηγός Τεχνικού Μεταφραστή
Μονάδα αερίου συνδυασμένου κύκλου με αεριοποίηση άνθρακα εντός κύκλου (CCP-VGU)- - [A.S. Goldberg. Αγγλο-ρωσικό ενεργειακό λεξικό. 2006] Θέματα: ενέργεια γενικά EN Μονάδα ηλεκτροπαραγωγής αεριοποίησης άνθρακα ολοκληρωμένη μονάδα συνδυασμένου κύκλου αεριοποίησης άνθρακα ... Οδηγός Τεχνικού Μεταφραστή
Μονάδα αερίου συνδυασμένου κύκλου με αεριοποίηση άνθρακα εντός κύκλου με χρήση εκτόξευσης αέρα- - [A.S. Goldberg. Αγγλο-ρωσικό ενεργειακό λεξικό. 2006] Θέματα: ενέργεια γενικά EN Μονάδα συνδυασμένου κύκλου αεριοποίησης άνθρακα με εμφύσηση αέρα ... Οδηγός Τεχνικού Μεταφραστή
Μονάδα αερίου συνδυασμένου κύκλου με αεριοποίηση άνθρακα εντός κύκλου με χρήση έκρηξης οξυγόνου- - [A.S. Goldberg. Αγγλο-ρωσικό ενεργειακό λεξικό. 2006] Θέματα: ενέργεια γενικά EN Μονάδα συνδυασμένου κύκλου ολοκληρωμένης αεριοποίησης άνθρακα με εμφύσηση οξυγόνου ... Οδηγός Τεχνικού Μεταφραστή
μονάδα συνδυασμένου κύκλου με καύσιμο μετά την καύση- - [A.S. Goldberg. Αγγλο-ρωσικό ενεργειακό λεξικό. 2006] Ενεργειακά θέματα γενικά EN μονάδα συνδυασμένου κύκλου με συμπληρωματική καύση ... Οδηγός Τεχνικού Μεταφραστή
μονάδα συνδυασμένου κύκλου με πρόσθετη καύση καυσίμου- - [A.S. Goldberg. Αγγλο-ρωσικό ενεργειακό λεξικό. 2006] Θέματα: ενέργεια γενικά EN μονάδα συμπληρωματικής καύσης συνδυασμένου κύκλου ... Οδηγός Τεχνικού Μεταφραστή
Ανάλογα με το τι θα επιλέξουν κύκλους ατμού-αερίου, ποια επιλογή θα είναι η βέλτιστη και πώς θα μοιάζει το τεχνολογικό σχέδιο του εργοστασίου CCGT;
Μόλις γίνει γνωστή η ισοτιμία κεφαλαίου και η διαμόρφωση σχετικά με την τοποθέτηση του άξονα, μπορεί να ξεκινήσει η προκαταρκτική επιλογή του κύκλου.
Το εύρος εκτείνεται από πολύ απλούς «κύκλους απλής πίεσης» έως εξαιρετικά σύνθετους «κύκλους αναθέρμανσης τριπλής πίεσης». Η αποτελεσματικότητα του κύκλου αυξάνεται με την αυξανόμενη πολυπλοκότητα, αλλά το κόστος κεφαλαίου αυξάνεται επίσης. Το κλειδί για την επιλογή του σωστού κύκλου είναι να προσδιοριστεί ο κύκλος πίεσης που ταιριάζει καλύτερα σε έναν δεδομένο στόχο απόδοσης και κόστους.
Εγκατάσταση συνδυασμένου κύκλου με κύκλο μονής πίεσης
Αυτός ο κύκλος χρησιμοποιείται συχνά για πιο οικονομικά, υποβαθμισμένα καύσιμα όπως το αργό πετρέλαιο και τα βαρέα μαζούτ με υψηλή περιεκτικότητα σε θείο.
Σε σύγκριση με σύνθετους κύκλους, οι επενδύσεις σε μονάδες CCGT απλών κύκλων είναι ασήμαντες.
Το διάγραμμα δείχνει μια μονάδα CCGT με ένα πρόσθετο πηνίο εξατμιστή στο ψυχρό άκρο του λέβητα απόβλητης θερμότητας. Αυτός ο εξατμιστής αφαιρεί πρόσθετη θερμότητα από τα καυσαέρια και απελευθερώνει ατμό στον εξαεριστή που θα χρησιμοποιηθεί για τη θέρμανση του νερού τροφοδοσίας.
Χάρη σε αυτό, δεν υπάρχει ανάγκη εξαγωγής ατμού για τον εξαεριστή από τον στρόβιλο ατμού. Το αποτέλεσμα, σε σύγκριση με τον απλούστερο σχεδιασμό μονής πίεσης, είναι μια βελτίωση στην απόδοση, αλλά η επένδυση κεφαλαίου αυξάνεται ανάλογα.
CCGT με δύο κύκλους πίεσης
Οι περισσότερες συνδυασμένες μονάδες σε λειτουργία έχουν διπλούς κύκλους πίεσης. Το νερό τροφοδοτείται από δύο ξεχωριστές αντλίες τροφοδοσίας στον εξοικονομητή διπλής πίεσης.
Διαβάστε επίσης: Σχέδια για την εισαγωγή σταθμών ηλεκτροπαραγωγής συνδυασμένου κύκλου στη Ρωσία
Στη συνέχεια, το νερό χαμηλής πίεσης εισέρχεται στο πρώτο πηνίο του εξατμιστή και το νερό υψηλής πίεσης θερμαίνεται στον εξοικονομητή πριν εξατμιστεί και υπερθερμανθεί στο ζεστό άκρο του λέβητα ανάκτησης. Η εξαέρωση από το τύμπανο χαμηλής πίεσης τροφοδοτεί ατμό στον απαεριστή και στον στρόβιλο ατμού.
Η απόδοση του κύκλου διπλής πίεσης, όπως φαίνεται στο διάγραμμα T-S στο σχήμα, είναι υψηλότερη από την απόδοση του κύκλου απλής πίεσης, λόγω της πληρέστερης χρήσης της ενέργειας εξάτμισης του αεριοστροβίλου (πρόσθετη περιοχή CC"D"D) .
Ωστόσο, αυτό αυξάνει την επένδυση κεφαλαίου για πρόσθετο εξοπλισμό, όπως αντλίες τροφοδοσίας, εξοικονομητές διπλής πίεσης, εξατμιστές, σωληνώσεις χαμηλής πίεσης και δύο γραμμές ατμού LP στον ατμοστρόβιλο. Επομένως, ο υπό εξέταση κύκλος χρησιμοποιείται μόνο σε υψηλή ισοτιμία κεφαλαίου.
CCGT με τριπλό κύκλο πίεσης
Αυτό είναι ένα από τα πιο περίπλοκα σχήματα που χρησιμοποιούνται σήμερα. Χρησιμοποιείται σε περιπτώσεις πολύ υψηλής ισοτιμίας κεφαλαίου και η υψηλή απόδοση μπορεί να επιτευχθεί μόνο με υψηλό κόστος.
Ένα τρίτο στάδιο προστίθεται στον λέβητα απορριμμάτων θερμότητας, ο οποίος χρησιμοποιεί επιπλέον τη θερμότητα των καυσαερίων. Η αντλία υψηλής πίεσης παρέχει νερό τροφοδοσίας στον εξοικονομητή τριών σταδίων υψηλής πίεσης και στη συνέχεια στο τύμπανο διαχωριστή υψηλής πίεσης. Η αντλία τροφοδοσίας μέσης πίεσης παρέχει νερό στο τύμπανο διαχωριστή μέσης πίεσης.
Μέρος του νερού τροφοδοσίας από την αντλία μέσης πίεσης εισέρχεται στο τύμπανο διαχωριστή χαμηλής πίεσης μέσω μιας διάταξης στραγγαλισμού. Ο ατμός από το τύμπανο υψηλής πίεσης εισέρχεται στον υπερθερμαντήρα και στη συνέχεια στο τμήμα υψηλής πίεσης του ατμοστρόβιλου. Ο ατμός που εξαντλείται στο τμήμα υψηλής πίεσης (HPP) αναμιγνύεται με τον ατμό που προέρχεται από το τύμπανο μέσης πίεσης, υπερθερμαίνεται και τροφοδοτείται στην είσοδο του τμήματος χαμηλής πίεσης (LPP) του ατμοστρόβιλου.
Διαβάστε επίσης: Πώς να επιλέξετε μια μονάδα αεριοστροβίλου για έναν σταθμό με μονάδα CCGT
Η απόδοση μπορεί να αυξηθεί περαιτέρω με προθέρμανση του καυσίμου με νερό υψηλής πίεσης πριν εισέλθει στον αεριοστρόβιλο.
Διάγραμμα επιλογής κύκλου
Οι τύποι κύκλων που κυμαίνονται από έναν κύκλο πίεσης έως τον κύκλο αναθέρμανσης τριπλής πίεσης παρουσιάζονται ως συναρτήσεις της ισοτιμίας τροφοδοσίας.
Ο κύκλος επιλέγεται προσδιορίζοντας ποιοι κύκλοι αντιστοιχούν σε έναν δεδομένο δείκτη ισοτιμίας κεφαλαίου για μια συγκεκριμένη εφαρμογή. Εάν, για παράδειγμα, η ισοτιμία κεφαλαίου είναι 1.800 $. US/kW, τότε επιλέγεται ο κύκλος διπλής ή τριπλής πίεσης.
Ως πρώτη προσέγγιση, η απόφαση λαμβάνεται υπέρ του κύκλου τριπλής πίεσης, αφού με σταθερή ισοτιμία κεφαλαίου η απόδοση και η ισχύς είναι υψηλότερες. Ωστόσο, μετά από προσεκτικότερη εξέταση των παραμέτρων, μπορεί να είναι πιο κατάλληλος ένας κύκλος διπλής πίεσης για την κάλυψη άλλων απαιτήσεων.
Υπάρχουν περιπτώσεις για τις οποίες δεν ισχύει το διάγραμμα επιλογής κύκλου. Το πιο συνηθισμένο παράδειγμα μιας τέτοιας περίπτωσης είναι μια κατάσταση όπου ο πελάτης θέλει να έχει διαθέσιμη ηλεκτρική ενέργεια το συντομότερο δυνατό και η βελτιστοποίηση είναι λιγότερο σημαντική για αυτόν από τους σύντομους χρόνους παράδοσης.
Ανάλογα με τις περιστάσεις, ίσως είναι σκόπιμο να προτιμάτε έναν κύκλο μονής πίεσης από έναν κύκλο πολλαπλών πιέσεων, καθώς η κατανάλωση χρόνου είναι μικρότερη. Για το σκοπό αυτό, είναι δυνατή η ανάπτυξη μιας σειράς τυποποιημένων κύκλων με καθορισμένες παραμέτρους, οι οποίοι χρησιμοποιούνται με επιτυχία σε τέτοιες περιπτώσεις.
(Επισκέφθηκε 2.507 φορές, 1 επισκέψεις σήμερα)
Η μονάδα αεριοστροβίλου συνδυασμένου κύκλου είναι μια συνδυασμένη εγκατάσταση που αποτελείται από μια μονάδα αεριοστροβίλου, έναν λέβητα απόβλητης θερμότητας (HRB) και έναν ατμοστρόβιλο (ST). Η υλοποίηση των κύκλων ατμού και αερίου πραγματοποιείται σε χωριστά κυκλώματα, δηλ. απουσία επαφής μεταξύ των προϊόντων καύσης και του ρευστού εργασίας ατμού-υγρού. Η αλληλεπίδραση των ρευστών εργασίας πραγματοποιείται μόνο με τη μορφή ανταλλαγής θερμότητας σε εναλλάκτες θερμότητας επιφανειακού τύπου.
Η χρήση μονάδων αερίου συνδυασμένου κύκλου είναι ένας από τους πιθανούς και πολλά υποσχόμενους τομείς για τη μείωση του κόστους καυσίμων και ενέργειας.
Το CCGT συνδυάζει με επιτυχία τις παραμέτρους των αεριοστροβίλων και των ατμοηλεκτρικών σταθμών:
Οι αεριοστρόβιλοι λειτουργούν στη ζώνη υψηλών θερμοκρασιών ρευστού εργασίας.
Ισχύς ατμού - οδηγούνται από ήδη χρησιμοποιημένα προϊόντα καύσης που φεύγουν από τον στρόβιλο, δηλ. λειτουργούν ως ανακυκλωτές και χρησιμοποιούν απορριπτόμενη ενέργεια.
Η απόδοση της εγκατάστασης αυξάνεται ως αποτέλεσμα της θερμοδυναμικής υπερκατασκευής του κύκλου αερίου υψηλής θερμοκρασίας με κύκλο ατμού, που μειώνει τις απώλειες θερμότητας με τα καυσαέρια στον αεριοστρόβιλο.
Έτσι, το CCGT μπορεί να θεωρηθεί ως το τρίτο στάδιο βελτίωσης των στροβίλων. Οι κινητήρες CCGT είναι πολλά υποσχόμενοι κινητήρες, καθώς είναι ιδιαίτερα οικονομικοί και απαιτούν μικρές επενδύσεις κεφαλαίου. Οι εξαιρετικές ιδιότητες των μονάδων αερίου συνδυασμένου κύκλου έχουν καθορίσει τους τομείς εφαρμογής τους. Οι μονάδες CCGT χρησιμοποιούνται ευρέως στον ενεργειακό τομέα και σε άλλους τομείς του συγκροτήματος καυσίμων και ενέργειας.
Η ευρεία χρήση τέτοιων εγκαταστάσεων παρεμποδίζεται από την έλλειψη κοινής άποψης σχετικά με τις πιο ορθολογικές κατευθύνσεις για τη χρήση της θερμότητας από εγκαταστάσεις αεριοστροβίλων.
Επί του παρόντος, ένα πολλά υποσχόμενο σχέδιο CCGT για χρήση σε κύριους αεριοστρόβιλους είναι επίσης ένα αμιγώς χρησιμοποιούμενο σχέδιο CCGT με υπερκατασκευή πλήρους κύκλου, στην οποία η γεννήτρια ατμού θερμαίνεται μόνο από τα καυσαέρια του αεριοστρόβιλου (Εικ. 6.1).
Σύμφωνα με αυτό το σχήμα, τα προϊόντα καύσης ενός αεριοστρόβιλου μετά από έναν στρόβιλο χαμηλής πίεσης (LPT) εισέρχονται σε έναν λέβητα απόβλητης θερμότητας (HRB) για την παραγωγή ατμού υψηλής πίεσης. Ο ατμός που προκύπτει από το HRSG εισέρχεται σε μια τουρμπίνα ατμού (ST), όπου, επεκτείνοντας, κάνει χρήσιμη εργασία που οδηγεί στην κίνηση μιας ηλεκτρικής γεννήτριας ή υπερσυμπιεστή. Ο ατμός εξαγωγής μετά το PT εισέρχεται στον συμπυκνωτή Κ, όπου συμπυκνώνεται και στη συνέχεια τροφοδοτείται ξανά στον λέβητα απορριπτόμενης θερμότητας από την αντλία τροφοδοσίας (PN). Ο θερμοδυναμικός κύκλος μιας μονάδας συνδυασμένου κύκλου φαίνεται στο Σχ. 6.2. Ο κύκλος αερίου υψηλής θερμοκρασίας μιας εγκατάστασης αεριοστροβίλου ξεκινά με τη διαδικασία συμπίεσης αέρα σε έναν αξονικό συμπιεστή: 1 → 2. Στον θάλαμο καύσης (καθώς και στον αναγεννητή, εάν υπάρχει), παρέχεται θερμότητα 2 → 3; τα παραγόμενα προϊόντα καύσης εισέρχονται στον αεριοστρόβιλο, όπου, διαστέλλοντας, λειτουργούν, επεξεργάζονται 3 → 4. και τέλος, τα καυσαέρια εγκαταλείπουν τη θερμότητά τους στον λέβητα απορριπτόμενης θερμότητας, θέρμανση νερού και ατμού, 4 → 5. Το υπόλοιπο της θερμότητας χαμηλής θερμοκρασίας παραμένει αχρησιμοποίητο και μεταφέρεται στο περιβάλλον, 5 → 1.
Σχήμα 6.1 - Σχηματικό διάγραμμα μονάδας CCGT με λέβητα απόβλητης θερμότητας
Εικόνα 6.2 - Σχέδιο του κύκλου μιας μονάδας συνδυασμένου κύκλου σε συντεταγμένες T-S
Ο κύκλος ατμού-αερίου σχηματίζεται από μια ακολουθία διεργασιών: 1" - 2" - 3" - 4" - 5" - 1" (Εικ. 6.2). Συμβατικά, ο κύκλος ξεκινά με τη διαδικασία παροχής θερμότητας 1" - 2" στον εξοικονομητή. Το νερό που προέρχεται από τον συμπυκνωτή έχει χαμηλή θερμοκρασία 39 °C (σε πίεση στον συμπυκνωτή P np = 0,007 MPa). Θερμαίνεται σε θερμοκρασία βρασμού περίπου 170...210 °C, σε σταθερή πίεση που αντιστοιχεί στην πίεση λειτουργίας του λέβητα 0,8...2,0 MPa. 2" - 3" - η διαδικασία εξάτμισης του νερού στον εξατμιστή και μετατροπής του σε κορεσμένο ατμό. 3" – 4" – υπερθέρμανση ατμού στον υπερθερμαντήρα. 4" – 5" – η διαδικασία διαστολής του ατμού σε έναν ατμοστρόβιλο με απόδοση εργασίας και απώλεια θερμοκρασίας. Ο ατμός 5" - 1" - συμπυκνώνεται στον συμπυκνωτή Κ και το προκύπτον νερό τροφοδοτείται και πάλι στον λέβητα απορριπτόμενης θερμότητας KU. Ο κύκλος ολοκληρώθηκε.
Η ισχύς του ίδιου του ατμοστρόβιλου (ST) εξαρτάται από την πραγματική μεταφορά θερμότητας, ή ενθαλπία, κατά μήκος του ατμοστρόβιλου και της ροής ατμού. Η κατανάλωση ατμού και οι παράμετροι ατμού καθορίζονται από τη λειτουργία του λέβητα απόβλητης θερμότητας. Το σχηματικό διάγραμμα του λέβητα απόβλητης θερμότητας φαίνεται στο Σχ. 6.3.
Ο λέβητας απορριμμάτων θερμότητας είναι ένας λέβητας ατμού εξαναγκασμένης κυκλοφορίας που δεν έχει τη δική του εστία και θερμαίνεται από τα καυσαέρια οποιουδήποτε σταθμού ηλεκτροπαραγωγής.
Επομένως, η απορριπτόμενη θερμότητα των καυσαερίων των αεριοστροβίλων, με θερμοκρασία περίπου 400 °C, είναι αρκετά επαρκής για την αποτελεσματική λειτουργία των μονάδων ανάκτησης.
Κατά μήκος του λέβητα, εγκαθίστανται διαδοχικά εναλλάκτες θερμότητας: εξοικονομητής νερού "E", εξατμιστής "I" και υπερθερμαντήρας ατμού "P".
Ο εξοικονομητής νερού είναι ένας εναλλάκτης θερμότητας στον οποίο το νερό θερμαίνεται με θερμά αέρια χαμηλής θερμοκρασίας (προϊόντα καύσης) πριν τροφοδοτηθεί στο τύμπανο του λέβητα (διαχωριστής).
Ο ατμός παράγεται στον εξοπλισμό του λέβητα ως εξής. Το νερό τροφοδοσίας, προθερμασμένο στον εξοικονομητή μέχρι το σημείο βρασμού από τα καυσαέρια, εισέρχεται στο τύμπανο του λέβητα. Η θερμοκρασία των καυτών αερίων στο πίσω μέρος του λέβητα δεν πρέπει να πέσει κάτω από 120 °C *.
Στη λειτουργία παραγωγής ατμού, το νερό κυκλοφορεί μέσω του εξατμιστή. Στον εξατμιστή, εμφανίζεται έντονη απορρόφηση θερμότητας, λόγω της οποίας συμβαίνει εξάτμιση. Η διαδικασία εξάτμισης στον εξατμιστή λαμβάνει χώρα στο σημείο βρασμού του νερού τροφοδοσίας, που αντιστοιχεί σε μια ορισμένη πίεση κορεσμού.
Ποιοι είναι οι λόγοι για την εισαγωγή των μονάδων CCGT στη Ρωσία, γιατί αυτή η απόφαση είναι δύσκολη αλλά απαραίτητη;
Γιατί άρχισαν να κατασκευάζουν εργοστάσια CCGT;
Η αποκεντρωμένη αγορά για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας και θερμότητας υπαγορεύει ότι οι εταιρείες ενέργειας πρέπει να αυξήσουν την ανταγωνιστικότητα των προϊόντων τους. Η κύρια σημασία για αυτούς είναι να ελαχιστοποιήσουν τον κίνδυνο επένδυσης και τα πραγματικά αποτελέσματα που μπορούν να επιτευχθούν με τη χρήση αυτής της τεχνολογίας.
Η κατάργηση της κρατικής ρύθμισης στην αγορά ηλεκτρικής ενέργειας και θερμότητας, που θα γίνει εμπορικό προϊόν, θα οδηγήσει σε αυξημένο ανταγωνισμό μεταξύ των παραγωγών τους. Ως εκ τούτου, στο μέλλον, μόνο αξιόπιστοι και εξαιρετικά κερδοφόροι σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής θα μπορούν να παρέχουν πρόσθετες επενδύσεις κεφαλαίου για νέα έργα.
Κριτήρια επιλογής CCGT
Η επιλογή ενός ή άλλου τύπου CCGT εξαρτάται από πολλούς παράγοντες. Ένα από τα πιο σημαντικά κριτήρια στην υλοποίηση ενός έργου είναι η οικονομική του κερδοφορία και η ασφάλειά του.
Η ανάλυση της υπάρχουσας αγοράς σταθμών ηλεκτροπαραγωγής δείχνει σημαντική ανάγκη για φθηνούς, αξιόπιστους και υψηλής απόδοσης σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής. Ο αρθρωτός, προσαρμοσμένος σχεδιασμός σύμφωνα με αυτήν την ιδέα καθιστά την εγκατάσταση εύκολα προσαρμόσιμη σε οποιεσδήποτε τοπικές συνθήκες και συγκεκριμένες απαιτήσεις πελατών.
Τέτοια προϊόντα ικανοποιούν περισσότερο από το 70% των πελατών. Αυτές οι συνθήκες αντιστοιχούν σε μεγάλο βαθμό σε μονάδες GT και SG-CHP του τύπου χρήσης (δυαδικού).
Ενεργειακό αδιέξοδο
Μια ανάλυση του ρωσικού ενεργειακού τομέα, που πραγματοποιήθηκε από διάφορα ακαδημαϊκά ιδρύματα, δείχνει: ήδη σήμερα η ρωσική βιομηχανία ηλεκτρικής ενέργειας χάνει πρακτικά 3-4 GW της δυναμικότητας της ετησίως. Ως αποτέλεσμα, μέχρι το 2005, ο όγκος του εξοπλισμού που έχει εξαντλήσει τους φυσικούς του πόρους θα ανέρχεται, σύμφωνα με την RAO UES της Ρωσίας, στο 38% της συνολικής χωρητικότητας και μέχρι το 2010 ο αριθμός αυτός θα είναι ήδη 108 εκατομμύρια kW (46%) .
Εάν τα γεγονότα εξελιχθούν ακριβώς σύμφωνα με αυτό το σενάριο, τότε οι περισσότερες μονάδες ισχύος, λόγω γήρανσης, θα εισέλθουν στη ζώνη κινδύνου σοβαρού ατυχήματος τα επόμενα χρόνια. Το πρόβλημα του τεχνικού επανεξοπλισμού όλων των τύπων υφιστάμενων σταθμών ηλεκτροπαραγωγής επιδεινώνεται από το γεγονός ότι ακόμη και ορισμένες από τις σχετικά «νεαρές» μονάδες ισχύος 500-800 MW έχουν εξαντλήσει τη διάρκεια ζωής των κύριων εξαρτημάτων τους και απαιτούν σοβαρές εργασίες αποκατάστασης.
Διαβάστε επίσης: Τεχνικά χαρακτηριστικά κατά την επιλογή μιας μονάδας συνδυασμένου κύκλου για θερμοηλεκτρικούς σταθμούς
Η ανακατασκευή των σταθμών ηλεκτροπαραγωγής είναι ευκολότερη και φθηνότερη
Η παράταση της διάρκειας ζωής των εγκαταστάσεων με την αντικατάσταση μεγάλων εξαρτημάτων του κύριου εξοπλισμού (ρότορες τουρμπίνας, επιφάνειες θέρμανσης λέβητα, αγωγοί ατμού), φυσικά, είναι πολύ φθηνότερη από την κατασκευή νέων σταθμών παραγωγής ενέργειας.
Συχνά είναι βολικό και κερδοφόρο για τα εργοστάσια παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας και τα εργοστάσια παραγωγής να αντικαταστήσουν τον εξοπλισμό με κάτι παρόμοιο με αυτό που αποσυναρμολογείται. Ωστόσο, αυτό δεν εκμεταλλεύεται την ευκαιρία για σημαντική αύξηση της οικονομίας καυσίμου, δεν μειώνει τη ρύπανση του περιβάλλοντος, δεν χρησιμοποιεί σύγχρονα μέσα αυτοματοποιημένων συστημάτων νέου εξοπλισμού και αυξάνει το κόστος λειτουργίας και επισκευής.
Χαμηλή απόδοση των σταθμών ηλεκτροπαραγωγής
Η Ρωσία εισέρχεται σταδιακά στην ευρωπαϊκή αγορά ενέργειας και θα ενταχθεί στον ΠΟΕ, αλλά ταυτόχρονα, για πολλά χρόνια έχουμε διατηρήσει ένα εξαιρετικά χαμηλό επίπεδο θερμικής απόδοσης της βιομηχανίας ηλεκτρικής ενέργειας. Το μέσο επίπεδο απόδοσης των σταθμών ηλεκτροπαραγωγής όταν λειτουργούν σε λειτουργία συμπύκνωσης είναι 25%. Αυτό σημαίνει ότι εάν η τιμή των καυσίμων ανέβει σε παγκόσμιο επίπεδο, η τιμή της ηλεκτρικής ενέργειας στη χώρα μας αναπόφευκτα θα γίνει μιάμιση έως δύο φορές υψηλότερη από την παγκόσμια, γεγονός που θα επηρεάσει άλλα αγαθά. Ως εκ τούτου, η ανακατασκευή των μονάδων παραγωγής ενέργειας και των θερμικών σταθμών πρέπει να πραγματοποιηθεί έτσι ώστε ο νέος εξοπλισμός που εισάγεται και τα επιμέρους στοιχεία των σταθμών παραγωγής ενέργειας να βρίσκονται στο σύγχρονο παγκόσμιο επίπεδο.
Η βιομηχανία ενέργειας επιλέγει τεχνολογίες αερίου συνδυασμένου κύκλου
Τώρα, παρά τη δύσκολη οικονομική κατάσταση, τα γραφεία σχεδιασμού των ινστιτούτων ηλεκτροπαραγωγής και κινητήρων αεροσκαφών έχουν ξεκινήσει εκ νέου την ανάπτυξη νέων συστημάτων εξοπλισμού για θερμοηλεκτρικούς σταθμούς. Συγκεκριμένα, μιλάμε για τη δημιουργία σταθμών ηλεκτροπαραγωγής συμπύκνωσης ατμού-αερίου με απόδοση έως και 54-60%.
Οι οικονομικές εκτιμήσεις που έγιναν από διάφορους εγχώριους οργανισμούς δείχνουν μια πραγματική ευκαιρία μείωσης του κόστους παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας στη Ρωσία, εάν κατασκευαστούν τέτοιοι σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής.
Ακόμη και απλοί αεριοστρόβιλοι θα είναι πιο αποδοτικοί από άποψη απόδοσης
Σε θερμοηλεκτρικούς σταθμούς δεν είναι απαραίτητο να χρησιμοποιούνται καθολικά μονάδες CCGT του ίδιου τύπου με το PGU-325 και το PGU-450. Οι λύσεις κυκλωμάτων μπορεί να διαφέρουν ανάλογα με τις ειδικές συνθήκες, ιδίως την αναλογία θερμικών και ηλεκτρικών φορτίων.
Διαβάστε επίσης: Σχέδια για την εισαγωγή σταθμών ηλεκτροπαραγωγής συνδυασμένου κύκλου στη Ρωσία
Στην απλούστερη περίπτωση, όταν χρησιμοποιείται η θερμότητα των καυσαερίων σε μια μονάδα αεριοστροβίλου για παροχή θερμότητας ή παραγωγή ατμού διεργασίας, η ηλεκτρική απόδοση ενός θερμοηλεκτρικού σταθμού με σύγχρονες μονάδες αεριοστροβίλου θα φτάσει το επίπεδο του 35%, το οποίο είναι επίσης σημαντικά υψηλότερες από αυτές που υπάρχουν σήμερα. Σχετικά με τις διαφορές μεταξύ της απόδοσης των εγκαταστάσεων αεριοστροβίλου και των σταθμών ατμοστροβίλων - διαβάστε το άρθρο Πώς διαφέρει η απόδοση των μονάδων αεριοστροβίλων και η απόδοση των μονάδων αεριοστροβίλου συνδυασμένου κύκλου για εγχώριους και ξένους σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής
Η χρήση μονάδων αεριοστροβίλου σε θερμοηλεκτρικούς σταθμούς μπορεί να είναι πολύ ευρεία. Επί του παρόντος, περίπου 300 μονάδες ατμοστροβίλου θερμοηλεκτρικών σταθμών ισχύος 50-120 MW τροφοδοτούνται από ατμό από λέβητες που καίνε το 90 τοις εκατό ή περισσότερο φυσικού αερίου. Κατ' αρχήν, όλοι είναι υποψήφιοι για τεχνικό επανεξοπλισμό χρησιμοποιώντας αεριοστρόβιλους ισχύος μονάδας 60-150 MW.
Δυσκολίες με την υλοποίηση μονάδων αεριοστροβίλου και μονάδων αεριοστροβίλου συνδυασμένου κύκλου
Ωστόσο, η διαδικασία βιομηχανικής υλοποίησης αεριοστροβίλων και μονάδων αεριοστροβίλου συνδυασμένου κύκλου στη χώρα μας προχωρά εξαιρετικά αργά. Ο κύριος λόγος είναι οι επενδυτικές δυσκολίες που συνδέονται με την ανάγκη για αρκετά μεγάλες οικονομικές επενδύσεις στο συντομότερο δυνατό χρονικό διάστημα.
Μια άλλη περιοριστική περίσταση σχετίζεται με την εικονική απουσία στη γκάμα των εγχώριων κατασκευαστών αεριοστροβίλων καθαρής ενέργειας που έχουν δοκιμαστεί σε μεγάλης κλίμακας λειτουργία. Οι αεριοστρόβιλοι νέας γενιάς μπορούν να θεωρηθούν ως πρωτότυπα τέτοιων αεριοστροβίλων.
Δυαδικό CCGT χωρίς αναγέννηση
Οι δυαδικές μονάδες CCGT έχουν ένα συγκεκριμένο πλεονέκτημα, καθώς είναι οι φθηνότερες και πιο αξιόπιστες στη λειτουργία. Το τμήμα ατμού των δυαδικών μονάδων CCGT είναι πολύ απλό, αφού η αναγέννηση ατμού είναι ασύμφορη και δεν χρησιμοποιείται. Η θερμοκρασία του υπέρθερμου ατμού είναι 20-50 °C χαμηλότερη από τη θερμοκρασία των καυσαερίων στη μονάδα αεριοστροβίλου. Επί του παρόντος, έχει φτάσει το επίπεδο ενεργειακών προτύπων των 535-565 °C. Η πίεση φρέσκου ατμού επιλέγεται για να εξασφαλίσει αποδεκτή υγρασία στα τελικά στάδια, οι συνθήκες λειτουργίας και τα μεγέθη πτερυγίων είναι περίπου τα ίδια με αυτά των ατμοστρόβιλων υψηλής ισχύος.
Η επίδραση της πίεσης ατμού στην απόδοση των μονάδων CCGT
Φυσικά, λαμβάνονται υπόψη οικονομικοί παράγοντες και παράγοντες κόστους, καθώς η πίεση ατμού έχει μικρή επίδραση στη θερμική απόδοση της μονάδας CCGT. Προκειμένου να μειωθεί η πίεση θερμοκρασίας μεταξύ των αερίων και του μέσου ατμού-νερού και να χρησιμοποιηθεί καλύτερα η θερμότητα των αερίων που εκλύονται στην εγκατάσταση αεριοστροβίλου με μικρότερες θερμοδυναμικές απώλειες, η εξάτμιση του νερού τροφοδοσίας οργανώνεται σε δύο ή τρία επίπεδα πίεσης. Ο ατμός που παράγεται σε χαμηλές πιέσεις αναμιγνύεται σε ενδιάμεσα σημεία στη διαδρομή ροής του στροβίλου. Πραγματοποιείται επίσης ενδιάμεση υπερθέρμανση του ατμού.
Διαβάστε επίσης: Επιλογή του κύκλου μιας μονάδας συνδυασμένου κύκλου και του διαγράμματος κυκλώματος μιας μονάδας CCGT
Επίδραση της θερμοκρασίας των καυσαερίων στην απόδοση της εγκατάστασης CCGT
Με την αύξηση της θερμοκρασίας των αερίων στην είσοδο και έξοδο του στροβίλου, οι παράμετροι ατμού και η απόδοση του τμήματος ατμού του κύκλου GTU αυξάνονται, συμβάλλοντας σε μια συνολική αύξηση της απόδοσης του CCGT.
Η επιλογή συγκεκριμένων κατευθύνσεων για τη δημιουργία, τη βελτίωση και την παραγωγή μεγάλης κλίμακας ενεργειακών μηχανών θα πρέπει να αποφασίζεται λαμβάνοντας υπόψη όχι μόνο τη θερμοδυναμική τελειότητα, αλλά και την επενδυτική ελκυστικότητα των έργων. Η επενδυτική ελκυστικότητα των ρωσικών τεχνικών και παραγωγικών έργων για πιθανούς επενδυτές είναι το πιο σημαντικό και πιεστικό πρόβλημα, η λύση του οποίου καθορίζει σε μεγάλο βαθμό την αναζωογόνηση της ρωσικής οικονομίας.
(Επισκέφθηκε 3.318 φορές, 4 επισκέψεις σήμερα)
Εισαγωγή
Φυτά συνδυασμένου κύκλου
Αξιολόγηση της τεχνικής και οικονομικής απόδοσης του εκσυγχρονισμού θερμοηλεκτρικών σταθμών αεριοστροβίλου με χρήση τεχνολογίας συνδυασμένου κύκλου
Οικονομική σκοπιμότητα της ταχείας υλοποίησης ατμοστροβίλων και μονάδων αεριοστροβίλου κατά την αναβάθμιση θερμοηλεκτρικών σταθμών
Μια ολοκληρωμένη προσέγγιση για την κατασκευή και την ανακατασκευή σταθμών ηλεκτροπαραγωγής με χρήση PU και CCGT
Η δοκιμή τεχνικών λύσεων στις δικές μας μονάδες ηλεκτροπαραγωγής είναι το κλειδί για την αξιόπιστη λειτουργία του εξοπλισμού του πελάτη
Μονάδα ηλεκτροπαραγωγής συνδυασμένου κύκλου συμπύκνωσης για αξιόπιστη παροχή ρεύματος σε βιομηχανικούς καταναλωτές
Η ανακατασκευή σταθμών ηλεκτροπαραγωγής ατμοστροβίλων είναι ένας αποτελεσματικός τρόπος για τον εκ νέου εξοπλισμό του ενεργειακού τομέα
Εμπειρία στη λειτουργία μονάδας αεριοστροβίλου GPU-16K με έγχυση ατμού Μονάδες συνδυασμένου κύκλου συμπαραγωγής για αντικατάσταση απαρχαιωμένου εξοπλισμού στον θερμοηλεκτρικό σταθμό της JSC Lenenergo.
Βελτίωση των λειτουργικών χαρακτηριστικών των σταθμών ηλεκτροπαραγωγής
Σύγκριση μονάδας ισχύος ατμού με T-265 και μονάδα ισχύος με δύο PGU-170T
Η κλίμακα εφαρμογής των CCGT και GTU μεσοπρόθεσμα
Εισαγωγή
Σε κάθε χώρα, η ενέργεια είναι βασικός τομέας της οικονομίας, στρατηγικά σημαντικός για το κράτος. Από την κατάσταση και την ανάπτυξή του εξαρτώνται οι αντίστοιχοι ρυθμοί ανάπτυξης άλλων τομέων της οικονομίας, η σταθερότητα της εργασίας τους και η παροχή ρεύματος. Η ενέργεια δημιουργεί τις προϋποθέσεις για τη χρήση των νέων τεχνολογιών και, μαζί με άλλους παράγοντες, εξασφαλίζει ένα σύγχρονο βιοτικό επίπεδο για τον πληθυσμό. Η υψηλή θέση της χώρας στη διεθνή πολιτική σκηνή βασίζεται στην ανεξαρτησία της χώρας από εξωτερικούς, εισαγόμενους ενεργειακούς πόρους, καθώς και στο ανεπτυγμένο αμυντικό ένοπλο σύμπλεγμα.
Στη βιομηχανία, η ηλεκτρική ενέργεια λαμβάνεται από τη θερμική ενέργεια μετατρέποντάς την ενδιάμεσα σε μηχανικό έργο. Η μετατροπή της θερμότητας σε ηλεκτρική ενέργεια με επαρκώς υψηλή απόδοση, χωρίς την ενδιάμεση μετατροπή της σε μηχανική εργασία, θα ήταν ένα σημαντικό βήμα προς τα εμπρός. Τότε δεν θα υπήρχε ανάγκη για θερμοηλεκτρικούς σταθμούς, η χρήση θερμικών κινητήρων σε αυτούς, οι οποίοι έχουν σχετικά χαμηλή απόδοση, είναι πολύ περίπλοκες και απαιτούν αρκετά εξειδικευμένη φροντίδα κατά τη λειτουργία. Η σύγχρονη τεχνολογία δεν επιτρέπει ακόμη τη δημιουργία περισσότερο ή λιγότερο ισχυρών εγκαταστάσεων για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας απευθείας από τη θερμότητα. Όλες οι εγκαταστάσεις αυτού του τύπου μπορούν μέχρι στιγμής να λειτουργήσουν μόνο για μικρό χρονικό διάστημα, ή με εξαιρετικά χαμηλές ισχύς, ή με χαμηλή απόδοση ή εξαρτώνται από προσωρινούς παράγοντες όπως καιρικές συνθήκες, ώρα της ημέρας κ.λπ. Σε κάθε περίπτωση, δεν μπορούν να εγγυηθούν επαρκή σταθερότητα στον ενεργειακό εφοδιασμό της χώρας.
Επομένως, οι θερμοηλεκτρικοί σταθμοί δεν μπορούν να κάνουν χωρίς θερμικές μηχανές. Μια πολλά υποσχόμενη κατεύθυνση ενεργειακής ανάπτυξης συνδέεται με τους αεριοστρόβιλους (GTU) και τους σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής συνδυασμένου κύκλου (CCG) θερμοηλεκτρικών σταθμών. Αυτές οι εγκαταστάσεις έχουν ειδικά σχέδια κύριου και βοηθητικού εξοπλισμού, τρόπους λειτουργίας και χειριστήρια. Οι μονάδες CCGT που λειτουργούν με φυσικό αέριο είναι οι μοναδικοί σταθμοί παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας που παρέχουν ηλεκτρική ενέργεια με ηλεκτρική απόδοση άνω του 58% σε κατάσταση λειτουργίας συμπύκνωσης.
Στον ενεργειακό τομέα, έχουν εφαρμοστεί μια σειρά από θερμικά κυκλώματα CCGT, τα οποία έχουν τα δικά τους χαρακτηριστικά και διαφορές στην τεχνολογική διαδικασία. Υπάρχει συνεχής βελτιστοποίηση τόσο των ίδιων των κυκλωμάτων όσο και βελτίωση των τεχνικών χαρακτηριστικών των εξαρτημάτων και στοιχείων του. Οι κύριοι δείκτες που χαρακτηρίζουν την ποιότητα λειτουργίας ενός σταθμού ηλεκτροπαραγωγής είναι η παραγωγικότητα (ή η αποδοτικότητά του) και η αξιοπιστία του.
Στην εργασία αυτή δίνεται ιδιαίτερη προσοχή στην πρακτική πλευρά του θέματος, δηλ. Πόσο επικερδής είναι η χρήση μονάδων CCGT στον ενεργειακό τομέα από οικονομική και περιβαλλοντική άποψη;
Εγκαταστάσεις συνδυασμένου κύκλου ( GOST 27240-87)
Οι σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής συνδυασμένου κύκλου (στον αγγλόφωνο κόσμο χρησιμοποιείται το όνομα εργοστάσιο παραγωγής ενέργειας συνδυασμένου κύκλου) είναι ένας σχετικά νέος τύπος σταθμών παραγωγής που λειτουργούν με αέριο ή υγρό καύσιμο. Η αρχή λειτουργίας του πιο οικονομικού και διαδεδομένου κλασικού σχήματος είναι η εξής. Η συσκευή αποτελείται από δύο μπλοκ: μονάδες αεριοστρόβιλου (GTU) και ατμοτροφοδοσίας (PS). Σε μια μονάδα αεριοστροβίλου, η περιστροφή του άξονα του στροβίλου εξασφαλίζεται από προϊόντα καύσης - αέρια - που προκύπτουν από την καύση φυσικού αερίου, μαζούτ ή καυσίμου ντίζελ. Τα προϊόντα καύσης που σχηματίζονται στον θάλαμο καύσης μιας μονάδας αεριοστροβίλου περιστρέφουν τον ρότορα του στροβίλου, ο οποίος, με τη σειρά του, περιστρέφει τον άξονα της πρώτης γεννήτριας.
Στην πρώτη, αεριοστρόβιλος, κύκλος, η απόδοση σπάνια ξεπερνά το 38%. Τα προϊόντα καύσης που δαπανώνται στη μονάδα αεριοστροβίλου, αλλά διατηρούν ακόμη υψηλή θερμοκρασία, εισέρχονται στον λεγόμενο λέβητα απορριμμάτων θερμότητας. Εκεί θερμαίνουν τον ατμό σε θερμοκρασία και πίεση (500 βαθμοί Κελσίου και 80 ατμόσφαιρες) επαρκή για να λειτουργήσει μια τουρμπίνα ατμού, στην οποία είναι συνδεδεμένη μια άλλη γεννήτρια. Στον δεύτερο κύκλο ατμοηλεκτρικής ενέργειας, χρησιμοποιείται περίπου το 20% της ενέργειας του καυσίμου που καίγεται. Συνολικά, η απόδοση ολόκληρης της εγκατάστασης είναι περίπου 58%. Υπάρχουν κάποιοι άλλοι τύποι συνδυασμένων μονάδων CCGT, αλλά δεν κάνουν διαφορά στη σύγχρονη παραγωγή ενέργειας. Τυπικά, τέτοια συστήματα χρησιμοποιούνται από εταιρείες παραγωγής όταν είναι απαραίτητο να μεγιστοποιηθεί η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Η συμπαραγωγή σε αυτή την περίπτωση παίζει δευτερεύοντα ρόλο και εξασφαλίζεται με την αφαίρεση μέρους της θερμότητας από τον ατμοστρόβιλο. Οι μονάδες ισχύος ατμού είναι καλά ανεπτυγμένες. Είναι αξιόπιστα και ανθεκτικά. Η ισχύς μονάδας τους φτάνει τα 800-1200 MW και ο συντελεστής απόδοσης (απόδοση), που είναι ο λόγος της παραγόμενης ηλεκτρικής ενέργειας προς τη θερμογόνο δύναμη του καυσίμου που χρησιμοποιείται, είναι έως και 40-41%, και στους πιο προηγμένους σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής στο εξωτερικό - 45-48%. Οι μονάδες αεριοστροβίλων (GTUs) χρησιμοποιούνται επίσης στον ενεργειακό τομέα για μεγάλο χρονικό διάστημα. Αυτός είναι ένας εντελώς διαφορετικός τύπος κινητήρα. Σε μια μονάδα αεριοστροβίλου, ο ατμοσφαιρικός αέρας συμπιέζεται σε 15-20 ατμόσφαιρες, το καύσιμο καίγεται σε αυτό για να σχηματιστούν προϊόντα καύσης υψηλής θερμοκρασίας (1200-1500 °C), τα οποία διαστέλλονται στον στρόβιλο μέχρι την ατμοσφαιρική πίεση. Λόγω της υψηλότερης θερμοκρασίας, ο στρόβιλος αναπτύσσει περίπου τη διπλάσια ισχύ που απαιτείται για την περιστροφή του συμπιεστή. Η περίσσευσή του χρησιμοποιείται για την κίνηση μιας ηλεκτρικής γεννήτριας. Στο εξωτερικό λειτουργούν αεριοστρόβιλοι ισχύος μονάδας 260-280 MW με απόδοση 36-38%. Η θερμοκρασία των καυσαερίων σε αυτά είναι 550-620 °C. Λόγω της θεμελιώδους απλότητας του κύκλου και του σχεδιασμού, το κόστος των εγκαταστάσεων αεριοστροβίλων είναι σημαντικά χαμηλότερο από αυτό των μονάδων ατμού. Καταλαμβάνουν λιγότερο χώρο, δεν απαιτούν ψύξη με νερό και ξεκινούν γρήγορα και αλλάζουν τρόπους λειτουργίας. Τα GTU είναι ευκολότερα στη συντήρηση και πλήρως αυτοματοποιημένα.
Δεδομένου ότι το μέσο εργασίας των αεριοστροβίλων είναι προϊόντα καύσης, είναι δυνατό να διατηρηθεί η λειτουργικότητα των εξαρτημάτων που πλένονται από αυτούς μόνο με τη χρήση καθαρών καυσίμων: φυσικό αέριο ή υγρά αποστάγματα
Οι αεριοστρόβιλοι αναπτύσσονται γρήγορα, με αυξανόμενες παραμέτρους, ισχύ μονάδας και απόδοση. Έχουν κατακτηθεί στο εξωτερικό και λειτουργούν με τους ίδιους δείκτες αξιοπιστίας με τις μονάδες ατμού.
Φυσικά, μπορεί να χρησιμοποιηθεί η θερμότητα των αερίων που εξαντλείται σε μια μονάδα αεριοστροβίλου. Ο ευκολότερος τρόπος για να γίνει αυτό είναι με θέρμανση νερού για θέρμανση ή παραγωγή ατμού διεργασίας. Η ποσότητα της παραγόμενης θερμότητας αποδεικνύεται ότι είναι ελαφρώς μεγαλύτερη από την ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας και ο συνολικός συντελεστής χρήσης θερμότητας καυσίμου μπορεί να φτάσει το 85-90%.
Υπάρχει μια άλλη, ακόμη πιο ελκυστική, ευκαιρία για να λειτουργήσει αυτή η θερμότητα. Είναι γνωστό από τη θερμοδυναμική ότι η απόδοση του πιο προηγμένου κύκλου μιας θερμικής μηχανής (εφευρέθηκε από τον Carnot σχεδόν πριν από 200 χρόνια) είναι ανάλογη με την αναλογία των θερμοκρασιών παροχής και απομάκρυνσης θερμότητας. Σε μια μονάδα αεριοστροβίλου, η θερμότητα παρέχεται κατά τη διάρκεια της διαδικασίας καύσης. Η θερμοκρασία των προϊόντων που προκύπτουν, τα οποία είναι το μέσο εργασίας των στροβίλων, δεν περιορίζεται από το τοίχωμα (όπως σε έναν λέβητα) μέσω του οποίου πρέπει να μεταφερθεί θερμότητα και μπορεί να είναι σημαντικά υψηλότερη. Η ψύξη των εξαρτημάτων που πλένονται με θερμά αέρια έχει κατακτηθεί, επιτρέποντάς τους να διατηρούν τις θερμοκρασίες τους σε αποδεκτά επίπεδα.
Σε ατμοηλεκτρικούς σταθμούς, η θερμοκρασία του υπέρθερμου ατμού δεν μπορεί να υπερβαίνει την επιτρεπόμενη θερμοκρασία για τους μεταλλικούς σωλήνες των υπερθερμαντήρων του λέβητα και τέτοιων μη ψυχόμενων εξαρτημάτων όπως αγωγοί ατμού, πολλαπλές, εξαρτήματα - τώρα είναι 540-565 °C και στις πιο σύγχρονες εγκαταστάσεις - 600-620 °C. Αλλά η απομάκρυνση θερμότητας στους συμπυκνωτές των ατμοστροβίλων πραγματοποιείται με την κυκλοφορία του νερού σε θερμοκρασίες κοντά στη θερμοκρασία περιβάλλοντος.
Αυτά τα χαρακτηριστικά καθιστούν δυνατή τη σημαντική αύξηση της απόδοσης της παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας συνδυάζοντας την παροχή υψηλής θερμοκρασίας (στη μονάδα αεριοστροβίλου) και την αφαίρεση θερμότητας χαμηλής θερμοκρασίας (στον συμπυκνωτή του ατμοστρόβιλου) σε μία μονάδα συνδυασμένου κύκλου (CCG) . Για να γίνει αυτό, τα αέρια που εξαντλούνται στον στρόβιλο τροφοδοτούνται σε έναν λέβητα απορριπτόμενης θερμότητας, όπου παράγεται και υπερθερμαίνεται ατμός, ο οποίος στη συνέχεια εισέρχεται στον ατμοστρόβιλο. Η ηλεκτρική γεννήτρια που περιστρέφεται από αυτήν, σε σταθερή κατανάλωση καυσίμου στον θάλαμο καύσης του αεριοστρόβιλου, αυξάνει την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας κατά 1,5 φορές. Ως αποτέλεσμα, η απόδοση των καλύτερων σύγχρονων μονάδων CCGT είναι 55-58%. Τέτοιες εγκαταστάσεις CCGT ονομάζονται δυαδικές επειδή εκτελούν έναν διπλό θερμοδυναμικό κύκλο: ο ατμός στον λέβητα ανάκτησης και η λειτουργία του ατμοστρόβιλου παράγονται λόγω της θερμότητας που παρέχεται στον θάλαμο καύσης της εγκατάστασης αεριοστροβίλου και έχει ήδη εξαντληθεί στο επάνω μέρος κύκλος αεριοστροβίλου.
Λαμβάνοντας υπόψη όλα τα πλεονεκτήματα των μονάδων CCGT, το πιο σημαντικό έργο για τον οικιακό ενεργειακό τομέα είναι η μετατροπή πολυάριθμων σταθμών παραγωγής ατμού, που λειτουργούν κυρίως με φυσικό αέριο, σε σταθμούς συνδυασμένου κύκλου.
Τα ελκυστικά χαρακτηριστικά τέτοιων μονάδων CCGT, εκτός από την υψηλή απόδοση, είναι το μέτριο ειδικό κόστος (1,5-2 φορές χαμηλότερο από τις μονάδες ατμού παρόμοιας ισχύος), η δυνατότητα κατασκευής σε σύντομο (δύο χρόνια) χρόνο, η μισή ανάγκη για νερό ψύξης, καλή ικανότητα ελιγμών.
Λαμβάνοντας υπόψη όλα τα πλεονεκτήματα των μονάδων CCGT, το πιο σημαντικό έργο για τον οικιακό ενεργειακό τομέα είναι η μετατροπή πολυάριθμων σταθμών παραγωγής ατμού, που λειτουργούν κυρίως με φυσικό αέριο, σε σταθμούς συνδυασμένου κύκλου. Κατά τον τεχνικό επανεξοπλισμό σταθμών ηλεκτροπαραγωγής, είναι δυνατές δύο επιλογές για τη δημιουργία δυαδικών μονάδων CCGT.
