Результат интеллектуальной деятельности: Способ использования теплоты СПГ в цикле ГТУ

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано на ТЭС, сжигающих природный газ (СПГ) в качестве топлива.

Известно [1], что затраты мощности на привод компрессора составляют 50-70% всей мощности, вырабатываемой ГТУ. Причем затраты мощности на привод компрессора ГТУ в значительной степени зависят от температуры этого воздуха. Так в соответствии с данными, полученными в результате расчетов и обобщенными на рис. 6.9 [1] снижение температуры на 15°C по сравнению с расчетным значением принятым в качестве расчетного значения по ISO (15°C) приводит к тому, что газовая турбина может быть перегружена на 10% мощности, а КПД турбинной установки возрастает на 3%.

Поскольку затраты мощности на привод компрессора в газотурбинных установках (ГТУ) составляет не менее 50%, то целесообразно уменьшать эти затраты. Одним из способов уменьшения таких затрат в ГТУ является снижение температуры воздуха. Традиционными способами снижения температуры воздуха [1] является охлаждение воздуха в теплообменных аппаратах перед его сжатием или использование промежуточного охлаждения в процессе сжатия. Заявляемый способ в значительной степени позволяет снизить температуру воздуха.. Для реализации идеи применения СПГ в качестве теплоносителя в способе он используется в части цикла ГТУ, связанного с подачей и сжатием воздуха. Для этого газ нагревают за счет охлаждения воздуха, подаваемого в компрессор ГТУ и переводят СПГ в газообразное состояние. Затем СПГ расширяют в детандере и смешивают с воздухом. При этом обеспечивают безопасную концентрацию природного газа в газовой смеси. В соответствии с циклом ГТУ газовую смесь сжимают в компрессоре до необходимого значения, проводят дополнительную регулировку соотношения между природным газом и воздухом в смеси. На заключительном этапе использования СПГ в цикле ГТУ, полученную газовую смесь сжигают в камере сгорания.

Таким образом, в результате использования СПГ в цикле ГТУ удается использовать почти всю теплоту СПГ на охлаждение воздуха, подаваемого в цикл ГТУ. Причем в значительной степени удается уменьшить потери на так называемый недогрев теплоносителей, участвующих в процессе теплообмена в теплообменнике.

Литература

1. Цанев С.В. Газотурбинные и парогазовые установки тепловых электростанций: учебное пособие для вузов / С.В. Цанев, В.Д. Буров, А.Н. Ремезов; под ред. С.В. Цанева. - 2-е изд. стереот. - М.: Издателский дом МЭИ, 2006, 584 с.