Студенческие работы / К.А.Кодесников гр.34-51

Расчет основных показателей работы мини-ТЭЦ на базе «ГТУ-4П» с газоводяным теплообменником. Анализ работы газоводяного теплообменника.

Задачей данного расчета было изучение работы «ГТУ-4П» (ОАО «Авиадвигатель» г. Пермь) в цикле совместно с котлом-утилизатором (КУ). Котлом-утилизатором в данном расчете является газоводяной теплообменник (ГВТО), в котором поверхности нагрева состоят из стальных оребренных труб. Эти трубы объединяются в ряды, ряды объединяются в секции, а секции, в свою очередь, в блоки (модули). Модули укрепляются один над другим с помощью каркаса, в котором предусмотрены боковые боксы для размещения коллекторов труб и колен труб.

В результате расчета было выяснено, что «ГТУ-4П» может вырабатывать на природном газе, перекачиваемого по ветви «Уренгой-Елец2», максимальную мощность N_гту=4229 кВт в цикле без ГВТО, при этом температура уходящих газов весьма высока и равна t_ух.г=388 °С. При такой высокой температуре дымовых газов, будет происходить большая безвозвратная потеря тепловой энергии. В данной работе рассматривается ГВТО, предназначенный для подогрева воды в тепловой сети, работающей по температурному графику 95/70 °С. При расчете ГВТО была выбрана температура газов на выходе из него, равная t_ух.г=120°С. При такой конечной температуре уходящих газов мощность ГВТО составит около 9 МВт. При увеличении этой температуры произойдет снижение теплосъема в ГВТО, а значит и снижение мощности ГВТО. (см. рис. №1).

С другой стороны, включение ГВТО в цикл ГТУ приведет к уменьшению выработки электрической энергии в связи с увеличением противодавления. На рис. №2.показана зависимость выработки электрической энергии от аэродинамического сопротивления ГВТО.

Аэродинамическое сопротивление ГВТО зависит от площади поверхности теплообмена (см. рис. №2), которая, в свою очередь, определяет мощность ГВТО.

Возникает вопрос: в каком случае можно получить наибольший суммарный доход от продажи тепловой и электрической энергии. На основании тепловых и аэродинамических расчетов была построена зависимость суммарного дохода от температуры уходящих газов при заданных тарифах (см. рис. №3).

Рисунок №1

Рисунок №2

Рисунок №3

При выполнении расчетов использовалась методика, приведенная в [1]

Литература:

1. Цанев С.В., Буров В.Д., Ремезов А.Н. Газотурбинные и парогазовые установки тепловых электрических станций. М.: Изд-во МЭИ, 2002.