Парогазова установка

	Парогазова установка
Досліджується в	термодинаміка
Вуглецевий слід	490 коефіцієнт викидів
	Парогазова установка у Вікісховищі

Парогазова установка (англ. Combined Cycle Gas Turbine, CCGT) — частина електрогенеруючої станції (ТЕС, ТЕЦ, ГРЕС), що служить для виробництва електроенергії.

Принцип дії і пристрій ред.

Схема роботи парогазової установки, електрика одержується двічі — за допомогою газової, а потім парової турбіни.

Парогазова установка містить два окремих двигуна: паросиловий і газотурбінний. У газотурбінній установці турбіну обертають газоподібні продукти згоряння палива.^[2] Паливом може служити як природний газ, і продукти нафтової промисловості (дизельне паливо). На одному валу з турбіною знаходиться електрогенератор, який за рахунок обертання ротора виробляє електричний струм. Проходячи через газову турбіну, продукти згоряння віддають лише частину своєї енергії і на виході з неї, коли їх тиск вже близько до атмосферного і робота не може бути ними виконана, все ще мають високу температуру. З виходу газової турбіни продукти згоряння потрапляють у паросилову установку, в котел-утилізатор, де нагрівають воду і утворюється водяна пара. Температура продуктів згоряння достатня для того, щоб довести пару до стану, необхідного для використання в паровій турбіні (температура димових газів близько 500 °C дозволяє отримувати перегріту пару при тиску близько 100 атмосфер. Парова турбіна приводить в дію другий електрогенератор (схема multi-shaft).

Широко поширені парогазові установки, у яких парова та газова турбіни знаходяться на одному валу, у цьому випадку використовується тільки один, найчастіше двопривідний генератор (схема single-shaft). Така установка не може працювати в газовому режимі (з непрацюючим паровим контуром), так як парова турбіна не може обертатися без пари (потрібна пара на холостому ходу, для охолодження). Також часто пара з двох блоків ГТУ-котел-утилізатор направляється в одну загальну паросилову установку (дуплексна схема).

Іноді парогазові установки створюють з урахуванням існуючих старих паросилових установок (схема topping). У цьому випадку гази, що йдуть, з нової газової турбіни скидаються в існуючий паровий котел, який відповідним чином модернізується. ККД таких установок, як правило, нижче, ніж у нових парогазових установок, спроектованих та побудованих «з нуля».

На установках невеликої потужності поршнева парова машина зазвичай ефективніше, ніж лопаткова радіальна або осьова парова турбіна, і є пропозиція застосовувати сучасні поршневі парові двигуни у складі ПГУ^[3].

Переваги ред.

Парогазові установки дозволяють досягти електричного ККД понад 60 %. Для порівняння, у працюючих окремо паросилових установок ККД зазвичай знаходиться в межах 33-45 %, для газотурбінних установок-в діапазоні 28-42 %
Низька вартість одиниці встановленої потужності
Парогазові установки споживають істотно менше води на одиницю електроенергії, що виробляється в порівнянні з паросиловими установками
Короткі терміни зведення (9-12 міс.)
Немає необхідності в постійному підвезенні палива залізничним або морським транспортом
Компактні розміри дозволяють зводити безпосередньо у споживача (заводу або всередині міста), що скорочує витрати на ЛЕП та транспортування ел. енергії
Більш екологічно чисті в порівнянні з паротурбінними установками

Недоліки ПГУ ред.

Необхідність здійснювати фільтрацію повітря, що використовується для спалювання палива.
Обмеження на типи палива, що використовується. Як правило, як основне паливо використовується природний газ, а резервного — дизельне паливо. Застосування вугілля як паливо можливе лише в установках із внутрішньоцикловою газифікацією вугілля, що сильно здорожує будівництво таких електростанцій. Звідси випливає необхідність будівництва недешевих комунікацій транспортування палива — трубопроводів.
Сезонні обмеження потужності. Максимальна продуктивність у зимовий час.

Примітки ред.

↑ https://www.ipcc.ch/site/assets/uploads/2018/02/ipcc_wg3_ar5_annex-iii.pdf#page=7
↑ Розглядаються також проекти з ядерним газотурбінним двигуном, де камера згоряння замінюється ядерним реактором особливої конструкції, розрахованим на роботу при дуже високих температурах (на даний момент не реалізовано навіть у вигляді креслень, проте теоретично можливо створити такий газотурбінний двигун, правда при цьому через високу радіоактивність вихлопу потрібно використовувати закритий цикл Брайтона).
↑ Трохін, Іван (2013-02). Газотурбопаропоршнева електростанція: ефективність турбіни підвищить «паровоз» (PDF). Енергетика та промисловість Росії. Архів оригіналу (PDF) за 5 березня 2016. Процитовано 28 березня 2013.

[[https://www.ipcc.ch/site/assets/uploads/2018/02/ipcc_wg3_ar5_annex-iii.pdf#page=7_https://www.ipcc.ch/site/assets/uploads/2018/02/ipcc_wg3_ar5_annex-iii.pdf#page=7]<span_class="wef_low_priority_links"></span><div_style="display:none"></div>-1] ttps://www.ipcc.ch/site/assets/uploads/2018/02/ipcc_wg3_ar5_annex-iii.pdf#page=7

[2] Розглядаються також проекти з ядерним газотурбінним двигуном, де камера згоряння замінюється ядерним реактором особливої конструкції, розрахованим на роботу при дуже високих температурах (на даний момент не реалізовано навіть у вигляді креслень, проте теоретично можливо створити такий газотурбінний двигун, правда при цьому через високу радіоактивність вихлопу потрібно використовувати закритий цикл Брайтона).

[3] Трохін, Іван (2013-02). Газотурбопаропоршнева електростанція: ефективність турбіни підвищить «паровоз» (PDF). Енергетика та промисловість Росії. Архів оригіналу (PDF) за 5 березня 2016. Процитовано 28 березня 2013.

[1]

[2]

[3]