9.4. Полузависимая ПГУ

Название такой ПГУ характеризует возможность независимой работы ГТУ и ПТУ. Совместная работа ГТУ и ПТУ предполагает использование теплоты уходящих газов ГТУ для нагрева воды ПТУ вместо ее регенеративных подогревателей (рис. 9.9).

Цикл полузависимой ПГУ в Т,s- диаграмме представлен на рис. 9.10.

Соотношение рабочих тел ГТУ и ПТУ в этой схеме не имеет строго обязательного значения. Необходимым условием ее работоспособности является выполнения теплового баланса газо-водяного подогревателя, в котором вода должна нагреваться до состояния насыщения при давлении Р₁ и отключенном отборе пара на регенеративный подогреватель ПТУ

(9.19)

Нагрев воды в ГВП до такой же температуры, как и в регенеративном подогревателе ПТУ, позволяет отключить регенеративный подогреватель без изменения режима работы парового котла. В такой схеме возможна автономная и совместная работа ГТУ и ПТУ.

Теплота, подведенная к рабочим телам в ПГУ (без учета потерь в паровом котле) определяется как

(9.20)

Отведенная теплота от рабочих тел ПГУ рассчитывается как

(9.21)

Мощность ПГУ определяется выражением

(9.22)

КПД ПГУ рассчитывается традиционно

Численное значение КПД такой ПГУ невелико (до 42 %), оно меньше, чем КПД автономно работающей ПТУ (около 43 – 45 %). Однако целесообразность в использовании таких ПГУ есть. Это объясняется тем, что ГТУ в энергетике выполняют роль пиковых мощностей. Они работают не более 4 часов в сутки при прохождении максимумов электрической нагрузки в энергосистеме.

КПД автономно работающей ГТУ невелик, он составляет не более 35 %. При подключении ГТУ к ПТУ по полузависимой схеме (рис.9.9), в ПТУ возрастает мощность на величину

(9.23)

Увеличение мощности в ПТУ обусловлено тем, что пар, который ранее использовался для регенеративного подогревателя (D1) в режиме ПГУ вырабатывает электрическую мощность. Поэтому если режим ПГУ рассматривать как режим выработки пиковой мощности, то экономичность выработки пиковой мощности необходимо оценивать пиковым КПД, который имеет вид

(9.24)

Из выражения 9.24 видно, что пиковый КПД ПГУ больше КПД автономно работающей ГТУ. При этом прирост пиковой мощности (ΔW_ПИК) может достигать 30 % от мощности ГТУ, что свидетельствует о целесообразности практического использования таких ПГУ в качестве пиковых энергетических установок.