Разработка топливных характеристик энергоустановки «гтэ6п-п102» при проектных условиях эксплуатации

СОЛОВЬЕВ М.М., ВОЛКОВ А.Е., ИГЭУ, г. Иваново

Науч. рук. канд. техн. наук, профессор ШЕЛЫГИН Б.Л.

В составе энергопредприятия ПАО «Т Плюс» (г. Иваново) совместно работают газотурбинная установка ГТЭ-6П и котел-утилизатор (КУ)
П-102.

При эксплуатации КУ «П-102» возможны три варианта работы:

1) утилизация теплоты уходящих из ГТЭ-6П газов;

2) утилизация теплоты газов после ГТЭ-6П при дополнительном сжигании энергетического топлива;

3) автономный режим работы КУ при сжигании в топочной камере топлива и использовании в качестве окислителя воздуха.

Расход производимого пара пропорционален как расходу топлива, сжигаемого в КС ГТЭ-6П, так и расходу топлива дополнительно сжигаемого в топочной камере КУ «П-102». Для оценки возможностей паропроизводительности энергетической установки необходимо представление её топливной характеристики, т.е. зависимости общего расхода топлива при производимой электрической мощности ГТЭ-6П Nэ от заданной паровой нагрузки КУ.

Расчетное исследование проводилось при проектной температуре наружного воздуха t н =15ºС и значениях мощности ГТЭ-6П N э = 5÷6 МВт.

Расход природного газа, сжигаемого в КС ГТЭ-6П, определяется значениями его теплоты сгорания и коэффициента полезного действия КПД ГТУ (брутто) η _ГТУ по формуле, нм³/ч:

(1)

При неизменном составе топлива для проектных условий КПД ГТЭ-6П (брутто) имеет вид:

(2)

Применительно к природному газу расход топлива, сжигаемого в КС ГТЭ-6П, с теплотой сгорания ккал/нм³, рассчитывается по формуле, нм³/ч:

(3)

Так как определяющим фактором для создания топливной характеристики энергоустановки «ГТЭ6П-П102» является паропроизводительность КУ, то первостепенный интерес представляет зависимость полученных значений не от , а от расхода выработанного перегретого пара .

Поэтому, была выполнена серия вариативных тепловых расчетов КУ «П-102» при заданных значениях . Расчеты проводились при минимальномзначении коэффициента избытка воздуха за КС .

В исследовании конкретному значению подбиралось соответствующее значение при условии постоянства температуры насыщения пара, поступающего в радиационный пароперегреватель КУ.

С повышением электрической мощности N _э ГТЭ-6П в пределах МВт расход топлива, сжигаемого в КС возрастает от 2082 нм³/ч до 2409 нм³/ч. При этом значения паропроизводительности КУ возрастают в пределах т/ч.

Для утилизационного режима топливная характеристика представляется выражением, нм3/ч:

(4)

В случае сжигания дополнительного топлива топливная характеристика имеет вид:

(5)

При увеличения Nэ в пределах 5÷6 МВт с повышением Dпе от Dутил=14÷16 т/ч до Dном=50 т/ч расход дополнительно сжигаемого топлива возрастает до (2,4÷2,6)·103 нм³/ч. Для минимального значения N_э=5 МВт, когда B_утил=2010 нм3/ч, при одинаковых значениях
Dном=50 т/ч, B_доп выше на 0,2·103 нм³/ч, чем в случае Nэ=6 МВт.

Применительно к автономному режиму работы КУ расход топлива изменяется согласно топливной характеристике, нм³/ч:

(6)

Полученные зависимости позволяют оценить изменение расхода топлива при возможных условиях эксплуатации установки
«ГТЭ6П - П102».

УДК 621.311.22