516 2

13. ELEKTROWNIE Z TURBINAMI GAZOWYMI

Instalacje gazowo-parowe w konfiguracji jednowałowej z trójciśnienio-wym obiegiem i międzystopniowym przegrzewaniem części parowej oraz dodatkowo z wstępnym podgrzewaniem gazu do turbiny gazowej w wymienniku wodnym są aktualnie traktowane jako najbardziej efektywne. Turbiny gazowe, na bazie których są budowane takie układy, są wyposażone w obwodowy system palników niskoemisyjnych typu EV (patrz rys. 13.3), powszechnie jest także stosowane sekwencyjne spalanie. Najnowsze instalacje w takim układzie zbliżają się do bariery 60% sprawności netto wytwarzania energii elektrycznej [13.11]. Bloki te są przeznaczone w zasadzie do pracy podstawowej, mogą jednak także pracować w strefie podszczytowej, a nawet szczytowej. Powinny mieć przeto możliwość regulacji mocy oddawanej do systemu elektroenergetycznego i Współczesne rozwiązania układów takich bloków spełniają te wymagania zarówno w zakresie obciążeń częściowych, jak i przeciążenia.

W celu obniżenia obciążenia bloku gazowo-parowego przy jednoczesnym zapewnieniu jego pracy z możliwie wysoką sprawnością stosuje się najczęściej regulację strumienia powietrza dostarczanego do turbiny gazowej przez sprężarkę. Przez zmianę kąta ustawienia kierownic pierwszych stopni sprężarki (w rozwiązaniach firmy ABB - trzech pierwszych stopni) można ograniczyć strumień powietrza do ok. 60% wartości znamionowej. Jednocześnie temperatura spalin z turbiny gazowej jest utrzymywana na stałym poziomie, podobnie jak temperatura początkowa na wlocie do turbiny gazowej, co zapewnia optymalną sprawność przy obciążeniach częściowych.

Z kolei w przypadku możliwego w tym układzie przeciążenia bloku gazowo-parowego jest wykorzystywany efekt Chenga. Polega to na skierowaniu części strumienia pary wytworzonej w kotle odzyskowym do lub przed komorę spalania turbiny gazowej (rys. 13.11). Strumień ten wytwarza w turbinie gazowej moc większą niż moc tracona w turbinie parowej na skutek tego poboru. Wynika to z faktu, że rozprężająca się w turbinie gazowej para wodna wytwarza w kotle odzyskowym dodatkowy strumień pary.

Rys. 13.11. Schemat ideowy regulacji mocy bloku gazowo-parowego

1    - regulacja wtrysku pary;

2    - regulacja strumienia powietrza (pozostałe oznaczenia jak na rys. 13.9)

Na rysunku 13.12 przedstawiono uproszczoną zależność osiągalnych przyrostów sprawności i mocy, odniesionych do sprawności i mocy turbiny gazowej przy przejściu do układu kombinowanego i przy wtrysku pary do komory spalania turbiny gazowej.

516