Podstawy Energetyki

sem. V

Wykład 6

2

Elektrownie gazowe
i gazowo-parowe

z

Obiegi w elektrowniach gazowych

z

Sprawności obiegu elektrowni gazowej

z

Metody poprawy sprawności obiegu
elektrowni gazowych

z

Układy gazowo-parowe

z

Sprawność układów gazowo-parowych

3

Obiegi w elektrowniach
gazowych

z

Elektrownie gazowe najczęściej pracują w
układzie otwartym powietrza i spalin

z

W zależności od rozwiązania (i zastosowań),
obiegi elektrowni gazowych dzielimy na:

z

Proste – bez regeneracji, z 1 komorą spalania
i 1-modułowym procesem sprężania

z

Złożone – z regeneracją, z wieloma komorami
spalania, z wielomodułowym procesem sprężania

4

Schemat prostego obiegu
elektrowni gazowej

z

W układzie otwartym powietrze zasysane jest

z otoczenia. Za pomocą sprężarki nadawane

mu jest odpowiednie ciśnienie, następnie

podawane jest ono do komory spalania, do

której dostarczane jest paliwo (np. gaz ziemny)

pod tym samym ciśnieniem. Wprowadzane do

komory spalania powietrze służy przemianie

energii cieplnej na energię mechaniczną, a przy

okazji dostarcza również tlen na potrzeby

spalania. W wyniku spalania powietrze jest

ogrzewane i miesza się ze spalinami.

Mieszanina powietrza i spalin płynie do turbiny,

w której rozpręża się i ulatuje do otoczenia.

z

1-2

– politropowe sprężanie powietrza od ciśnienia

atm. p

1

do p

2

(ok. 70% mocy mech. turbiny)

z

2-3

– izobaryczne spalanie gazu i powietrza oraz

podgrzew spalin

z

3-4

– politropowe rozprężanie spalin do ciśnienia

atm. p

1

z

W układzie zamkniętym, sprężone powietrze

jest ogrzewane w komorze spalania przez

wymiennik ciepła i nie miesza się ze spalinami.

Po przejęciu przez turbinę jest chłodzone i

ponownie kierowane do sprężarki. W układach

zamkniętych jako czynnik roboczy stosuje się

oprócz powietrza również CO

2

i hel.

5

Budowa turbiny gazowej

6

Sprawność energetyczna
obiegu elektrowni gazowej

(

)

(

)

(

)

em

og

ks

b

og

pk

ps

pt

dk

s

t

dk

ob

og

p

p

T

T

c

T

T

c

T

T

c

q

l

l

q

l

η

η

η

η

η

η

=

↑

⇒

↑

−

−

−

−

=

−

=

=

1

2

2

3

1

2

4

3

7

Metody poprawy sprawności
obiegów elektrowni gazowych

z

Regeneracyjny
podgrzew powietrza

z

Międzystopniowy
przegrzew spalin

z

Międzystopniowe
chłodzenie powietrza

(

)

(

)

(

)

5

3

1

2

4

3

T

T

c

T

T

c

T

T

c

pk

ps

pt

og

−

−

−

−

=

η

8

Układy kombinowane
gazowo-parowe

9

Współpraca turbiny gazowej
z wytwornicą pary (HRSG)

10

Schematy podstawowych
układów gazowo-parowych

11

Sprawność obiegów gazowych
i gazowo-parowych

z

Sprawność prostych
elektrowni gazowych
kwalifikuje je do źródeł
szczytowych energii

z

Sprawność elektrowni
gazowo-parowych jest
najwyższą osiągalną
sprawnością dużych bloków

z

T3 – temperatura za
komorą spalania

z

T4 – temperatura za turbiną

12

Elektrownie gazowe
i gazowo parowe

13

Parametry najnowocześniejszych
turbin gazowych

Firma

Model

Moc

[MW]

Stosunek

sprężania

P2/P1

Temperatura
gazów

wylotowych
[

o

C]

Sprawność

elektryczna

[%]

Siemens AG V84.3A 180 17

1190

58

KWU V94.3A

255

17 1190

58

ABB GT24

183

30.0

1260

58

GT26

265

30.0

1260 58

GE MS7001FA

180

15.4

1288

56.5

MS9001FA

255

15.4

1288 57.1

MS7001H

265

23

1430 60.0

MS9001H

330

23

1430 60.0

Siemens 501

F

185

14

1350

56.6

Westinghouse 701 F

270

17

1350

56.6

501

G

254

20

1430 58.2

701

G

334

21

1430 58.2

501

ATS

280

27

1510 60.0

* Sprawność netto obiegu parowo-gazowego

14

Emisje zanieczyszczeń przy
spalaniu gazu i węgla

SO

x

NO

x

CO

2

Gaz ziemny

0%

40%

60%

Węgiel 100%

100%

100%

15

Elektrownie gazowe i gazowo-
parowe w Polsce

z

EC Zielona Góra

z

EC Gorzów

z

EC Lublin

z

Nowa Sarzyna

z

EC Władysławowo

z

EC Ostrów Wielkopolski

z

…

16

Silniki gazowe

17

z

www.gepower.com/prod_serv/products

z

www.powergeneration.siemens.com/en

z

www.power.alstom.com