При росте энергопотребления в России и увеличении роли парогазовых и газотурбинных установок в производстве электроэнергии, эффективность этих установок можно повысить путем охлаждения рабочего воздуха. Применение адиабатических систем охлаждения воздуха может увеличить выработку электроэнергии на современных энергоблоках такого типа на величину до 25%.
На мировом рынке энергетики наблюдается тенденция к сокращению угольной генерации и замене ее другими типами, например, газовой генерацией, атомной энергетикой и ВИЭ. Газовая генерация может получить наиболее динамичное развитие, благодаря значительным преимуществам парогазовых установок перед паротурбинными (меньшая удельная стоимость и сроки строительства, высокий КПД). |
Однако значительной проблемой газотурбинных установок является зависимость генерируемой электроэнергии от параметров атмосферного воздуха, особенно в теплый период года, когда температура и снижение атмосферного давления могут привести к существенному уменьшению мощности энергетических установок.
Для нивелирования этой проблемы и повышения мощности парогазовых установок рекомендуется использование систем адиабатического охлаждения воздуха на основе испарительных элементов HuPad в комплексных воздухоочистительных устройствах. Эти охладители воздуха эффективны даже в умеренных климатических условиях и могут увеличить мощность газотурбинных установок на величину до 25%.
Увеличение выходной мощности ПГУ
Снижение мощности энергетической газотурбинной установки (ПУ) происходит из-за снижения массового расхода воздуха, забираемого компрессором, при увеличении температуры и снижении давления воздуха. Кроме того, увеличение температуры воздуха снижает удельную полезную работу, что приводит к снижению полезной мощности ГТУ. Это также снижает выработку электроэнергии на газотурбинной установке в целом.
Решением этой проблемы может быть использование адиабатического предохладителя. Он снижает температуру рабочего воздуха, увеличивает его плотность и массу, что позволяет увеличить выходную мощность ПГУ на 25% в регионах с жарким и сухим климатом.
Повышение эффективности использования топлива
Охлаждение воздуха на входе газотурбинной установки (ГТУ) - одно из важных преимуществ системы охлаждения. При повышении температуры наружного воздуха увеличивается расход тепла, что снижает КПД установки. Охлаждение воздуха, поступающего в газовую турбину, позволяет устранить этот негативный фактор.
Продление срока эксплуатации компонентов
Двигатели, работающие при низких температурах воздуха на входе, имеют более длительный срок службы и требуют меньшего объема технического обслуживания. Это связано с тем, что более низкие и стабильные температуры воздуха снижают износ компонентов турбин.
Увеличение КПД в комбинированном цикле
Подача низкотемпературного воздуха снижает температуру выхлопных газов, что может снизить мощность котла-утилизатора. Однако, если увеличить расход воздуха на входе, это компенсирует потерю мощности, вызванную снижением температуры. Увеличение массового расхода выхлопных газов достигается за счет увеличения расхода воздуха на входе.
Повысив мощность электростанции за счет использования системы охлаждения воздуха на входе, расширение станции путем увеличения количества энергоблоков можно перенести на более поздний срок.
Малые капитальные и эксплуатационные издержки
Инвестиции в систему адиабатического охлаждения невелики по сравнению с традиционной системой охлаждения и вводом в эксплуатацию дополнительных генерирующих мощностей. Испарительные охладители используют природные процессы теплообмена между воздухом и водой, не требуя дополнительных источников энергии. Такой способ охлаждения является наиболее энергоэффективным. Обычная водопроводная вода является основным ресурсом для испарительных охладителей. Простая конструкция испарительных охладителей
обеспечивает легкость эксплуатации и ремонта системы.
Высокая фильтрационная способность
Материал, используемый для испарительного охлаждения, также является превосходным воздушным фильтром, который может задерживать до 90% взвешенных частиц, обычно удаляемых воздушными фильтрами первой ступени очистки. Это способствует увеличению срока эксплуатации воздушных фильтров и снижению расходов на
их закупку.
Стандартное значение аэродинамического сопротивления адиабатических охладителей варьирует от 50 до 100 Па, в зависимости от проектных решений и наличия каплеулавливателей. Это значение существенно меньше аэродинамического сопротивления всех ступеней фильтрации и не оказывает значительного влияния на общую
работу системы. Кроме того, дополнительное сопротивление, создаваемое охладителем, полностью компенсируется снижением сопротивления на воздушных фильтрах вследствие уменьшения их загрязнения.