Термодинамический анализ тринарных энергоустановок

Парогазовые установки, работающие на природном газе, являются одними из наиболее эффективных и экологически безопасных энергетических комплексов. Высокая энергетическая эффективность и низкие удельные выбросы достигаются, прежде всего, за счет высокой среднеинтегральной температуры подвода теплоты в цикле Брайтона–Ренкина. При этом основными источниками потерь энергии являются потери теплоты в конденсаторе паротурбинной установки и потери теплоты с уходящими газами котла-утилизатора. Настоящая работа посвящена термодинамическому анализу перехода от традиционных бинарных циклов к тринарным, в которых помимо газового и пароводяного контуров имеется дополнительный контур на низкокипящем теплоносителе. По результатам проведенной термодинамической оптимизации структуры и параметров тепловых схем установлено, что использование органического цикла Ренкина с фреоном R236ea для утилизации низкопотенциальной теплоты уходящих газов энергоустановки, работающей с газовой турбиной ГТЭ-160, позволяет достичь электрического КПД нетто, равного 51.3%, что выше эффективности одноконтурных парогазовых установок при аналогичных начальных параметрах на 2.2% и двухконтурных – на 0.5%. Повышенный уровень энергоэффективности обуславливается ростом тепловой экономичности паротурбинной части за счет добавления подогревателей низкого давления, а также эффективной утилизацией теплоты уходящих газов в контуре с низкокипящим теплоносителем.