"Energetika (Issiqlik enеrgеtikasi)" bakalavr ta'lim yo’nalishi

Bir konturli utilizator-qozonli bug’-gaz qurilmasiBir konturli utilizator qozonili bug’-gaz qurilmalarining issiqlik sxemasiga ko‘ra, gazli kondensat qizdirgichi bug‘ turbinali qurilma sxemasidagi past bosimli qizdirgich o‘rnini egallaydi. Bu yerda asosiy kondensatni qizdirish natijasida chiqish gazlarining haroratini oxirgi qiymatgacha θux pasaytiriladi, ya’ni sovitiladi. Sxemada turbinadagi bug‘ olinmasidan ta’minlanadigan ta’minot suvi deaeratori ko‘rsatilgan. Bir xil bosimli bug‘ ishlab chiqaruvchi kontur ekonomayzer, bug‘latgich va bug‘ o‘ta qizdirgichidan tarkib topgan.

2. – jadval Energetik gaz turbinali qurilmalarning asosiy texnik ko‘rsatkichlari

t/r	ko‘rsatkichlar	O‘qli kompressor oldida	Yonish kamerasi oldida	Gaz turbinasi oldida	Gaz turbinasi- dan chiqishda
1	Bosim, MPa	0,1013	1,0686	1,042	0,1013
2	Harorat, °C	15	323,6	1050	551,8
3	Entalpiya, kJ/kg	15,15	332,3	1206,8	601,9
4	Havoning ortiqchaligi	-	-	3,21	3,21
5	Gaz doimiysi, kJ/(kg(K)	0,28798	0,28798	0,29199	0,29199
6	Ish jismining massaviy sarfi, kg/s	1	1	1,01793	1,01793

Qo‘shimcha texnik ko‘rsatkichlar:

1. 
   yoqilg‘i – metan СН₄ 100 %; Q_i^г = 50056 kJ/kg;
   

2. 
   yonish kamerasining FIKi η_ёк = 99,7 %;
   

3. 
   
   мех
   kompressorning mexanik FIKi η^к = 99,9 %;
   

4. 
   
   мех
   GTning mexanik FIKi η^ГТ = 99,9 %;
   

5. 
   kompressorning izoentropik FIKi η_к = 88,2 %;
   

6. 
   GTning izoentropik FIKi η_ГТ = 88,4 %.
   

Ish jismining 1 kg/s massaviy sarfida quyidagilarga erishiladi:

1. 
   kompressorda iste’mol qilingan quvvat N_к = 317,545 kVt;
   

kVt;

2. 
   GTning quvvati N_ГТ = 615,094 kVt;
   

3. 
   gaz turbinali qurilma elektrogeneratorining quvvati N^э_г = 294,574 kVt;
   

4. 
   
   г
   yonish kamerasiga yoqilg‘i bilan berilayotgan issiqlik Q^c = 897,328
   

5. 
   elektr energiyasi ishlab chiqarishdagi FIK η^г_э = 32,827 %;
   

2. – jadval Bug’-gaz qurilmalari va bug‘ pog‘onasidagi texnik ko‘rsatkichlar

т/р	Issiqlik sxemasida ish jismining o‘rni va holati	^Dг/в^/Gк	р, МПа	t, °С	h, кЖ/кг
1	Utilizator qozonidan keyingi o‘ta	0,13433	6	525	3480,8

	qizigan bug‘
2	Bug‘ turbinasiga kirishdagi bug‘	0,13433	5,7	523,6	3480,8
3	BTdan deeratorga bug‘ olinmasi	0,0025	0,121	106,5	2663,2
4	Bug‘ning kondensatorga o‘tishi	0,13183	0,006	36,2	151,5
5	Kondensat nasosidan keyingi kondensat	0,13183	0,189	36,2	151,7
6	Deaeratorga ish jismining berilishi	0,13183	0,151	95	398
7	Deaeratordan keyingi ta’minot suvi	0,13433	0,121	105	440,2
8	Ta’minot suvi	0,13433	7,2	107,2	449,4
9	Bug‘latgichning to‘yinish liniyasidagi ish jismi	0,13433	6,32	279	1231,8

Qo‘shimcha kattaliklar

1. 
   D_г/в – gaz/suv sarfi; G_к – kompressor orqali havo sarfi;
   

2. 
   bug‘latgichning sovutilizator qozoni uchida harorat napori 10 °C;
   

3. 
   Utilizator qozoni trakti bo‘ylab gaz parametrlari:
   

θ₁ = 289 °C; h₁ = 302,8 kJ/kg; θ₄ = 192 °C; h₄ = 201,9 kJ/kg;

θ₅ = θ_ух = 162 °C; h₅ = h_ух = 170 kJ/kg.

4. 
   bug‘ turbinali qurilma elektrogeneratorining quvvati N^э_е = 153,601 kVt/(kg/s)
   
5. 
   bug’-gaz qurilmalari ning elektr quvvati N^э_BGQ = 448,175 kVt/(kg/s)
   
6. 
   
   BGQ
   bug’-gaz qurilmalarida elektroenergiya ishlab chiqarish FIKi η^э = 49,95 %.
   

Bug‘latgich yuzasining oxirida harorat napori minimal ko‘rsatkichga ega bo‘ladi: Θ=θ₅ – Т_нас = 8 – 10 °С, bug‘ qizdirgichining qaynoq uchidagi haroratlar farqi esa bu paytda Θ_ПЕ = θ₁ – Т_ПЕ = 20 – 40 °C ni tashkil qiladi. Korroziyali yemirilishdan saqlanish maqsadida utilizator qozoniga kirishdagi kondensat harorati tabiiy gaz yoqilganda 50 – 60 °C darajasida, gaz turbinali qurilmada suyutilizator qozoni gaz turbinasi uchun mo‘ljallangan yoqilg‘i yoqilganda esa 110 °C dan past bo‘lmagan harorat darajasida saqlab turiladi.Misol tariqasida V64.2 (Siemens) turidagi qurilmaning asosiy texnik ko‘rsatkichlarini tahlil qilib chiqish mumkin.Utilizator qozonioridagi jadvaldan ko‘rinadiki, bir konturli utilizator qozonili bug’-gaz qurilmalarida chiqish gazlarini 162 °C gacha sovitish va elektr energiyasi ishlab chiqarishda kichik FIKga ega bo‘lish mumkin ekan. Shu bilan birga, bunday qurilmalarning issiqlik sxemasi sodda va uncha katta miqdordagi kapital qo‘yilmalarni talab qilmaydi. Bunday turdagi bug‘ gaz qurilmalarini tanlash arzon turdagi yoqilg‘idan foydalanilganda samarali sanalsa, elektr stansiyalarini barpo etish cho‘qqili yuklamalar talab etilganda yoki yutilizator qozoniori oltingugurt tarkibiga ega yoqilg‘idan foydalanilganda maqsadga muvofiq bo‘ladi.
Utilizator qozonili bug’-gaz qurilmalarining samaradorlik ko‘rsatkichini yanada ko‘tarish gaz turbinali qurilmalarning chiqish gazlari haroratini pasaytirish hisobiga amalaga oshirilishi mumkin. Utilizator qozonining issiqlik sxemasi bug‘ ishlab chiqaruvchi konturlar sonining ortishi va oraliq bug‘ qizdirgichining qo‘llanilishi hisobiga murakkablashadi. Bunday qurilmalar uchun GT oldidagi gaz haroratining katta ekanligi – 1200-1350 °C xarakterli ko‘rsatkich sanaladi.
Qurilmaning past va yutilizator qozoniori bosimli konturlarini ta’minoti tarkibida kislorodning massaviy konsentratsiyasi 10 mkg/kg dan ko‘p bo‘lmagan deaeratsiyalangan suv yordamida amalga oshiriladi. Deaeratsiyalashni
kondensatorda, ta’minot suvi deaeratorida yoki issiqlik sxemaning har ikkala elementida amalga oshirilishi mumkin. Bir necha texnik yechimlarni keltirish mumkin:

1. 
   ma’lum miqdorda bug‘ ishlab chiqaruvchi suvli deaerator konturi (bug‘latgich deaeratori) hosil qilinadi. Konturdagi bosim bug‘latgich oldidagi gazning sarfi va haroratidan kelib chiqib qurilmaning issiqlik yuklamasini aniqlaydi. Deaeratorning bug‘-suv aralashmasida ishlashligi, konstruksiyasiga bog‘liq holda, ma’lum darajada qiyinchiliklarni keltirib chiqarishi mumkin;
   
2. 
   deaerator past bosimli bug‘ magistralidan olingan bug‘ bilan ta’minlanadi;
   

5. 
   deaerator ta’minoti bug‘ turbinasi otboridan olingan bug‘ bilan amalga oshirilishi mumkin, biroq, bu holatda, bug’-gaz qurilmalarining samaradorligi pasayib ketadi.
   

Ikki konturli utilizator qozonli bug’-gaz qurilmalari issiqlik sxemasining takomillashgan varianti BGQ-400 quyidagi rasmda keltirilgan. Bu issiqlik sxemada gaz turbinali qurilma sifatida GTE-200 dan foydalaniladi. Qurilma ikki konturli utilizator qozon bilan bitta valli holatda tayyorlangan. utilizator qozonda sakkizta issiqlik almashinish uchastkasi, shu jumladan oraliq bug‘ qizdirgichi, kondensatni gazli qizdirgich va orttirilgan bosimli deaerator bug‘latgichi bor.
BGQ-477,75 qurilmasida edektr yuritgichli ta’minot nasosi va qozonga kirishdagi kondensat haroratini 60 °C dan pasaymasligini ta’minlash maqsadida retsirkulyatsiyalash nasoslaridan foydalanilgan. Sxemada tabiiy gazni deaeratorning ta’minot suvi bilan ishlaydigan suvli issiqlik almashinish qurilmasida 140 °C gacha qizdirish ko‘zda tutilgan. bug’-gaz qurilmalarining elektr energiyasi ishlab chiqarish bo‘yicha brutto foydali ish koeffitsiyenti 54,9
% ni tashkil qiladi.
Siemens firmasi tomonidan taklif qilingan utilizator qozonli bug’-gaz qurilmalari sxemasiga ko‘ra bug‘ turbinasi va utilizator qozoni yutilizator qozoniori (1), o‘rta (2) va past (3) bosimli qismlardan iborat. Bundan tashqari utilizator qozonning gaz turbinali qurilmadan kirish qismida bug‘ qizdirgichi (5) orqa tomonida esa gazli kondensat qizdirgichi (4) o‘rnatilgan.
Bajarilgan hisoblar shuni ko‘rsatadiki, ikki xil bosimli utilizator qozonili bug’-gaz qurilmalaridan foydalanish issiqlik sxemasining murakkablashishiga olib kelsada, bir bosimli utilizator qozonidan foydalanilgan sxema bilan taqqoslaganda qurilmaning tejamkorligi

 ^e

_  0,5219  0,4995 _{100  4,48}

%. ga ko‘tariladi.

BGQ ^


0,4995 _

BGQ-477,75 qurilmasining texnik ma’lumotlari quyidagi jadvalda keltirilgan. Qo‘shimcha kattaliklar:

1. 
   yutilizator qozoniori bosimli bug‘ qizdirgichining qaynoq uchidagi harorat napori Θ_ПЕ=26,7 °C
   
2. 
   yutilizator qozoniori bosimli va PB bug‘latgichlarining sovutilizator qozoni uchidagi harorat napori Θ = 10 °C;
   
3. 
   yutilizator qozoniori bosimli utilizator qozoni trakti bo‘ylab gaz parmetrlari:
   

θ₁ = 551,7 °C; h₁ = 601,9 kJ/kg; θ₃ = 308,4 °C; h₃ = 324 kJ/kg; θ₄ = 223,1 °C; h₄ = 235,2 kJ/kg; θ₆ = 162 °C; h₆ = 168,8 kJ/kg; θ₈ = 133,3 °C; h₈ = 139,6 kJ/kg; θ₉ = 96,1 °C; h₉ = 100,4 kJ/kg;

4. 
   
   оi
   bug‘ turbinasining oqim qismidagi ichki FIK: otbor nutilizator qozonitasigacha η_оi = 0,90; kengayish jarayoni davomida η^ПТ = 0,85;
   
5. 
   
   п
   bug‘ turbinali qurilma elektrogeneratorining quvvati N^э = 173,7 kVt/(kg/s);
   
6. 
   
   пгу
   bug’-gaz qurilmalarining elektr quvvati N^э = 468,3 kVt/(kg/s);
   

7. 
   
   пгу
   bug’-gaz qurilmalarining elektr energiyasi ishlab chiqarish bo‘yicha FIK i η^э = 52,2 %.
   

Hozirda foydalanib kelinayotgan zamonaviy energetik gaz turbinali qurilmalarda gazning boshlang‘ich harorati 1500 °C ga yaqin bo‘lsa, bosimi esa 1,8 – 3,0 MPa ni tashkil qiladi. Bunda chiqish gazlarining harorati 600 °C gacha ko‘tariladi. Bu holat utilizator qozonili bug’-gaz qurilmalarining bug‘li pog‘onalarini yanada takomillashtirishni va issiqlik sxemasida uchinchi bug‘ ishlab chiqarish konturini hamda uni oraliq qizdirishni shakllantirishni taqozo qiladi.
Bug‘ konturini takomillashtirish natijasida bug’-gaz qurilmalarining umumiy tejamkorligini o‘zgartirishni 150-200 MVt quvvatli gaz turbinali qurilmalar bazasida shakllantirilgan xorijiy firmalar tadqiqotlari ko‘rsatkichlari bilan tushuntirish mumkin. Yanada murakkabroq bug‘ sikliga o‘tish va o‘ta kritik bug‘ parametrlarini hosil qilish qurilmaning samaradorligini sezilarli darajada oshiradi.
Optimal bug‘-gaz sikli ko‘p sonli texnik yechimlar asosida tanlanadi.
Bunday tanlovga asosan quyidagi uch bosqichdan keyin kelinadi:

• 
  energetik qurilma buyurtmachisining talablarini o‘rganish;
  

• 
  qurilmalarning ishlash sharoitlari to‘g‘risida ma’lumotlarni to‘plash;
  

• 
  bug’-gaz qurilmalari siklini tanlash.
  

Buyurtmachi tomonidan qurilma quvvatining yuqrigi va quyi chegaralari, doimiy yuklamalarda FIKni hisobga olgan holda gaz turbinali qurilmalarning

ma’qul keladigan quvvati tanlanadi. Doimiy yuklamalarni qoplash grafiklari tuziladi.

2. 
   – rasm. Kondensatni deaeratordan oldin qizdirish uchun gaz turbinali qurilmaning havo sovitgichi issiqligidan foydalanadigan BGQ-400