Полная версия

Главная arrow Прочие arrow Безопасность в техносфере, 2015, вып. 5 (56) -

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

Применение газотурбинной установки с измененной последовательностью процессов для утилизации ШМ

Шахтный метан можно использовать в качестве топлива в когенерационных газотурбинных установках (КГТУ) для выработки электрической и тепловой энергии. В результате анализа условий утилизации шахтного метана была выбрана схема газотурбинной установки (ГТУ) с измененной последовательностью процессов, которая позволяет исключить применение топливного дожимного компрессора с приводом, характерного для традиционной ГТУ [8, 9, 10, 11].

Для ГТУ традиционной регенеративной схемы (рис. 3, а) топливная смесь при подаче в камеру сгорания должна иметь давление, несколько превышающее давление воздуха после компрессора. Так как МВС на выходе из ВНС имеет незначительное избыточное давление, в технологическую схему необходимо включить дожимной компрессор, который ухудшает технико-экономические характеристики утилизационной установки. В ГТУ обращенной схемы (рис. 3, б) нет необходимости в дожимном компрессоре. Рассмотрим принцип действия такой установки.

В ГТУ с измененной последовательностью процессов воздух после регенератора, подогретый выходящими из турбины газами до температуры Тр, и топливная смесь с температурой Т0 направляются в камеру сгорания. После расширения в турбине продукты сгорания с температурой Тт последовательно охлаждаются в регенераторе и холодильнике до температуры Тх. Затем давление газов повышается в компрессоре и с температурой Тк они выбрасываются в атмосферу.

Рассмотренные регенеративные циклы ГТУ в TS диаграмме представлены на рис. 4, где видно термо-

43

Безопасность в техносфере, №5 (сентябрь-октябрь), 2015

Принципиальные схемы ГТУ с регенерацией

Рис. 3. Принципиальные схемы ГТУ с регенерацией

а) Схема традиционной регенеративной ГТУ; б) Схема регенеративной ГТУ с измененной последовательностью процессов; К- компрессор; Т - турбина, Р- регенератор; X- холодильник (воздухоохладитель); ДК- дожимной компрессор; Г- генератор

динамическое преимущество прямого цикла за счет использования теплоты, выделившейся в результате сжатия в компрессоре. Однако на входе в камеру сгорания, т.е. после прохождения регенератора, разница температур Тр первого и второго циклов уменьшается.

Как было сказано выше, концентрация метана в утилизируемых МВС варьирует в широких преде-

Регенеративные циклы в TS

Рис. 4. Регенеративные циклы в TS

лах (25-95%). Это зависит в первую очередь от типа системы дегазации. Однако даже на одном участке добычи со временем параметры смеси не остаются постоянными. Для дальнейших расчетов принимается МВС следующего состава: СН4 = 60%, Н2 = 1,4%, С02 = 3,5%, N2 = 29%, 02 = 6%. Мощность установки задается условно на уровне 50 кВт и в дальнейшем расчете это не влияет на значения удельных параметров. В целом сочетание небольшой мощности ГТУ (50-200 кВт) и возможности компоновки установок в единый кластер позволяют энергоцентру эффективно приспосабливаться к переменному расходу МВС.

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>