Генерування електричної енергії шляхом утилізації залишкового теплового потенціалу викидних газів газоперекачувальних агрегатів у замкнених ГТУ

Abstract

Проводиться аналіз перспективності використання замкнених газотурбінних установок (ЗГТУ) на викиді газоперекачувальних агрегатів з газотурбінним приводом. Аналізується вплив теплофізичних властивостей робочих газів ЗГТУ (повітря, водяна пара, діоксид вуглецю, гелій) на техніко-економічні показники комбінованої установки (ГТУ + ЗГТУ) та на параметри її термодинамічного циклу. Аналіз виконано з використанням у якості робочих газів ЗГТУ діоксиду вуглецю, повітря, водяної пари та гелію, які суттєво відрізняються за своїми теплофізичними властивостями. Встановлена можливість за номінальної потужності базової ГТУ 10 МВт генерування додаткової потужності замкненої ГТУ (залежно від виду робочих газів) від 1,4 до 2,0 МВт, досягнення енергетичного ККД комбінованої установки порядку 43% та вторинної утилізації теплової енергії (за наявності теплового споживача), що дає змогу довести коефіцієнт використання палива у комбінованій установці до 67%.

Проводится анализ перспективности использования замкнутых газотурбинных установок (ЗГТУ) на выхлопе газоперекачивающих агрегатов с газотурбинным приводом. Анализируется влияние теплофизических свойств рабочих газов ЗГТУ (воздух, водяной пар, диоксид углерода, гелий) на технико-экономические показатели комбинированной установки (ГТУ + ЗГТУ) и на параметры ее термодинамического цикла. Анализ выполнен с использованием в качестве рабочих газов ЗГТУ диоксида углерода, воздуха, водяного пара и гелия, существенно отличающихся своими теплофизическими свойствами. Установленная возможность при номинальной мощности базовой ГТУ 10 МВт генерирования дополнительной мощности замкнутой ГТУ (в зависимости от вида рабочих газов) от 1,4 до 2,0 МВт, достижения энергетического КПД комбинированной установки порядка 43% и вторичной утилизации тепловой энергии (при наличии теплового потребителя), что позволяет доказать коэффициент использования топлива в комбинированной установке порядка 67%.

It is carried out the availability analyses of using the closed gas turbine units (CGTU) on exhaust of gas compressor units with gas turbine drive. It is analyzed the impact of the thermo physical properties of the working gases (air, water steam, carbon dioxide, helium) in the closed gas turbine units onto the technical and economic indices of combined unit (GTU + CGTU) and onto the indices of its thermodynamic cycle. The analyses has carried out with the using as the working gases of the closed gas turbine unit the carbon dioxide, air, water steam and helium, that differ essentially by their thermo physical properties. The fixed capability under 10 MWT power rating of the basic gas turbine unit for the additional power generation of closed gas turbine unit (depending on kind of the working gas) from 1.4 up to 2.0 MWT, achievement of the power performance index of the combined unit about 43% and the secondary thermal energy utilization (in the presence of the thermal consumer), that allow to prove the rate of fuel use in the combined unit about 67%.