Особенности эксплуатации парогазовых энергоблоков

Удельные поверхности нагрева. При оптимизации схем и параметров ПГУ необходимо учитывать влияние начальной температуры газовой ступени и избытка воздуха на величину поверхностей нагрева ВПГ.

С повышением температуры газов перед турбиной уменьшается количество тепла, восприни-маемого испарительными и пароперегревательными поверхностями нагрева с высокой эффек-тивностью теплообмена, и увеличивается количество тепла, воспринимаемого экономайзером при менее интенсивном теплообмене. Это приводит к резкому увеличению металлоемкости эко-номайзера при небольшом уменьшении металлоемкости остальных поверхностей нагрева ВПГ. При повышении температуры перед газовой турбиной на 100° С определенному уменьшению испарительных поверхностей нагрева соответствует приблизительно десятикратное увеличение поверхности нагрева экономайзера

Увеличение расхода газов при большом избытке воздуха мало влияет на величину испарительных и пароперегревательных поверхностей нагрева. Увеличение скорости газов при большом избытке воздуха повышает эффективность конвективного теплообмена, что позволяет поддерживать постоянной температуру перегрева пара и отказаться от регулятора перегрева пара. Удельные поверхности нагрева экономайзера увеличиваются в большей степени, чем избыток воздуха. На долю экономайзера приходится около 70% всех поверхностей нагрева и около 50% металловложений ВПГ, однако величина удельных поверхностей нагрева экономайзера ВПГ составляет 0,1 – 0,2 м2 , что не превышает соответствующих величин для экономайзеров обычных котлоагрегатов.

 

Энергетические ГТУ, представленные на мировом рынке

За рубежом газотурбинные энергетические установки выпускаются более чем 40 фирмами. Однако, большинство из них выпускает продукцию по лицензии ведущих фирм, таких как, АББ. Сименс, Вестингауз, Дженерал Электрик.

В последние десятилетия резко возросла мощность ГТУ до 300 МВт и экономичность КПД при производстве электрической энергии достигает 36 – 38%, а в многовальных ГТУ, созданных на базе авиационных двигателей с высокими степенями повышения давления КПД может достигать 40%.

Выпускаемые сегодня стационарные ГТУ оснащены, как правило, охлаждаемыми рабочим и сопловыми лопатками турбин, что позволяет максимально поднять температуру газов перед турбиной до 1550о С.

Наибольший интерес представляют ГТУ, имеющие большой объем внедрения и длительные сроки наработки.

В качестве примера таких установок в таблице 3 приведены характеристики серии ГТУ AllisonRolls-Royce, созданных на базе ГТД LockheedC-130 Hercules. Это наиболее популярные в Европе ГТУ, значительное число их работает и в странах ближнего зарубежья: Чехии, Словакии, Венгрии, Польше и Турции. Отличительная особенность этих ГТУ – малый вес, компактность, высокий КПД и сравнительно низкий удельный расход воздуха.

Таблица 2

Установка	Мощность, кВт	КПД, % (ISO)	Тем-ра выхлопных газов, гр. С	Расход выхлопных газов, кг/с
501 – KB3	2692	25,0	571	12,8
501 – KB5	3840	28,6	553	15,7
501 – KN5	4447	30,7	553	16,3
501 – KH5	3743	28,1	583	15,7
501 – KB7	5240	31,1	519	20,6
501 – KN7	5757	32,3	528	20,7

 

В следующих таблицах приведены основные параметры энергетических ГТУ весьма популярных в Европе производителей: «ABB-Alstom» и «Siemens» (стандарт ISO).

Таблица 3

Тип установки	Частота,Hz	Полезная мощность, МВт	КПД, брутто, %	Степень сжатия	Расход выхлопных газов, кг/с	Тем-ра выхлопных газов, гр. С	Место производства
TB5000	50/60	3.96	25.9	7.8	22.0	487	Lincoln U.K.
Typhoon 4.35	50/60	4.35	30.0	13	17.7	527
Typhoon 4.7	50/60	4.70	30.2	14.1	19.0	525
Typhoon 5.05	50/60	5.05	30.2	14.3	19.6	646
Typhoon 5.25	50/60	5.25	30.2	14.8	20.3	537
Tornado 6.75	50/60	6.75	31.5	12.3	29.3	466
Tempest	50/60	7.70	30.7	13.9	29.8	545
Cyclone	50/60	12.90	34.0	16.9	39.7	570
GT35C	50/60	17.00	32.1	12	92	376	Finspong Sweden
GT10B	50/60	24.80	34.2	14	80	543
GT10C	50/60	29.00	36.0	18	91	518
GTX100	50/60	43.00	37.0	20	122	546
GT8C	50/60	52.8/52.6	34.4	15.7	183	517	Baden Switzerland
GT8C2	50/60	57.2/57.0	34.7/34.5	17.6	195	511
GT11N2	50/60	113.7/116.4	34.4/34.9	15.1	382	524
GT13E2	50	165.1	35.7	14.6	532	524
GT24	60	183.0	38.3	30	391	640
GT26	50	265.0	38.5	30	662	640

 

Энергетические газотурбинные установки фирмы «Siemens»

Таблица 4

Тип установки	Полезная мощность, брутто, МВт	КПД, брутто (ISO), %
60 Hz модификация
W 501. G	253	39.0
W501.F	187	37.4
W501.D5A	121	34.7
V64.3A	67	34.7
50 Hz модификация
V 94.3 A	265	38.5
V92.2A	190	35.2
V92.2	157	34.4
V 64.3 A	67	34.7

 

Характеристики газотурбинной энергетической установки

SiemensGT 10 B

 

Таблица 5

Параметр	Размерность
1. Электрическая мощность, коэффициент мощности	24770 кВт
2. Тепловая мощность	40000 кВт
3. КПД при выработке  электроэнергии	34,2%
4. Коэффициент использования  топлива	90%
5. Температура газов на  выходе (после утилизации тепла)	543о С
6. Удельные капитальные  вложения, в долл. США на кВт  установленной мощности	319 долл. США/кВт
7. Габаритные размеры  агрегата (Д*Ш*В)	20700*4000/4500*5300
8. Масса установки	160000 кг
9. Удельная материалоемкость	6,46 кг/кВт
10. Полный назначенный  ресурс установки	160’000 час
11. Назначенный ресурс  установки до капитального ремонта	40’000 час
12. Снижение фактической  мощности ГТУ в процессе эксплуатации  за межремонтный период при  условии соблюдения правил эксплуатации, относительных	3,8%
13. Количество пусков с  набором нагрузки	до 200 пусков в год
14. Коэффициент готовности	0,97
15. Ремонтопригодность	Все виды ремонтов на месте
16. Комплектность поставки (наличие системы утилизации тепла  и т.д., указать реквизиты организаций-поставщиков  комплектующих)	Комплектная ГТУ со всеми вспомогательными системами. Системы утилизации поставляются как опция.
17. Сроки и объемы возможных  поставок оборудования	12 месяцев
18. Организации, осуществляющие  проектные работы по созданию  энергетических объектов с данной ГТУ	Теплоэлектропроект, УралВЭП и др.
19. Где и когда установлены  ГТУ данной марки (с указанием  реквизитов организации и времени  начала эксплуатации установки).	165 установок по всему  миру
20. Организации, проводящие  техническое обслуживание и ремонт  установки	ДДИТ Россия, Сименс

 

 

 

Заключение

Уже в ближайшей перспективе складываются достаточно благоприятные условия для широкомасштабного внедрения ПГУ и ГТУ не только при новом строительстве, но и при замене паротурбинного оборудования действующих ТЭС. Наряду с технологической базой разработана адекватная методологическая база, позволяющая повысить обоснованность экономических оценок и качество принимаемых инвестором решений относительно инвестиционной привлекательности действующих ТЭС, и таким образом способствовать активизации инвестиционной деятельности в отрасли.

 

Список используемой литературы

1.Парогазовые установки  – кардинальный путь развития  энергетики / Горин В.И., Дьяков А.Ф., Ольховский Г.Г. // Теплоэнергетика, 1988, №11.

2.Основные направления  экономии топлива на тепловых  электростанциях / Доброхотов В.И. // Теплоэнергетика, 1985, №9.

3.Перспективные ПГУ для крупных электростанций / Ольховский Г.Г., Чернецкий Н.С., Святов В.А., Трушин С.Г. // Теплоэнергетика, 1985, №9.

4.Опытно-промышленная установка  с внутрцикловой газификацией угля / Марков Н.М., Прутковский Е.Н., Корсов Ю.Г., Чавчанидзе Е.К. // Теплоэнергетика, 1985, №9.

5.Парогазовая установка  с вводом пара в газовую  турбину – перспективное

направление развития энергетических установок / Батенин В.М., Зейгарник Ю.А., Копелев С.З., Масленников В.М., Новиков А.С., Полежаев Ю.В., Фаворский О.Н., Штернберг В.Я. // Теплоэнергетика, 1993, №10.

6.Газопаровая установка  с вводом пара в газодинамический  тракт: основные научные и инженерные  проблемы / Епифанов В.М., Зейгарник  Ю.А., Копелев С.З., Мостинский И.Л., Полежаев Ю.В., Поляков А.Ф., Штернберг В.Я. // Теплоэнергетика, 1993, №10.

7.Канаев А.А., Корнеев М.И. Парогазовые установки. Конструкции  и расчёты. // Ленинград: Машиностроение, 1974