Kombinovane elektrane se nazivaju(CCGT), u kojem se toplota izduvnih gasova gasne turbine direktno ili indirektno koristi za proizvodnju električne energije u ciklusu parne turbine.

Na sl. 2.1 prikazan je šematski dijagram najjednostavnijeg CCGT-a tzv vrsta reciklaže. Odlazeći gasovi iz gasne turbine se dovode u kotao na otpadnu toplotu

Rice. 2.1.

/ - pregrijač; 2 - isparivač; 3 - ekonomajzer; 4 - bubanj; 5 - kondenzator parne turbine; 6 - pumpa za napajanje; 7 - odvodna cijev isparivača; 8 - usponske cijevi isparivača

torus- izmjenjivač topline protivtočnog tipa, u kojem se zbog topline vrućih plinova stvara para visokih parametara koja se usmjerava na parnu turbinu.

Kotao otpadne topline je okno pravokutnog poprečnog presjeka, u kojem se nalaze grijaće površine, formirane rebrastim cijevima, unutar kojih se dovodi radni medij parnoturbinskog postrojenja (voda ili para). U najjednostavnijem slučaju, grijaće površine kotla na otpadnu toplinu sastoje se od tri elementa: ekonomajzera 3, isparivač 2 i pregrijač 1. Centralni element je isparivač koji se sastoji od bubnja 4 (dugačak cilindar do pola napunjen vodom), nekoliko silaznih dovoda 7 i prilično gusto postavljena vertikalna hrapavost samog isparivača 8. Isparivač radi na principu prirodne konvekcije. Cijevi za isparavanje se nalaze u zoni viših temperatura od nižih, pa se voda u njima zagrijava, djelimično isparava, postaje lakša i diže se u bubanj. Prazni prostor je popunjen sa jos hladnom vodom odvodne cijevi iz bubnja. Zasićena para se skuplja na vrhu bubnja i usmjerava u cijevi pregrijača. 1. Potrošnja pare iz bubnja 4 kompenzirano dovodom vode iz ekonomajzera 3. U tom slučaju, ulazna voda, prije nego što potpuno ispari, više puta će proći kroz cijevi isparivača. Stoga se opisani kotao na otpadnu toplinu naziva kotao s prirodnom cirkulacijom.

U ekonomajzeru se ulazna napojna voda zagrijava skoro do tačke ključanja (10-20 °C manje od temperature zasićene pare u bubnju, koja je u potpunosti određena pritiskom u njemu). Iz bubnja suva zasićena para ulazi u pregrijač, gdje se pregrijava iznad temperature zasićenja. Temperatura rezultirajuće pregrijane pare T 0 je, naravno, uvijek niža od temperature plinova 0 p koji dolaze iz plinske turbine (obično za 25-30 °C).

Pod šemom kola-utilizatora na sl. 2.1 pokazuje promjenu temperature plinova i radnog fluida (para, voda) kada se kreću jedan prema drugom. Temperatura plinova se postepeno smanjuje od vrijednosti 0 G na ulazu do vrijednosti 0 ux temperature dimnih plinova. Napojna voda koja se kreće prema povećava svoju temperaturu u ekonomajzeru do tačke ključanja (tačka A). WITH Na ovoj temperaturi (na ivici ključanja) voda ulazi u isparivač. Isparava vodu. Istovremeno, njegova temperatura se ne mijenja (proces A-/;). U tački b radni fluid je u obliku suve zasićene pare. Nadalje, u pregrijaču se pregrijava na vrijednost / 0 .

Para nastala na izlazu iz pregrijača šalje se u parnu turbinu, gdje, šireći se, radi. Iz turbine istrošeni ležaj ulazi u kondenzator 5, kondenzira se i uz pomoć napojne pumpe 6, koji povećava pritisak napojne vode, šalje se nazad u kotao za otpadnu toplotu.

Dakle, fundamentalna razlika između parne elektrane (SPU) CCGT i konvencionalni CSP TPP se sastoji samo u činjenici da se gorivo u kotlu za otpadnu toplinu ne sagorijeva, a toplina potrebna za rad PSU CCGT uzima se iz izduvnih plinova GTU-a. Međutim, odmah je potrebno napomenuti niz važnih tehničkih razlika između PSU CCGT i PSU TPP:

1. Temperatura izduvnih gasova gasne turbine 0 G gotovo je nedvosmisleno određena temperaturom gasova ispred gasne turbine [vidi. relacija (1.2)] i savršenstvo sistema za hlađenje gasnih turbina. U većini savremenih gasnih turbina, kao što se može videti iz tab. 1.2, temperatura izduvnih gasova je 530-580 °C (iako postoje zasebne gasne turbine sa temperaturama do 640 °C). U zavisnosti od uslova pouzdanosti rada cevnog sistema ekonomajzera pri radu na prirodni gas, temperatura napojne vode 1 str na ulazu u kotao za otpadnu toplinu ne smije biti niža od 60 °C. Temperatura dimnih gasova 0x koji izlaze iz kotla za otpadnu toplotu uvek je viša od temperature t n V. U stvarnosti je na nivou od 0 h « 100 °S, stoga će efikasnost kotla na otpadnu toplotu (HRSG) biti

pri čemu se za procjenu pretpostavlja da je temperatura plina na ulazu u kotao otpadne topline 555 °C, a temperatura vanjskog zraka 15 °C. Kada radi na gas, konvencionalni energetski kotao termoelektrane ima efikasnost od 94%. Dakle, kotao na otpadnu toplotu u CCGT-u ima efikasnost koja je znatno niža od kotla TE.

2. Nadalje, efikasnost parnoturbinskog postrojenja (STP) razmatranog CCGT-a je znatno niža od efikasnosti STP konvencionalne TE. To je zbog ne samo činjenice da su parametri pare koju stvara kotao za otpadnu toplinu niži, već i činjenica da CCGT PTU nema sistem regeneracije. A ona to, u principu, ne može imati, jer temperatura raste t n c će dovesti do još većeg smanjenja efikasnosti kotla na otpadnu toplotu.

Ideja o strukturi elektrane sa CCGT-om data je na Sl. 2.2, koji prikazuje TE sa tri agregata. Svaki agregat sastoji se od dvije susjedne plinske turbine 4 tip V94.2 iz Siemensa, od kojih svaki usmjerava svoje visokotemperaturne dimne plinove u vlastiti kotao na otpadnu toplinu 8. Para koju generiraju ovi kotlovi šalje se u jednu parnu turbinu 10 sa električnim generatorom 9 i kondenzator koji se nalazi u prostoriji za kondenzaciju ispod turbine. Svaki takav agregat ima ukupan kapacitet od 450 MW (svaka gasna i parna turbina ima kapacitet od približno 150 MW). Između izlaznog difuzora 5 i kotao na otpadnu toplotu 8 ugraditi obilazni (bypass) dimnjak 12 i gasne kapije b. Zaklopka vam omogućava da isključite kotao za otpadnu toplinu 8 iz plinova plinske turbine i poslati ih kroz obilaznu cijev u atmosferu. Takva potreba može se pojaviti u slučaju kvarova u parnom turbinskom dijelu agregata (u turbini, kotlu za otpadnu toplinu, generatoru itd.), kada

Rice. 2.2. Uređaj elektrane sa CCGT-om (perspektiva kompanije Siemens):

1 - kombinovana klima komora (KVOU); 2 - blok transformator; 3 - GTU generator; 4 - GTU tip U94.2; 5 - prelazni difuzor od gasne turbine do bajpas cevi; 6 - zasun; 7 - odzračivač; 8 - kotao na otpadnu toplotu vertikalnog tipa; 9 - generator parne turbine; 10 - parna turbina; 11 - kišnu klapnu kotla na drveni ugalj; 12 - bajpas cijev; 13 - prostorija za opremu za prečišćavanje tečnih goriva; 14 - rezervoari za tečno gorivo

treba ga onemogućiti. U ovom slučaju, snagu agregata će osigurati samo plinska turbina, tj. agregat može nositi opterećenje od 300 MW (iako sa smanjenom efikasnošću). Bajpasna cijev je također od velike pomoći prilikom pokretanja pogonske jedinice: uz pomoć kapije kotao za otpadnu toplinu se odvaja od plinova plinske turbine, a potonji se dovode do punog kapaciteta za nekoliko minuta. Zatim možete polako, u skladu sa uputstvima, pustiti u rad kotao otpadne toplote i parnu turbinu.

Tokom normalnog rada, kapija, naprotiv, ne pušta vruće plinove plinske turbine u obilaznu cijev, već ih usmjerava u kotao za otpadnu toplinu.

Gasnepropusna kapija ima veliku površinu, kompleksna je tehnički uređaj, za koji je glavni zahtjev velika gustina, jer svaki 1% izgubljene topline kroz curenje znači smanjenje efikasnosti agregata za oko 0,3%. Stoga ponekad odbijaju ugraditi obilaznu cijev, iako to značajno otežava rad.

Između kotlova otpadne topline agregata ugrađen je jedan odzračivač koji prima kondenzat za odzračivanje iz kondenzatora parne turbine i distribuira ga do dva kotla za otpadnu toplinu.

Kao i u svakom drugom automobilu koji koristi sličan uređaj, glavni zadatak kvačila je olakšati život vozaču, a tačnije, pneumohidraulični pojačivač ga čini tako da vozač mora trošiti manje napora prilikom pritiskanja papučice kvačila. A za teška vozila, takvo olakšanje je od velike pomoći.

Razmotrite, na primjer, uređaj kvačila i druge modele MAZ-a. Princip rada je sljedeći - pritiskom na pedalu dolazi do povećanja pritiska na hidraulični klip, a isti pritisak doživljava i klip sljedbenika. Čim se to dogodi, uključuje se automatizacija uređaja za praćenje i mijenja nivo pritiska u pneumatskom cilindru snage. Sam uređaj je montiran na prirubnicu kućišta radilice.

Postoji mnogo opcija za pojačala, ali ako govorimo konkretno o kamionima Minsk, onda ih većinu objedinjuje jedna ne previše ugodna karakteristika - često se događa da tekućina počinje curiti iz CCGT-a tijekom rada. Naravno, prva pomisao koja vam pada na pamet je da ovo može biti znak kvara zbog preopterećenja, i to ozbiljnog.

Ako nakon ugradnje (zamjene) pojačala nije bilo takvih preopterećenja, odmah se pojavljuje druga verzija - skliznuli su neispravni! I šta, danas svi kovaju, pa i pojedinačne ili 238, čak i Brabus SV12 sklopljen na "kastrat" ​​šesto stotke. Vjerovatno nisu lažne samo komponente za rusku "Kalinu" i ukrajinsku "Tavriju" - ispada da je materijal skuplji.

Ali šalu na stranu, pogotovo jer je curenje tekućine iz pneumohidrauličnog pojačala ozbiljan simptom. Zapravo, nije sve tako tragično, činjenica je da ovo možda nije dokaz kvara, već samo pogrešno podešavanje. „Samo“, jer popravka kvačila CCGT MAZ nije teška i, uz određene vještine, neće oduzeti mnogo vremena.

Najvažnije je odrediti radni hod za pojačivač. Da biste to učinili, morat ćete povući samu šipku od poluge, dok je pomjerite u stranu tako da je potpuno izvan tijela. Nakon što se poluga kvačila mora okrenuti u smjeru od šipke, birajući sve moguće praznine. Zatim se mjeri razmak između površine poluge i kraja stabljike.

Ako je ova udaljenost manja od 50 mm, to znači da će u radu klip šipke izaći do graničnika, čime se otvara izlaz tekućine. Sve što je potrebno je pomaknuti polugu za jedan slot bliže pojačalu. Ako je udaljenost veća, onda je uzrok curenja drugačiji, pa je bolje provesti detaljniju provjeru u autoservisu. Međutim, ponavljamo, ali najčešće će biti dosta prilagođavanja.

Uređaj, shema CCGT MAZ

1 6430-1609205 Kućište cilindra
2 6430-1609324 Manžeta
3 6430-1609310 Prsten
4 6430-1609306 Podloška
5 6430-1609321 Manžeta
6 6430-1609304 Rukav
7 Prsten 033-036-19-2-2 Prsten 033-036-19-2-2
8 6430-1609325 Manžeta
9 Prsten 018-022-25-2-2 Prsten 018-022-25-2-2
10 6430-1609214 Klip pratioca
11 Prsten 025-029-25-2-2 Prsten 025-029-25-2-2
12 6430-1609224 Opruga
13 Prsten 027-03 0-19-2-2 Prsten 027-03 0-19-2-2
14 6430-1609218 Sedlo
15 500-3515230-10 Pojačani ventil kvačila
16 842-8524120 Opruga
17 Prsten 030-033-19-2-2 Prsten 030-033-19-2-2
18 6430-1609233 Podrška
19 6430-1609202 Cilindar
20 373165 Svornjak M10x40
21 6430-1609203 Rukav
22 375458 Podloška 8 OT
23 201458 Vijak M8-6gh25
24 6430-1609242 Opruga
25 6430-1609322 Manžeta
26 6430-1609207 Klip
27 6430-1609302 Prsten
28 Prsten 020-025-30-2-2 Prsten 020-025-30-2-2
29 6430-1609236 Osovina
30 6430-1609517 Pečat
31 6430-1609241 Stem
32 6430-1609237 Poklopac
33 6430-1609216 Ploča cilindra
34 220050 Vijak M4-6gh8
34 220050 Vijak M4-6gh8
35 64221-1602718 Zaštitni poklopac
36 378941 Utikač M14x1.5
37 101-1609114 bypass ventil
38 12-3501049 Poklopac ventila
39 378942 Utikač M16x1.5
40 6430-1609225 Odzračnik
41 252002 Podloška 4
42 252132 Podloška 14
43 262541 Utikač kg 1/8"
43 262541 Utikač kg 1/8"
44 Prsten 008-012-25-2-2 Prsten 008-012-25-2-2
45 6430-1609320 Cijev
46 6430-1609323 Pečat
Link na ovu stranicu: http://www..php?typeauto=2&mark=11&model=293&group=54

Kombinovane elektrane su one u kojima se toplota izduvnih gasova gasne turbine direktno ili indirektno koristi za proizvodnju električne energije u ciklusu parne turbine. Razlikuje se od postrojenja na parni pogon i plinskih turbina po povećanju efikasnosti.

Šematski dijagram postrojenja s kombiniranim ciklusom (iz predavanja Fomine).

GT EG para

kompresor Kotao na otpadnu toplotu K

air EG

napojnu vodu

CS - komora za sagorevanje

GT - gasna turbina

K - kondenzaciona parna turbina

EG - električni generator

Kombinovano postrojenje se sastoji od dve odvojene jedinice: parne i gasne turbine.

U postrojenju s plinskim turbinama, turbina se okreće plinovitim produktima sagorijevanja goriva. Kao gorivo mogu poslužiti i prirodni plin i proizvodi naftne industrije (lož ulje, dizel gorivo). Na istom vratilu sa turbinom nalazi se i prvi generator, koji zbog rotacije rotora proizvodi struja. Prolazeći kroz gasnu turbinu, produkti sagorevanja joj daju samo deo svoje energije i još uvek imaju visoku temperaturu na izlazu iz gasne turbine. Iz izlaza gasne turbine proizvodi sagorevanja ulaze u parnu elektranu, u kotao za otpadnu toplotu, gde zagrevaju vodu i nastalu paru. Temperatura produkata sagorevanja je dovoljna da se para dovede u stanje potrebno za upotrebu u parnoj turbini (temperatura dimnih gasova od oko 500 stepeni Celzijusa omogućava dobijanje pregrijane pare pod pritiskom od oko 100 atmosfera). Parna turbina pokreće drugi električni generator.

Izgledi za razvoj CCGT-a (iz Ametistovog udžbenika).

1. Postrojenje s kombinovanim ciklusom je najekonomičniji motor koji se koristi za proizvodnju električne energije. CCGT sa jednim krugom sa GTP koji ima početnu temperaturu od oko 1000 °C može imati apsolutnu efikasnost od oko 42%, što će biti 63% teorijske efikasnosti CCGT-a. Koeficijent korisna akcija Trokružna CCGT sa dogrevanjem pare, u kojoj je temperatura gasova ispred gasne turbine na nivou od 1450 °C, već danas dostiže 60%, što je 82% od teoretski mogućeg nivoa. Nema sumnje da se efikasnost može još više povećati.

2. Postrojenje s kombinovanim ciklusom je ekološki najprihvatljiviji motor. Prije svega, to je zbog visoke efikasnosti – uostalom, sva toplina sadržana u gorivu, koja se nije mogla pretvoriti u električnu energiju, ispušta se u okoliš i dolazi do njegovog termičkog zagađenja. Stoga će smanjenje toplotnih emisija iz CCGT-a u odnosu na termoelektranu biti upravo u onoj mjeri u kojoj je manja potrošnja goriva za proizvodnju električne energije.

3. Postrojenje sa kombinovanim ciklusom je veoma upravljiv motor, koji se po upravljivosti može porediti samo sa autonomnom gasnom turbinom.

4. Uz isti kapacitet TE na parni pogon i kombinovanog ciklusa, potrošnja rashladne vode CCGT je približno tri puta manja.

5. CCGT ima umjerenu cijenu po instaliranoj jedinici kapaciteta, što je povezano sa manjim obimom građevinskog dijela, uz odsustvo složenog kotla na struju, skupo dimnjak, sistemi za regenerativno zagrevanje napojne vode, korišćenjem jednostavnijih parnih turbina i sistema za servisnu vodu.

6. CCGT jedinice imaju znatno kraći ciklus izgradnje. CCGT-ovi, posebno jednoosovinski, mogu se uvoditi u fazama. Ovo pojednostavljuje problem ulaganja.

Postrojenja s kombiniranim ciklusom praktički nemaju nedostataka, već treba govoriti o određenim ograničenjima i zahtjevima za opremu i gorivo. Predmetne instalacije zahtijevaju korištenje prirodnog plina. Za Rusiju, gdje udio relativno jeftinog gasa koji se koristi za energiju prelazi 60%, a polovina se koristi iz ekoloških razloga u termoelektranama, postoje sve mogućnosti za izgradnju CCGT-a.

Sve ovo govori da je izgradnja CCGT blokova preovlađujući trend u savremenoj termoenergetici.

Efikasnost korišćenja tipa CCGT:

ηPGU = ηGTU + (1- ηGTU)*ηKU*ηPTU

PTU - parnoturbinsko postrojenje

KU - kotao na otpadnu toplinu

U opštem slučaju, efikasnost CCGT:

Ovdje - Qgtu je količina topline dovedena u radni fluid gasne turbine;

Qpsu - količina topline dovedena parnom mediju u kotlu.

1. Glavne termičke sheme za opskrbu parom i toplinom iz CHP. Koeficijent opskrbe toplinom α CHP. Načini pokrivanja vršnog toplotnog opterećenja u CHP,

CHP (kombinovane termoelektrane)- predviđeno za centralizovano snabdevanje potrošača toplotom i električnom energijom. Njihova razlika od IES-a je u tome što toplotu pare iscrpljene u turbinama koriste za potrebe proizvodnje, grijanja, ventilacije i opskrbe toplom vodom. Zahvaljujući ovoj kombinaciji proizvodnje električne i toplotne energije, postižu se značajne uštede goriva u poređenju sa odvojenim snabdevanjem energijom (proizvodnja električne energije u IES i toplote u lokalnim kotlarnicama). Zahvaljujući ovom načinu kombinovane proizvodnje, u TE se postiže dovoljno visoka efikasnost koja dostiže i do 70%. Stoga su CHP elektrane postale rasprostranjene u područjima i gradovima s visokom potrošnjom topline. Maksimalni kapacitet CHPP je manji od kapaciteta IES-a.

CHP postrojenja su vezana za potrošače, jer radijus prijenosa topline (para, topla voda) je približno 15 km. Kogeneracije u zemlji prenose vruća voda na višoj početnoj temperaturi na udaljenosti do 30 km. Para za proizvodne potrebe s pritiskom od 0,8-1,6 MPa može se prenijeti na udaljenost ne veću od 2-3 km. Uz prosječnu gustinu toplotnog opterećenja, kapacitet CHP obično ne prelazi 300-500 MW. Samo u glavni gradovi, kao što su Moskva ili Sankt Peterburg sa velikom gustinom toplotnog opterećenja, ima smisla graditi postrojenja kapaciteta do 1000-1500 MW.

Kapacitet CHP postrojenja i tip turbogeneratora biraju se prema potrebi za toplinom i parametrima pare koja se koristi u proizvodnim procesima i za grijanje. Najveću primjenu dobile su turbine s jednom i dvije kontrolirane parne ekstrakcije i kondenzatori (vidi sl.). Podesivi odvodi vam omogućavaju regulaciju proizvodnje topline i električne energije.

CHP režim - dnevni i sezonski - određen je uglavnom potrošnjom topline. Stanica radi najekonomičnije ako njena električna snaga odgovara toplotnoj snazi. Istovremeno, minimalna količina pare ulazi u kondenzatore. Zimi, kada je potražnja za toplotom maksimalna, pri procenjenoj temperaturi vazduha tokom radnih sati industrijskih preduzeća, opterećenje CHP generatora je blizu nominalnog. U periodima kada je potrošnja toplote niska, na primjer, ljeti, kao i zimi kada je temperatura zraka viša od izračunate i noću, električna snaga TE, koja odgovara potrošnji toplinske energije, opada. Ako je elektroenergetskom sistemu potrebna električna energija, CHP se mora prebaciti u mješoviti način rada, što djelimično povećava dovod pare nizak pritisak turbinama i kondenzatorima. Istovremeno, efikasnost elektrane je smanjena.

Maksimalna proizvodnja električne energije u kogeneracijskim stanicama "na toplinsku potrošnju" moguća je samo kada rade zajedno sa snažnim HE i HE, koje preuzimaju značajan dio opterećenja u satima smanjene potrošnje topline.

komparativna analiza načina regulacije toplotnog opterećenja.

regulacija kvaliteta.

Prednost: stabilan hidraulički način grijanja.

Nedostaci:

■ niska pouzdanost izvora vršne toplotne snage;

■ potreba za korištenjem skupih metoda tretmana nadopune vode toplinske mreže kada visoke temperature rashladna tečnost;

■ povećan temperaturni raspored kako bi se nadoknadilo povlačenje vode za opskrbu toplom vodom i povezano smanjenje proizvodnje električne energije za potrošnju topline;

■ veliko transportno kašnjenje (termalna inercija) regulacije toplotnog opterećenja sistema za snabdevanje toplotom;

■ visok intenzitet korozije cevovoda usled rada sistema za snabdevanje toplotom tokom većeg dela grejnog perioda sa temperaturama rashladne tečnosti od 60-85 °C;

■ fluktuacije temperature vazduha u zatvorenom prostoru zbog uticaja opterećenja PTV-a na rad sistema grejanja i različitog odnosa PTV-a i toplotnih opterećenja za pretplatnike;

■ smanjenje kvaliteta snabdevanja toplotom kada se temperatura toplotnog nosača reguliše prema srednjoj temperaturi spoljašnjeg vazduha tokom nekoliko sati, što dovodi do kolebanja temperature unutrašnjeg vazduha;

■ pri promjenljivoj temperaturi vode u mreži, rad kompenzatora je značajno komplikovan.

Koji su razlozi za uvođenje CCGT-a u Rusiji, zašto je ova odluka teška, ali neophodna?

Zašto su počeli da grade CCGT

Decentralizovano tržište za proizvodnju električne i toplotne energije diktira energetskim kompanijama potrebu da povećaju konkurentnost svojih proizvoda. Za njih je glavni značaj minimiziranje rizika ulaganja i stvarni rezultati koji se mogu postići korištenjem ove tehnologije.

Ukidanje državne regulacije na tržištu električne i toplotne energije, koje će postati komercijalni proizvod, dovešće do povećanja konkurencije između njihovih proizvođača. Stoga će u budućnosti samo pouzdane i visokoprofitabilne elektrane moći osigurati dodatna kapitalna ulaganja u realizaciju novih projekata.

Kriterijumi za odabir CCGT-a

Izbor jednog ili drugog tipa CCGT-a ovisi o mnogim faktorima. Jedan od najvažnijih kriterija u realizaciji projekta je njegova ekonomska isplativost i sigurnost.

Analiza postojećeg tržišta elektrana pokazuje značajnu potrebu za jeftinim, pouzdanim u radu i visoko efikasnim elektranama. Modularni, unaprijed konfigurirani dizajn ovog koncepta čini postrojenje vrlo prilagodljivim svim lokalnim uvjetima i specifičnim zahtjevima kupaca.

Ovakvi proizvodi zadovoljavaju više od 70% kupaca. Ove uslove u velikoj meri ispunjavaju GT i SG-TE utilizacionog (binarnog) tipa.

Energetski ćorsokak

Analiza ruskog energetskog sektora, koju su uradile brojne akademske institucije, pokazuje da ruska elektroprivreda i danas praktično gubi 3-4 GW svojih kapaciteta godišnje. Kao rezultat toga, do 2005. godine, prema RAO "UES of Russia", obim opreme koja je razradila svoje fizičke resurse iznosiće 38% ukupnog kapaciteta, a do 2010. će ta brojka već iznositi 108 miliona kW (46 %).

Ako se događaji razvijaju upravo po ovom scenariju, tada će većina agregata zbog starenja u narednim godinama ući u zonu ozbiljnog rizika od nesreća. Problem tehničke preuređenja svih vrsta postojećih elektrana pogoršava činjenica da su čak i neke od relativno „mladih“ elektrana od 500-800 MW iscrpile vijek trajanja glavnih blokova i zahtijevaju ozbiljne restauratorske radove.

Pročitajte također: Kako se efikasnost GTU i CCGT razlikuje za domaće i strane elektrane

Rekonstrukcija elektrana je lakša i jeftinija

Produženje životnog vijeka postrojenja zamjenom velikih komponenti glavne opreme (turbinski rotori, grijne površine kotlova, parovodi), naravno, mnogo je jeftinije od izgradnje novih elektrana.

Često je zgodno i isplativo za elektrane i proizvodne pogone zamijeniti opremu sličnom koja se demontira. Međutim, time se ne iskorištavaju mogućnosti za značajno povećanje uštede goriva, ne smanjuje se zagađenje okruženje, ne koriste se savremena sredstva automatizovanih sistema nove opreme, povećavaju se troškovi rada i popravke.

Niska efikasnost elektrana

Rusija postepeno ulazi na evropsko energetsko tržište, pristupa se WTO-u, ali u isto vrijeme imamo izuzetno tešku situaciju već dugi niz godina. nizak nivo termička efikasnost elektroprivrede. Prosječan nivo efikasnosti elektrana pri radu u kondenzacijskom režimu je 25%. To znači da ako cijena goriva poraste na svjetski nivo, cijena struje u našoj zemlji će neminovno postati jedan i po do dva puta viša od svjetske, što će se odraziti i na drugu robu. Dakle, rekonstrukciju energetskih blokova i termo stanica treba izvršiti na način da nova oprema koja se uvodi i pojedine komponente elektrana budu na savremenom svjetskom nivou.

Energy bira tehnologije kombinovanog ciklusa

Sada, uprkos teškom finansijski položaj godine, u projektantskim biroima elektroenergetike i instituta za istraživanje motora aviona, nastavljen je razvoj novih sistema opreme za termoelektrane. Konkretno, riječ je o stvaranju kondenzacijskih parno-gasnih elektrana s efikasnošću do 54-60%.

Ekonomske procjene raznih domaćih organizacija ukazuju na realnu priliku za smanjenje troškova proizvodnje električne energije u Rusiji ako se takve elektrane izgrade.

Čak i jednostavne gasne turbine će biti efikasnije u smislu efikasnosti

U kogeneracijama nije potrebno univerzalno koristiti CCGT ovog tipa, kao što su CCGT-325 i CCGT-450. Rješenja kola mogu biti različita ovisno o specifičnim uvjetima, posebno o odnosu toplinskog i električnog opterećenja.

Pročitajte također: Izbor ciklusa postrojenja sa kombinovanim ciklusom i dijagram kola CCGT-a

U najjednostavnijem slučaju, kada se toplota gasova iscrpljenih u gasnim turbinama koristi za snabdevanje toplotom ili proizvodnju procesne pare, električna efikasnost kogeneracionih elektrana sa savremenim gasnim turbinama dostići će nivo od 35%, što je takođe znatno više od onih koje postoje danas. . O razlikama u efikasnosti GTU i PTU - pročitajte u članku Kako se efikasnost GTU i CCGT razlikuje za domaće i strane elektrane

Upotreba plinskih turbina u termoelektranama može biti vrlo široka. Trenutno se parom iz kotlova koji sagorevaju 90 i više posto prirodnog gasa napaja oko 300 parnih turbinskih agregata CHPP kapaciteta 50-120 MW. U principu, svi su kandidati za tehničku preopremu pomoću gasnih turbina jediničnog kapaciteta 60-150 MW.

Poteškoće sa uvođenjem GTU i CCGT

Međutim, proces industrijskog uvođenja GTU i CCGT-a u našoj zemlji je izuzetno spor. glavni razlog- investicione poteškoće povezane sa potrebom za dovoljno velikim finansijske investicije u najkraćem mogućem roku.

Druga ograničavajuća okolnost vezana je za stvarno nepostojanje u asortimanu domaćih proizvođača čisto energetskih plinskih turbina koje su se dokazale u velikom pogonu. GTU nove generacije mogu se uzeti kao prototip takvih gasnih turbina.

Binarni CCGT bez regeneracije

Binarni CCGT-ovi imaju određenu prednost, jer su najjeftiniji i najpouzdaniji u radu. Parni dio binarnih CCGT-a je vrlo jednostavan, jer je regeneracija pare neisplativa i ne koristi se. Temperatura pregrijane pare je 20-50 °C niža od temperature izduvnih plinova u plinskoj turbini. Trenutno je dostigao standardni nivo u energetskom sektoru od 535-565 °C. Tlak žive pare je odabran tako da u posljednjim fazama obezbijedi prihvatljivu vlažnost, čiji su radni uvjeti i veličine lopatica približno isti kao kod snažnih parnih turbina.

Uticaj pritiska pare na efikasnost CCGT-a

Naravno, ekonomski i troškovni faktori se uzimaju u obzir, jer pritisak pare malo utiče na termičku efikasnost CCGT-a. Da bi se smanjila temperaturna razlika između plinova i vodenog medija i na najbolji način da bi se koristila toplota gasova izduvljenih u gasnoj turbini sa manjim termodinamičkim gubicima, isparavanje napojne vode je organizovano na dva ili tri nivoa pritiska. Para stvorena pri sniženim pritiscima miješa se u međutočkama putanje strujanja turbine. Vrši se i dogrevanje parom.

Pročitajte također: Pouzdanost CCGT postrojenja sa kombinovanim ciklusom

Utjecaj temperature dimnih plinova na efikasnost CCGT-a

Sa povećanjem temperature gasa na ulazu i izlazu iz turbine, povećavaju se parametri pare i efikasnost parnog dela ciklusa GTP, što doprinosi ukupnom povećanju efikasnosti CCGT.

Odabir specifičnih pravaca za stvaranje, unapređenje i proizvodnju velikih razmjera energetskih strojeva treba odlučivati ​​uzimajući u obzir ne samo termodinamičko savršenstvo, već i investicionu privlačnost projekata. Investiciona atraktivnost ruskih tehničkih i proizvodnih projekata za potencijalne investitore je najvažnija i najhitniji problem, od čijeg rješenja u velikoj mjeri zavisi oživljavanje ruske privrede.

(Posjećeno 3 460 puta, 1 posjeta danas)

Gore smo razmotrili CCGT najjednostavnijeg i najčešćeg tipa - reciklažni. Međutim, raznolikost PGU je toliko velika da ih nije moguće razmotriti u cijelosti. Stoga ćemo u nastavku razmotriti glavne tipove CCGT-a, koji su za nas interesantni ili sa fundamentalne ili sa praktične tačke gledišta. Istovremeno, pokušaćemo da ih klasifikujemo, što će, kao i svaka klasifikacija, biti uslovno.

Prema svojoj namjeni, CCGT se dijele na kondenzacijske i toplane. Prvi od njih proizvode samo električnu energiju, drugi služe i za grijanje vode iz mreže u grijačima povezanim na parnu turbinu.

Prema broju radnih tijela koja se koriste u CCGT-u dijele se na binarne i mono. U binarnim postrojenjima radna tijela gasnoturbinskog ciklusa (proizvodi sagorijevanja zraka i goriva) i postrojenja parne turbine (voda i vodena para) su odvojena. U monarnim instalacijama radni fluid turbine je mješavina produkata izgaranja i vodene pare.

Šema Monary CCGT prikazano na sl. 9.4. Izlazni plinovi GTU-a šalju se u kotao za otpadnu toplinu, u koji se voda dovodi napojnom pumpom 5 . Nastala para ulazi u komoru za sagorevanje 2 , meša se sa produktima sagorevanja i nastala homogena smeša se šalje u gas (tačnije, u parno-gasnu turbinu 3 . Značenje ovoga je jasno: dio zraka koji dolazi kompresor za zrak a koji služi za snižavanje temperature radnih gasova na dozvoljene uslove čvrstoće delova gasne turbine, zamenjuje se parom čije povećanje pritiska napojnom pumpom u stanju vode troši manje energije od povećanja pritiska vazduha u kompresoru. Istovremeno, budući da mješavina plina i pare napušta kotao otpadnu toplinu u obliku pare, toplina kondenzacije vodene pare koju ona primi u kotlu i koja je značajna količina odlazi u dimnjak.

Tehnička poteškoća u organizaciji kondenzacije pare iz mješavine plina i pare i povezana potreba za stalnim radom moćnog postrojenja za prečišćavanje vode glavni je nedostatak mono-tipa CCGT-a.

Rice. 9.4. Glavni dijagram mono CCGT-a

U inostranstvu je opisana monarna instalacija nazvana STIG (od gasne turbine iniektovane parom). Uglavnom ih proizvodi General Electric u kombinaciji sa gasnim turbinama relativno male snage. U tabeli. 9.1 prikazuje podatke kompanije General Electric, koji ilustruju povećanje snage i efikasnosti motora kada se koristi ubrizgavanje pare.

Tabela 9.1

Promjene u snazi ​​i efikasnosti kada se para uvodi u komoru za sagorijevanje mono-tipa CCGT-a

Može se vidjeti da kada se ubrizgava para, povećavaju se i snaga i efikasnost.

Gore navedeni nedostaci nisu doveli do široke upotrebe monotipskih CCGT-ova, barem za potrebe proizvodnje električne energije u moćnim TE.

U Južno-turbinskoj fabrici (Nikolajev, Ukrajina) izgrađena je demonstraciona mono-tip CCGT jedinica snage 16 MW.

Većina CCGT-ova je binarnog tipa. Postojeći binarni CCGT-ovi mogu se podijeliti u pet tipova:

Korištenje CCGT. U ovim jedinicama se toplina iz ispušnih plinova plinske turbine koristi u kotlovima na otpadnu toplinu za proizvodnju pare visokih parametara koja se koristi u ciklusu parne turbine. Glavne prednosti korišćenja CCGT-a u odnosu na CCGT su visoka efikasnost (u narednim godinama njihova efikasnost će premašiti 60%), značajno niža kapitalna ulaganja, manje potrebe za rashladnom vodom, niske štetne emisije i velika manevarska sposobnost. Kao što je gore prikazano, korištenje CCGT-a zahtijeva visoko ekonomične plinske turbine visoke temperature s visokim temperaturama dimnih plinova za generiranje pare visokih performansi za postrojenje s parnim turbinama (STP). Moderne plinske turbine koje ispunjavaju ove zahtjeve i dalje mogu raditi ili na prirodni plin ili na laka tečna goriva.

CCGT sa ispuštanjem gasova iz gasne turbine u energetski kotao.Često se takvi CCGT-ovi nazivaju kratko "izbaciti", ili CCGT sa generator pare niskog pritiska(Sl. 9.5).

Rice. 9.5. Šema CCGT otpada

U njima se toplina izduvnih plinova GTU-a, koji sadrži dovoljnu količinu kisika, šalje u energetski kotao, zamjenjujući zrak u njemu koji dovode ventilatori kotla iz atmosfere. U isto vrijeme, nema potrebe za grijačem zraka kotla, jer izduvni plinovi plinske turbine imaju visoku temperaturu. Glavna prednost otpadnog kruga je mogućnost korištenja jeftinih energetskih čvrstih goriva u ciklusu parne turbine.

U otpadnom CCGT-u, gorivo se šalje ne samo u komoru za sagorevanje GTP-a, već i u energetski kotao (slika 9.5), a GTP radi na lako gorivo (gas ili dizel gorivo), a energetski kotao radi na bilo kakvo gorivo. U otpadnom CCGT-u realizuju se dva termodinamička ciklusa. Toplota koja zajedno sa gorivom ulazi u komoru za sagorevanje gasne turbine pretvara se u električnu energiju na isti način kao i kod iskorišćenja CCGT, tj. sa efikasnošću od 50%, a toplota koja se dovodi u energetski kotao - kao u konvencionalnom ciklusu parne turbine, tj. sa efikasnošću od 40%. Međutim, dovoljno visok sadržaj kisika u izduvnim plinovima plinske turbine, kao i potreba za malim omjerom viška zraka iza energetskog kotla, dovode do toga da udio snage ciklusa parne turbine iznosi približno 2/3, a udio snage gasne turbine je 1/3 (za razliku od iskorišćenja CCGT , gdje je ovaj odnos inverzan). Dakle, efikasnost otpadnog CCGT-a je približno

one. znatno manje nego kod CCGT-a koji se reciklira. Okvirno se može smatrati da je, u poređenju sa konvencionalnim ciklusom parne turbine, ušteda goriva pri korištenju otpadne CCGT jedinice približno upola manja od uštede goriva u CCGT jedinici koja koristi.

Osim toga, shema otpadnog CCGT-a se pokazuje vrlo kompliciranom, jer je potrebno osigurati autonoman rad dijela parne turbine (u slučaju kvara GTP-a), a budući da u kotlu nema grijača zraka ( na kraju krajeva, vrući plinovi iz GTP-a ulaze u energetski kotao tokom rada CCGT), potrebno je ugraditi posebne grijače koji zagrijavaju zrak prije nego što ga dovedu u energetski kotao.

Glavna literatura:

Vaš vlastiti sažetak;

Osnove savremene energetike: Kurs predavanja za menadžere energetskih kompanija. U dva dela. / Pod generalnim uredništvom Corr. RAS E.V. Ametistova. ISBN 5-7046-0889-2. Dio 1. Moderna termoenergetika / Trukhniy A.D., Makarov A.A., Klimenko V.V. - M.: Izdavačka kuća MPEI, 2002. - 368 str., ilustr. ISBN 5-7046-0890-6 (1. dio). Dio 2. Savremena elektroprivreda / Ed. profesori A.P. Burman i V.A. Stroeva. - M.: Izdavačka kuća MPEI, 2003. - 454 str., ilustr. ISBN 5-7046-0923-6 (2. dio)