Kombineeritud tsükliga elektrijaamu nimetatakse(CCGT), mille puhul gaasiturbiini heitgaaside soojust kasutatakse otseselt või kaudselt elektrienergia tootmiseks auruturbiini tsüklis.

Joonisel fig. 2.1 on skemaatiline diagramm kõige lihtsamast CCGT-st nn ringlussevõtu tüüp. Gaasiturbiinist väljuvad gaasid juhitakse sisse heitsoojuskatel

Riis. 2.1.

/ - ülekuumendi; 2 - aurusti; 3 - ökonomaiser; 4 - trumm; 5 - auruturbiini kondensaator; 6 - toitepump; 7 - aurusti allavoolutoru; 8 - aurusti tõusutorud

torus- vastuvoolu tüüpi soojusvaheti, milles kuumade gaaside kuumuse tõttu tekib kõrgete parameetritega aur, mis juhitakse auruturbiini.

Heitsoojuskatel on ristkülikukujulise ristlõikega šaht, milles paiknevad ribilistest torudest moodustatud küttepinnad, mille sees tarnitakse auruturbiinitehase töökeskkonda (vesi või aur). Lihtsamal juhul koosnevad heitsoojuskatla küttepinnad kolmest elemendist: ökonomaiser 3, aurusti 2 ja ülekuumendi 1. Keskne element on aurusti, mis koosneb trumlist 4 (pikk silinder, mis on pooleldi veega täidetud), mitu laskumistoru 7 ja aurusti üsna tihedalt paigaldatud vertikaalne kare. 8. Aurusti töötab loomuliku konvektsiooni põhimõttel. Aurustustorud asuvad madalamate temperatuuridega tsoonis, mistõttu neis olev vesi soojeneb, aurustub osaliselt, muutub kergemaks ja tõuseb üles trumlisse. Vabanenud ruum täitub rohkemaga külm vesi allavoolutorud trumlist. Küllastunud aur kogutakse trumli ülaossa ja suunatakse ülekuumendi torudesse. 1. Auru tarbimine trumlist 4 kompenseeritakse ökonomaiseri veevarustusega 3. Sellisel juhul läbib sissetulev vesi enne täielikku aurustumist korduvalt aurusti torusid. Seetõttu nimetatakse kirjeldatud heitsoojuskatelt loodusliku tsirkulatsiooniga katlaks.

Ökonaiseris soojendatakse sissetulev toitevesi peaaegu keemistemperatuurini (10-20 °C vähem kui trumlis oleva küllastunud auru temperatuur, mille määrab täielikult rõhk selles). Trumlist siseneb kuiv küllastunud aur ülekuumendisse, kus see ülekuumeneb üle küllastustemperatuuri. Saadud ülekuumendatud auru temperatuur T 0 on loomulikult alati madalam kui gaasiturbiinist tulevate gaaside temperatuur 0 p (tavaliselt 25-30 ° C).

Koola-utilisaatori skeemi järgi joonisel fig. 2.1 näitab gaaside ja töövedeliku (aur, vesi) temperatuuride muutumist nende üksteise poole liikumisel. Gaaside temperatuur langeb järk-järgult sisselaskeava väärtuselt 0 Г kuni suitsugaaside temperatuuri väärtuseni 0 ux. suunas liikuv toitevesi tõstab oma temperatuuri ökonomaiseris keemistemperatuurini (punkt A). KOOS Sellel temperatuuril (keemise äärel) siseneb vesi aurustisse. See aurustab vett. Samal ajal ei muutu selle temperatuur (protsess A-/;). Punktis b töövedelik on kuiva küllastunud auru kujul. Lisaks kuumeneb see ülekuumendis üle väärtuseni / 0 .

Ülekuumendi väljalaskeava juures tekkiv aur suunatakse auruturbiini, kus see paisudes töötab. Turbiinist siseneb kulunud nari kondensaatorisse 5, kondenseerub ja toitepumba abil 6, mis tõstab toitevee rõhku, suunatakse tagasi heitsoojuskatlasse.

Seega on põhimõtteline erinevus CCGT auruelektrijaama (SPU) ja tavapärane CSP TPP seisneb ainult selles, et heitsoojuskatlas olevat kütust ei põletata ning PSU CCGT tööks vajalik soojus võetakse GTU heitgaasidest. Siiski on kohe vaja märkida mitmeid olulisi tehnilisi erinevusi PSU CCGT ja PSU TPP vahel:

1. Gaasiturbiini heitgaaside temperatuur 0 G on peaaegu üheselt määratud gaasiturbiini ees olevate gaaside temperatuuriga [vt. seos (1.2)] ja gaasiturbiini jahutussüsteemi täiuslikkus. Enamikus kaasaegsetes gaasiturbiinides, nagu on näha tabelist. 1.2, on heitgaaside temperatuur 530-580 °C (kuigi on olemas eraldi gaasiturbiinid temperatuuridega kuni 640 °C). Vastavalt ökonomaiseri torusüsteemi töökindluse tingimustele maagaasil töötamisel on toitevee temperatuur 1 p heitsoojuskatla sisselaskeava juures ei tohiks temperatuur olla alla 60 °C. Heitsoojuskatlast väljuvate suitsugaaside temperatuur 0x on alati temperatuurist kõrgem t n V. Tegelikkuses on see tasemel 0 х « 100 °С, seega on heitsoojuskatla (HRSG) kasutegur

kus hindamiseks eeldatakse, et heitsoojuskatla sisselaskeava gaasi temperatuur on 555 °C ja välisõhu temperatuur on 15 °C. Gaasil töötades on soojuselektrijaama tavaenergiakatla kasutegur 94%. Seega on CCGT heitsoojuskatla kasutegur oluliselt madalam kui TPP katlal.

2. Lisaks on vaadeldava CCGT auruturbiinijaama (STP) kasutegur oluliselt madalam kui tavapärase TPP STP kasutegur. See ei tulene mitte ainult sellest, et heitsoojuskatla tekitatava auru parameetrid on madalamad, vaid ka sellest, et CCGT PTU-l puudub regenereerimissüsteem. Ja tal ei saa seda põhimõtteliselt olla, kuna temperatuur tõuseb t n c toob kaasa heitsoojuskatla efektiivsuse veelgi suurema languse.

Idee CCGT-ga elektrijaama struktuuri kohta on toodud joonisel fig. 2.2, mis näitab kolme jõuallikaga TPP-d. Iga jõuallikas koosneb kahest kõrvuti asetsevast gaasiturbiinist 4 Siemensi tüüp V94.2, millest igaüks suunab oma kõrge temperatuuriga suitsugaasid oma heitsoojuskatlasse 8. Nende katelde tekitatav aur suunatakse ühte auruturbiini 10 elektrigeneraatoriga 9 ja kondensaator, mis asub turbiini all olevas kondensatsiooniruumis. Iga sellise jõuallika koguvõimsus on 450 MW (iga gaasiturbiini ja auruturbiini võimsus on ligikaudu 150 MW). Väljalaske difuusori vahel 5 ja heitsoojuskatel 8 paigaldada möödaviigu (bypass) korsten 12 ja gaasikindel värav b. Siiber võimaldab heitsoojuskatla ära lõigata 8 gaasiturbiini gaasidest ja suunata need möödaviigutoru kaudu atmosfääri. Selline vajadus võib tekkida tõrgete korral jõuallika auruturbiini osas (turbiinis, heitsoojuskatlas, generaatoris jne), kui

Riis. 2.2. CCGT-ga elektrijaama seade (ettevõtte väljavaade Siemens):

1 - kombineeritud õhukäitlusseade (KVOU); 2 - plokktrafo; 3 - GTU generaator; 4 - GTU tüüp U94.2; 5 - üleminekuhajuti gaasiturbiinist möödavoolutorusse; 6 - siiberventiil; 7 - deaeraator; 8 - vertikaalset tüüpi heitsoojuskatel; 9 - auruturbiini generaator; 10 - auruturbiin; 11 - söekatla vihmasiiber; 12 - möödavoolutoru; 13 - ruum vedelkütuse puhastusseadmete jaoks; 14 - vedelkütuse paagid

see tuleb keelata. Sel juhul annab jõuallika võimsust ainult gaasiturbiin, st. jõuallikas suudab kanda 300 MW koormust (küll väiksema kasuteguriga). Möödavoolutorust on palju abi ka jõuallika käivitamisel: värava abil lõigatakse heitsoojuskatel gaasiturbiini gaasidelt ära ning viimased viiakse täisvõimsusele loetud minutitega. Seejärel saate aeglaselt, vastavalt juhistele, tööle panna heitsoojusboileri ja auruturbiini.

Tavalise töö käigus värav, vastupidi, ei lase gaasiturbiini kuumi gaase möödavoolutorusse, vaid suunab need heitsoojuskatlasse.

Gaasikindel värav on suure pinnaga, on kompleks tehniline seade, mille põhinõue on kõrge tihedus, kuna iga 1% lekete kaudu kaotatud soojusest tähendab jõuallika efektiivsuse vähenemist umbes 0,3%. Seetõttu keelduvad nad mõnikord möödaviigutoru paigaldamisest, kuigi see raskendab oluliselt tööd.

Jõuploki heitsoojuskatelde vahele on paigaldatud üks deaeraator, mis võtab auruturbiini kondensaatorist õhu eemaldamiseks kondensaadi ja jagab selle kahele heitsoojuskatlale.

Nagu igal teisel sarnast seadet kasutaval autol, on ka siduri põhiülesanne juhi elu lihtsamaks teha ning täpsemalt teeb pneumohüdrauliline võimendi nii, et juht peab siduripedaali vajutades vähem pingutama. Ja raskete sõidukite puhul on selline kergendus väga kasulik.

Mõelge näiteks siduriseadmele ja teistele MAZ-i mudelitele. Tööpõhimõte on järgmine - pedaali vajutamine suurendab survet hüdrokolvile ja järgija kolb kogeb sama survet. Niipea kui see juhtub, lülitub jälgimisseadme automatiseerimine sisse ja muudab rõhu taset jõulises pneumaatilises silindris. Seade ise on paigaldatud karteri äärikule.

Võimendite jaoks on palju võimalusi, kuid kui me räägime konkreetselt Minski veoautodest, siis enamikku neist ühendab üks mitte liiga meeldiv omadus - sageli juhtub, et CCGT-st hakkab töö ajal vedelikku lekkima. Loomulikult on esimene mõte, mis pähe tuleb, et see võib olla ülekoormusest tingitud rikke märk ja seejuures tõsine.

Kui pärast võimendi paigaldamist (vahetamist) selliseid ülekoormusi ei esinenud, tekib kohe teine ​​versioon - nad libisesid defektse! Ja mis, täna sepistavad kõik, isegi üksikud või 238, isegi Brabus SV12 kuuesajandiku "ruunuks" kokku pandud. Tõenäoliselt ei ole võltsitud ainult Vene "Kalina" ja Ukraina "Tavria" komponendid - materjal osutub kallimaks.

Aga naljad kõrvale, eriti kuna vedeliku lekkimine pneumohüdraulilisest võimendist on tõsine sümptom. Tegelikult pole kõik nii traagiline, tõsiasi on see, et see ei pruugi olla rikke tõend, vaid lihtsalt vale kohandamine. "Ainult", sest CCGT MAZ siduri remont pole keeruline ja teatud oskuste korral ei võta see palju aega.

Kõige olulisem on kindlaks määrata võimendusvarda töökäik. Selleks peate varda ise kangist eemale tõmbama, liigutades seda samal ajal küljele, nii et see tuleks täielikult kehast välja. Pärast seda tuleb sidurihooba pöörata varda suunas, valides kõik võimalikud lüngad. Seejärel mõõdetakse kangi pinna ja varre otsa vaheline kaugus.

Kui see vahemaa on väiksem kui 50 mm, tähendab see, et töötamise ajal läheb varda kolb lõpuni välja, avades seeläbi vedeliku väljalaskeava. Kõik, mida vaja on, on nihutada hoob ühe pesa võrra võimendile lähemale. Kui vahemaa on suurem, on lekke põhjus erinev ja täpsem kontroll on parem läbi viia autoteeninduses. Siiski kordame, kuid enamasti on kohandamist palju.

Seade, skeem CCGT MAZ

1 6430-1609205 Silindri korpus
2 6430-1609324 Mansett
3 6430-1609310 Sõrmus
4 6430-1609306 Seib
5 6430-1609321 Mansett
6 6430-1609304 Varrukas
7 sõrmus 033-036-19-2-2 sõrmus 033-036-19-2-2
8 6430-1609325 Mansett
9 sõrmus 018-022-25-2-2 sõrmus 018-022-25-2-2
10 6430-1609214 Järgikolb
11 sõrmus 025-029-25-2-2 sõrmus 025-029-25-2-2
12 6430-1609224 Kevad
13 sõrmus 027-03 0-19-2-2 sõrmus 027-03 0-19-2-2
14 6430-1609218 Sadul
15 500-3515230-10 Siduri võimendiventiil
16 842-8524120 Kevad
17 Ring 030-033-19-2-2 Ring 030-033-19-2-2
18 6430-1609233 Tugi
19 6430-1609202 Silinder
20 373165 Stud M10x40
21 6430-1609203 Varrukas
22 375458 Seib 8 OT
23 201458 Polt М8-6gх25
24 6430-1609242 Kevad
25 6430-1609322 Mansett
26 6430-1609207 Kolb
27 6430-1609302 Sõrmus
28 sõrmus 020-025-30-2-2 sõrmus 020-025-30-2-2
29 6430-1609236 Võll
30 6430-1609517 Tihend
31 6430-1609241 Vars
32 6430-1609237 Kaas
33 6430-1609216 Silindriplaat
34 220050 Kruvi М4-6gх8
34 220050 Kruvi М4-6gх8
35 64221-1602718 Kaitsekork
36 378941 Pistik M14x1,5
37 101-1609114 möödavooluklapp
38 12-3501049 Klapi kork
39 378942 Pistik M16x1,5
40 6430-1609225 Hingamisõhk
41 252002 Seib 4
42 252132 Seib 14
43 262541 pistik kg 1/8"
43 262541 pistik kg 1/8"
44 sõrmus 008-012-25-2-2 sõrmus 008-012-25-2-2
45 6430-1609320 Toru
46 6430-1609323 Tihend
Link sellele lehele: http://www..php?typeauto=2&mark=11&model=293&group=54

Kombineeritud tsükliga elektrijaamad on need, milles gaasiturbiini heitgaaside soojust kasutatakse otseselt või kaudselt elektrienergia tootmiseks auruturbiini tsüklis. See erineb auru- ja gaasiturbiinijaamadest suurema efektiivsuse poolest.

Kombineeritud tsükliga tehase skemaatiline diagramm (Fomina loengust).

GT EG aur

kompressor Heitsoojuskatel K

õhk EG

toita vett

CS - põlemiskamber

GT - gaasiturbiin

K - kondenseeruv auruturbiin

EG - elektrigeneraator

Kombineeritud tsükliga tehas koosneb kahest eraldiseisvast üksusest: aurujõust ja gaasiturbiinist.

Gaasiturbiinitehases pööravad turbiini kütuse põlemisel tekkivad gaasilised saadused. Kütusena võib kasutada nii maagaasi kui ka naftatööstuse tooteid (kütteõli, diislikütus). Turbiiniga samal võllil on esimene generaator, mis rootori pöörlemise tõttu toodab elektrit. Läbides gaasiturbiini, annavad põlemissaadused sellele vaid osa oma energiast ja neil on gaasiturbiini väljalaskeava juures siiski kõrge temperatuur. Gaasiturbiini väljalaskeavast sisenevad põlemissaadused auruelektrijaama, heitsoojuskatlasse, kus soojendavad vett ja tekkivat auru. Põlemissaaduste temperatuur on piisav, et viia aur auruturbiinis kasutamiseks vajalikku olekusse (suitsugaaside temperatuur umbes 500 kraadi Celsiuse järgi võimaldab saada ülekuumendatud auru rõhul umbes 100 atmosfääri). Auruturbiin käitab teist elektrigeneraatorit.

CCGT arendamise väljavaated (Ametistovi õpikust).

1. Kombineeritud tsükliga jaam on kõige ökonoomsem elektrienergia tootmiseks kasutatav mootor. Üheahelalise CCGT GTP-ga, mille algtemperatuur on umbes 1000 °C, absoluutne efektiivsus võib olla umbes 42%, mis on 63% CCGT teoreetilisest efektiivsusest. Koefitsient kasulik tegevus Kolmekontuuriline CCGT koos auru soojendamisega, milles gaasiturbiini ees olevate gaaside temperatuur on 1450 °C tasemel, ulatub juba täna 60%, mis on 82% teoreetiliselt võimalikust tasemest. Pole kahtlust, et efektiivsust saab veelgi tõsta.

2. Kombineeritud tsükliga tehas on kõige keskkonnasõbralikum mootor. Esiteks on see tingitud kõrgest kasutegurist – ju kogu kütuses sisalduv soojus, mida ei saanud elektriks muundada, eraldub keskkonda ja tekib selle soojussaaste. Seetõttu väheneb CCGT soojusheide võrreldes auruelektrijaamaga täpselt niivõrd, kuivõrd kütusekulu elektri tootmiseks on väiksem.

3. Kombineeritud tsükliga tehas on väga manööverdatav mootor, mida saab võrrelda ainult autonoomse gaasiturbiiniga.

4. Sama võimsusega auru- ja kombineeritud tsükliga elektrijaamade puhul on CCGT jahutusvee tarbimine ligikaudu kolm korda väiksem.

5. CCGT-l on mõõdukas hind paigaldatud võimsusühiku kohta, mis on seotud väiksema ehitusosa mahuga, keeruka jõukatla puudumisega, kallis korsten, süsteemid toitevee regeneratiivseks soojendamiseks, kasutades lihtsamaid auruturbiine ja tarbeveesüsteeme.

6. CCGT üksuste ehitustsükkel on oluliselt lühem. CCGT-sid, eriti ühevõllilisi, saab kasutusele võtta etapiviisiliselt. See lihtsustab investeerimisprobleemi.

Kombineeritud tsükliga tehastel pole praktiliselt mingeid puudusi, pigem tuleks rääkida teatud piirangutest ja nõuetest seadmetele ja kütusele. Kõnealused paigaldised nõuavad maagaasi kasutamist. Venemaal, kus energiaks kasutatava suhteliselt odava gaasi osakaal ületab 60% ja pool sellest kasutatakse keskkonnakaitselistel põhjustel soojuselektrijaamades, on CCGT ehitamiseks kõik võimalused.

Kõik see viitab sellele, et CCGT plokkide ehitamine on kaasaegses soojusenergeetikas valitsev suund.

Kasutustüübi CCGT efektiivsus:

ηPGU = ηGTU + (1- ηGTU)*ηKU*ηPTU

PTU - auruturbiini tehas

KÜ - heitsoojuskatel

Üldjuhul on CCGT efektiivsus:

Siin - Qgtu on gaasiturbiini töövedelikule antud soojushulk;

Qpsu - boileris olevale aurukeskkonnale tarnitud soojushulk.

1. Peamised soojusskeemid auru ja soojuse tarnimiseks koostootmisjaamast. Soojusvarustuse koefitsient α CHP. Võimalused katta soojuse tippkoormuse katmiseks koostootmisjaamas,

CHP (soojuse ja elektri koostootmisjaamad)- mõeldud tarbijate tsentraliseeritud varustamiseks soojuse ja elektriga. Nende erinevus IES-st seisneb selles, et nad kasutavad turbiinides aurutatud auru soojust tootmise, kütte, ventilatsiooni ja sooja veevarustuse vajadusteks. Tänu sellisele elektri- ja soojustootmise kombinatsioonile saavutatakse märkimisväärne kütusesääst võrreldes eraldi energiavarustusega (elektri tootmine IES-s ja soojuse tootmine lokaalsetes katlamajades). Tänu sellele kombineeritud tootmismeetodile saavutatakse CHPP-s piisavalt kõrge kasutegur, ulatudes kuni 70%. Seetõttu on koostootmisjaamad levinud suure soojustarbimisega piirkondades ja linnades. CHPP maksimaalne võimsus on väiksem kui IES-l.

Koostootmisjaamad on tarbijatega seotud, kuna soojusülekande raadius (aur, kuum vesi) on ligikaudu 15 km. Riigi koostootmisjaamad edastavad kuum vesi kõrgemal algtemperatuuril kuni 30 km kaugusele. Tootmisvajaduste jaoks mõeldud auru rõhuga 0,8–1,6 MPa saab üle kanda kuni 2–3 km kaugusele. Keskmise soojuskoormuse tiheduse juures ei ületa CHP võimsus tavaliselt 300-500 MW. Ainult sisse suuremad linnad, nagu Moskva või Peterburi suure soojuskoormuse tihedusega, on mõttekas ehitada kuni 1000-1500 MW võimsusega jaamu.

Koostootmisjaama võimsus ja turbiingeneraatori tüüp valitakse vastavalt soojusvajadusele ning tootmisprotsessides ja kütteks kasutatava auru parameetritele. Suurima kasutuse on leidnud ühe ja kahe juhitava aurutõmmise ja kondensaatoriga turbiinid (vt joonis). Reguleeritavad väljatõmbed võimaldavad reguleerida soojuse ja elektri tootmist.

CHP režiim - igapäevane ja hooajaline - määratakse peamiselt soojuse tarbimise järgi. Jaam töötab kõige ökonoomsemalt, kui selle elektrivõimsus vastab soojusvõimsusele. Samal ajal siseneb kondensaatoritesse minimaalne kogus auru. Talvel, kui soojusvajadus on maksimaalne, on tööstusettevõtete töötundide hinnangulise õhutemperatuuri juures koostootmisjaamade generaatorite koormus nominaalsele lähedane. Perioodidel, mil soojuse tarbimine on madal, näiteks suvel, samuti talvel, kui õhutemperatuur on arvestuslikust kõrgem ja öösel, väheneb soojuse tarbimisele vastav CHEC elektrivõimsus. Kui elektrisüsteem vajab elektrienergiat, peab koostootmisjaam lülituma segarežiimile, mis suurendab osaliselt auruvarustust madal rõhk turbiinid ja kondensaatorid. Samal ajal väheneb elektrijaama kasutegur.

Maksimaalne elektritootmine koostootmisjaamade poolt "soojuse tarbimisel" on võimalik ainult siis, kui töötatakse koos võimsate CPP-de ja HEJ-dega, mis võtavad vähendatud soojustarbimise tundidel olulise osa koormusest.

soojuskoormuse reguleerimise võimaluste võrdlev analüüs.

kvaliteedi reguleerimine.

Eelis: küttevõrkude stabiilne hüdrauliline režiim.

Puudused:

■ soojuse tippvõimsuse allikate madal töökindlus;

■ vajadus kasutada kalleid küttevõrgu lisavee puhastusmeetodeid, kui kõrged temperatuurid jahutusvedelik;

■ kõrgendatud temperatuurigraafik, et kompenseerida sooja veevarustuse vee väljavõtmist ja sellega kaasnevat elektrienergia tootmise vähenemist soojuse tarbimiseks;

■ soojusvarustussüsteemi soojuskoormuse reguleerimise suur transpordiviivitus (termiline inerts);

■ torustike kõrge korrosiooni intensiivsus, mis on tingitud soojusvarustussüsteemi tööst suurema osa kütteperioodist jahutusvedeliku temperatuuridel 60-85 °C;

■ siseõhu temperatuuri kõikumised, mis on tingitud STV koormuse mõjust küttesüsteemide talitlusele ning STV ja küttekoormuse erinevast vahekorrast liitujatele;

■ soojusvarustuse kvaliteedi langus soojuskandja temperatuuri reguleerimisel mitme tunni keskmise välisõhu temperatuuri järgi, mis toob kaasa siseõhu temperatuuri kõikumised;

■ võrguvee muutuva temperatuuri juures on kompensaatorite töö oluliselt keerulisem.

Mis on CCGT kasutuselevõtu põhjused Venemaal, miks see otsus on raske, kuid vajalik?

Miks nad hakkasid CCGT-d ehitama

Elektri- ja soojusenergia tootmise detsentraliseeritud turg tingib energiaettevõtete vajaduse tõsta oma toodete konkurentsivõimet. Nende jaoks on peamine tähtsus investeerimisriski minimeerimine ja selle tehnoloogia abil saavutatavad reaalsed tulemused.

Riikliku regulatsiooni kaotamine kommertstooteks muutuval elektri- ja soojusturul toob kaasa konkurentsi suurenemise nende tootjate vahel. Seetõttu suudavad tulevikus uute projektide elluviimisel täiendavaid kapitaliinvesteeringuid pakkuda vaid töökindlad ja väga tulusad elektrijaamad.

CCGT valikukriteeriumid

Ühe või teise CCGT tüübi valik sõltub paljudest teguritest. Üks olulisemaid kriteeriume projekti elluviimisel on selle majanduslik tasuvus ja ohutus.

Olemasoleva elektrijaamade turu analüüs näitab olulist vajadust odavate, töökindlate ja kõrge efektiivsusega elektrijaamade järele. Selle kontseptsiooni modulaarne, eelkonfigureeritud disain muudab tehase hästi kohandatavaks mis tahes kohalike tingimuste ja klientide spetsiifiliste nõudmistega.

Sellised tooted rahuldavad enam kui 70% klientidest. Need tingimused on suures osas täidetud utiliseerimis- (binaar-) tüüpi GT- ja SG-TPP-dega.

Energia ummiktee

Mitmete akadeemiliste institutsioonide poolt läbi viidud Venemaa energiasektori analüüs näitab, et isegi praegu kaotab Venemaa elektrienergia tööstus aastas praktiliselt 3-4 GW oma võimsustest. Selle tulemusel ulatub 2005. aastaks RAO "UES of Russia" andmetel oma füüsilise ressursi ära kasutanud seadmete maht 38%-ni koguvõimsusest ja 2010. aastaks on see näitaja juba 108 miljonit kW (46%).

Kui sündmused arenevad täpselt selle stsenaariumi järgi, siis lähiaastatel satub vananemise tõttu suurem osa jõuallikatest tõsise õnnetusohu tsooni. Igat tüüpi olemasolevate elektrijaamade tehnilise ümbervarustuse probleemi süvendab asjaolu, et isegi mõned suhteliselt “noored” 500-800 MW jõuallikad on ammendanud põhiplokkide kasutusea ja nõuavad tõsist taastamistööd.

Loe ka: Kuidas erinevad GTU ja CCGT efektiivsus kodumaiste ja välismaiste elektrijaamade puhul?

Elektrijaamade rekonstrueerimine on lihtsam ja odavam

Jaamade eluea pikendamine põhiseadmete suurte komponentide (turbiinide rootorid, katelde küttepinnad, aurutorustikud) väljavahetamisega on muidugi palju odavam kui uute elektrijaamade ehitamine.

Elektrijaamadel ja tootmisettevõtetel on sageli mugav ja tulus seadmete asendamine samalaadse lammutatavaga. See aga ei kasuta ära võimalusi oluliselt tõsta kütusesäästu, ei vähenda saastet keskkond, ei kasutata uute seadmete automatiseeritud süsteemide kaasaegseid vahendeid, suurenevad ekspluatatsiooni- ja remondikulud.

Elektrijaamade madal efektiivsus

Venemaa on tasapisi sisenemas Euroopa energiaturule, ühinedes WTOga, kuid samal ajal on meil juba aastaid olnud äärmiselt keeruline olukord. madal tase elektrienergia tööstuse soojustõhusus. Elektrijaamade keskmine efektiivsuse tase kondensatsioonirežiimil töötamisel on 25%. See tähendab, et kui kütuse hind tõuseb maailmatasemele, tõuseb elektri hind meie riigis paratamatult poolteist-kaks korda maailmahinnast kõrgemaks, mis mõjutab teisi kaupu. Seetõttu tuleks elektriplokkide ja soojusjaamade rekonstrueerimine läbi viia selliselt, et kasutusele võetavad uued seadmed ja elektrijaamade üksikud komponendid oleksid tänapäevasel maailmatasemel.

Energeetika valib kombineeritud tsükli tehnoloogiad

Nüüd, hoolimata raskest finantsseisundit, energeetika ja lennukimootorite uurimisinstituutide projekteerimisbüroodes jätkati soojuselektrijaamade uute seadmesüsteemide väljatöötamist. Eelkõige räägime kondensatsiooniga auru-gaasielektrijaamade loomisest kasuteguriga kuni 54-60%.

Erinevate kodumaiste organisatsioonide majandushinnangud viitavad selliste elektrijaamade ehitamisel reaalsele võimalusele vähendada Venemaal elektritootmise kulusid.

Isegi lihtsad gaasiturbiinid on efektiivsuse poolest tõhusamad

CHPP-des ei ole vaja seda tüüpi CCGT-sid, nagu CCGT-325 ja CCGT-450, üldiselt kasutada. Skeemilahendused võivad erineda olenevalt konkreetsetest tingimustest, eelkõige soojus- ja elektrikoormuse suhtest.

Loe ka: Kombineeritud tsükli tehase tsükli valik ja CCGT vooluringi skeem

Lihtsamal juhul, kasutades gaasiturbiinides ammendatavate gaaside soojust soojusvarustuseks või protsessiauru tootmiseks, saavutab kaasaegsete gaasiturbiinidega koostootmisjaamade elektriline kasutegur 35%, mis on ka oluliselt kõrgem kui praegu. GTU ja PTU efektiivsuse erinevustest – loe artiklist Kuidas GTU ja CCGT kasutegur erinevad kodumaiste ja välismaiste elektrijaamade puhul

Gaasiturbiinide kasutamine soojuselektrijaamades võib olla väga lai. Praegu toidetakse umbes 300 CHPP auruturbiinplokki võimsusega 50-120 MW auruga kateldest, mis põletavad 90 protsenti või rohkem maagaasi. Põhimõtteliselt on kõik need kandidaadid tehnilisele ümbervarustusele, kasutades 60-150 MW ühikuvõimsusega gaasiturbiine.

Raskused GTU ja CCGT kasutuselevõtuga

GTU ja CCGT tööstusliku juurutamise protsess meie riigis on aga äärmiselt aeglane. peamine põhjus- investeerimisraskused, mis on seotud vajadusega piisavalt suure järele finantsinvesteeringud võimalikult lühikese aja jooksul.

Veel üks piirav asjaolu on seotud sellega, et kodumaiste tootjate hulgas puuduvad suures kasutuses tõestatud puhtalt võimsusega gaasiturbiinid. Uue põlvkonna GTU-sid võib võtta selliste gaasiturbiinide prototüüpidena.

Binaarne CCGT ilma regenereerimiseta

Binaarsetel CCGT-del on teatud eelis, kuna need on kõige odavamad ja töökindlamad. Binaarsete CCGT-de auruosa on väga lihtne, kuna auru regenereerimine on kahjumlik ja seda ei kasutata. Ülekuumendatud auru temperatuur on 20-50 °C madalam kui gaasiturbiini heitgaaside temperatuur. Praeguseks on see saavutanud energiasektoris normtaseme 535-565 °С. Auru rõhk valitakse selliselt, et viimastel etappidel oleks tagatud vastuvõetav niiskus, mille töötingimused ja labade suurused on ligikaudu samad, mis võimsatel auruturbiinidel.

Aururõhu mõju CCGT efektiivsusele

Loomulikult võetakse arvesse majanduslikke ja kulutegureid, kuna aururõhk mõjutab CCGT soojuslikku efektiivsust vähe. Gaaside ja auru-vee keskkonna temperatuuride erinevuse vähendamiseks ja parimal viisil gaasiturbiinist väljuvate gaaside soojuse kasutamiseks väiksemate termodünaamiliste kadudega korraldatakse toitevee aurustumine kahel-kolmel rõhutasemel. Alandatud rõhul tekkiv aur segatakse turbiini voolutee vahepunktides. Samuti viiakse läbi auru soojendamine.

Loe ka: CCGT kombineeritud tsükliga seadmete töökindlus

Suitsugaasi temperatuuri mõju CCGT efektiivsusele

Gaasi temperatuuri tõusuga turbiini sisse- ja väljalaskeava juures suurenevad auru parameetrid ja GTP tsükli auruosa efektiivsus, mis aitab kaasa CCGT efektiivsuse üldisele tõusule.

Jõumasinate loomise, täiustamise ja suuremahulise tootmise konkreetsete suundade valikul tuleks arvesse võtta mitte ainult termodünaamilist täiuslikkust, vaid ka projektide investeerimisatraktiivsust. Venemaa tehniliste ja tootmisprojektide investeerimisatraktiivsus potentsiaalsete investorite jaoks on kõige olulisem ja kõige pakilisem probleem, mille lahendusest sõltub suuresti Venemaa majanduse elavnemine.

(Külastatud 3 460 korda, täna 1 külastust)

Ülalpool oleme käsitlenud kõige lihtsamat ja levinumat tüüpi CCGT-d - taaskasutust. PGU-de mitmekesisus on aga nii suur, et neid pole võimalik täies mahus käsitleda. Seetõttu käsitleme allpool CCGT peamisi tüüpe, mis on meie jaoks huvitavad kas fundamentaalsest või praktilisest vaatenurgast. Samal ajal proovime neid klassifitseerida, mis, nagu iga klassifikatsioon, on tingimuslik.

Vastavalt otstarbele jagunevad CCGTd kondensatsiooni- ja küttejaamadeks. Esimesed neist toodavad ainult elektrit, teised soojendavad ka võrguvett auruturbiiniga ühendatud küttekehades.

Vastavalt CCGT-s kasutatavate töökehade arvule jagunevad need kahend- ja monokomponentideks. Binaarseadmetes eraldatakse gaasiturbiini tsükli (õhk ja kütuse põlemisproduktid) ja auruturbiini tehase (vesi ja veeaur) töökehad. Monarnye paigaldistes on turbiini töövedelik põlemisproduktide ja veeauru segu.

Skeem Monaarne CCGT näidatud joonisel fig. 9.4. GTU väljundgaasid suunatakse heitsoojuskatlasse, millesse toitepumbaga vesi tarnitakse 5 . Saadud aur siseneb põlemiskambrisse 2 , seguneb põlemisproduktidega ja saadud homogeenne segu suunatakse gaasi (õigemini auru-gaasiturbiini 3 . Selle tähendus on selge: osa õhust tuleb õhukompressor ja töögaaside temperatuuri alandamiseks gaasiturbiini osade lubatud tugevustingimusteni asendatakse auruga, mille rõhu suurendamine veeseisundis toitepumba poolt kulutab vähem energiat kui õhurõhu tõus kompressoris. Samal ajal, kuna gaasi-auru segu väljub heitsoojuskatlast auruna, läheb selle poolt katlasse vastuvõetud veeauru kondenseerumissoojus, mida on oluline kogus, korstnasse.

Gaasi-auru segust auru kondenseerumise korraldamise tehniline raskus ja sellega seotud võimsa veepuhastusjaama pideva töötamise vajadus on monotüüpi CCGT peamine puudus.

Riis. 9.4. Mono-CCGT põhiskeem

Välismaal kandis kirjeldatud monarinstallatsiooni nimetus STIG (Steam Iniected Gas Turbine). Neid ehitab peamiselt General Electric koos suhteliselt väikese võimsusega gaasiturbiinidega. Tabelis. 9.1 näitab General Electricu andmeid, mis illustreerivad mootori võimsuse ja efektiivsuse suurenemist auru sissepritse kasutamisel.

Tabel 9.1

Muutused võimsuses ja efektiivsuses, kui auru juhitakse monotüüpi CCGT põlemiskambrisse

On näha, et auru süstimisel suureneb nii võimsus kui ka efektiivsus.

Eespool nimetatud puudused ei toonud kaasa monotüüpi CCGT-de laialdast kasutamist, vähemalt elektrienergia tootmiseks võimsates elektrijaamades.

Južno-turbiinitehases (Nikolajev, Ukraina) ehitati 16 MW võimsusega monotüüpi CCGT näidisplokk.

Enamik CCGT-sid on binaarset tüüpi. Olemasolevad binaarsed CCGT-d võib jagada viide tüüpi:

Kasutamine CCGT. Nendes seadmetes kasutatakse gaasiturbiini heitgaaside soojust heitsoojuskateldes, et toota auruturbiini tsüklis kasutatavat kõrgete parameetritega auru. Uute CCGT-de peamisteks eelisteks võrreldes CCGT-dega on kõrge kasutegur (lähiaastatel ületab nende kasutegur 60%), oluliselt väiksemad kapitaliinvesteeringud, väiksem jahutusvee vajadus, madalad kahjulikud heitmed, kõrge manööverdusvõime. Nagu ülal näidatud, vajavad CCGT-de kasutamine väga ökonoomset kõrge temperatuuriga gaasiturbiine kõrge suitsugaasi temperatuuriga, et toota suure jõudlusega auru auruturbiinitehase (STP) jaoks. Nendele nõuetele vastavad kaasaegsed gaasiturbiinid võivad endiselt töötada kas maagaasil või kergel vedelkütusel.

CCGT koos gaasiturbiini väljalaskegaaside juhtimisega elektrikatlasse. Sageli nimetatakse selliseid CCGT-sid lühidalt "prügi" või CCGT koos madala rõhuga aurugeneraator(joonis 9.5).

Riis. 9.5. CCGT jäätmete skeem

Nendes suunatakse GTU heitgaaside soojus, mis sisaldab piisavas koguses hapnikku, elektrikatlasse, asendades selles õhku, mida katla tõmbeventilaatorid annavad atmosfäärist. Samal ajal puudub vajadus katla õhusoojendi järele, kuna gaasiturbiini heitgaasid on kõrge temperatuuriga. Jäätmekontuuri peamiseks eeliseks on võimalus kasutada auruturbiini tsüklis odava energiaga tahkekütuseid.

Jäätme-CCGT-s suunatakse kütus mitte ainult GTP põlemiskambrisse, vaid ka elektrikatlasse (joonis 9.5) ning GTP töötab kergel kütusel (gaas- või diislikütus) ning võimsuskatel mis tahes kütusel. CCGT jäätmes realiseeritakse kaks termodünaamilist tsüklit. Koos kütusega gaasiturbiini põlemiskambrisse sisenev soojus muundatakse elektriks samamoodi nagu utiliseerimisel CCGT, s.o. kasuteguriga 50% ja elektrikatlasse antav soojus - nagu tavalises auruturbiini tsüklis, s.o. efektiivsusega 40%. Piisavalt kõrge hapnikusisaldus gaasiturbiini heitgaasides, aga ka vajadus väikese liigõhu suhte järele võimsuskatla taga viivad selleni, et auruturbiini tsükli võimsuse osakaal on ligikaudu 2/3 ja gaasiturbiini võimsuse osa 1/3 (erinevalt kasutusel CCGT-st, kus see suhe on vastupidine). Seetõttu on CCGT jäätmetest kasutegur ligikaudu

need. oluliselt vähem kui ringlussevõtu CCGT puhul. Esialgu võib arvata, et võrreldes tavapärase auruturbiini tsükliga on kütusesääst CCGT jäätmeploki kasutamisel ligikaudu poole väiksem kui kütusesääst CCGT-seadme kasutamisel.

Lisaks osutub CCGT jäätmete skeem väga keeruliseks, kuna on vaja tagada auruturbiini osa autonoomne töö (GTP rikke korral) ja kuna boileris pole õhusoojendit (lõppude lõpuks, GTP kuumad gaasid sisenevad CCGT töötamise ajal elektrikatlasse), on vaja paigaldada spetsiaalsed küttekehad, mis soojendavad õhku enne toitekatlast.

Peamine kirjandus:

Sinu enda abstraktne;

Kaasaegse energeetika alused: Loengute kursus energiaettevõtete juhtidele. Kahes osas. / Corr. peatoimetuse all. RAS E.V. Ametistova. ISBN 5-7046-0889-2. Osa 1. Kaasaegne soojusenergia tehnika / Trukhniy A.D., Makarov A.A., Klimenko V.V. - M.: Kirjastus MPEI, 2002. - 368 lk, ill. ISBN 5-7046-0890-6 (1. osa). Osa 2. Kaasaegne elektrienergia tööstus / Toim. professorid A.P. Burman ja V.A. Stroeva. - M.: Kirjastus MPEI, 2003. - 454 lk, ill. ISBN 5-7046-0923-6 (2. osa)