Yhdistelmäkiertoisia voimalaitoksia kutsutaan(CCGT), jossa kaasuturbiinin pakokaasujen lämpöä käytetään suoraan tai epäsuorasti sähkön tuottamiseen höyryturbiinikierrossa.

Kuvassa 2.1 esittää kaavion yksinkertaisimmasta CCGT:stä ns kierrätystyyppi. Kaasuturbiinista lähtevät kaasut syötetään sisään hukkalämmön kattila

Riisi. 2.1.

/ - tulistin; 2 - höyrystin; 3 - ekonomaiseri; 4 - rumpu; 5 - höyryturbiinin lauhdutin; 6 - syöttöpumppu; 7 - höyrystimen syöksyputki; 8 - höyrystimen nousuputket

torus- vastavirtatyyppinen lämmönvaihdin, jossa kuumien kaasujen lämmön vuoksi syntyy korkeaparametrista höyryä, joka ohjataan höyryturbiiniin.

Hukkalämpökattila on poikkileikkaukseltaan suorakaiteen muotoinen kuilu, jossa sijaitsevat lamelliputkista muodostetut lämmityspinnat, joiden sisään syötetään höyryturbiinilaitoksen työväliaine (vesi tai höyry). Yksinkertaisimmassa tapauksessa hukkalämpökattilan lämmityspinnat koostuvat kolmesta elementistä: ekonomaiserista 3, höyrystin 2 ja tulistin 1. Keskeinen elementti on höyrystin, joka koostuu rummusta 4 (pitkä sylinteri puoliksi täytetty vedellä), useita laskuputkia 7 ja varsinaisen höyrystimen melko tiiviisti asennettu pystysuora karheus 8. Höyrystin toimii luonnollisen konvektion periaatteella. Höyrystysputket sijaitsevat korkeamman lämpötilan vyöhykkeellä kuin alemmat, joten niissä oleva vesi lämpenee, haihtuu osittain, kevenee ja nousee ylös rumpuun. Vapautunut tila täyttyy lisää kylmä vesi syöksyputket rummusta. Tyydytetty höyry kerätään rummun yläosaan ja ohjataan tulistimen putkiin. 1. Höyryn kulutus rummusta 4 kompensoi veden syöttö ekonomaiserista 3. Tässä tapauksessa tuleva vesi kulkee toistuvasti höyrystinputkien läpi, ennen kuin se on täysin haihtunut. Siksi kuvattua hukkalämpökattilaa kutsutaan kattilaksi, jolla on luonnollinen kierto.

Economaiserissa sisään tuleva syöttövesi kuumennetaan lähes kiehumispisteeseen (10-20 °C vähemmän kuin kylläisen höyryn lämpötila rummussa, mikä määräytyy täysin sen paineen mukaan). Rumusta kuiva kyllästetty höyry tulee tulistimeen, jossa se tulistetaan kyllästyslämpötilan yläpuolelle. Tuloksena olevan tulistetun höyryn lämpötila T 0 on tietysti aina alhaisempi kuin kaasuturbiinista tulevien kaasujen lämpötila 0 p (yleensä 25-30 °C).

Kuvan cola-utilizer-järjestelmän mukaisesti. 2.1 esittää kaasujen ja käyttönesteen (höyry, vesi) lämpötilojen muutosta niiden liikkuessa toisiaan kohti. Kaasujen lämpötila laskee asteittain tulon arvosta 0 Г savukaasujen lämpötilan arvoon 0 ux. Syöttövesi, joka liikkuu kohti, nostaa lämpötilaansa ekonomaiserissa kiehumispisteeseen (piste A). KANSSA Tässä lämpötilassa (kiehumisen partaalla) vesi tulee höyrystimeen. Se haihduttaa vettä. Samaan aikaan sen lämpötila ei muutu (prosessi A-/;). Pisteessä b käyttöneste on kuivan kylläisen höyryn muodossa. Lisäksi tulistimessa se ylikuumenee arvoon / 0 .

Tulistimen ulostulossa muodostuva höyry johdetaan höyryturbiiniin, jossa se laajeneessaan toimii. Turbiinista käytetty kerros menee lauhduttimeen 5, kondensoituu ja syöttöpumpun avulla 6, joka lisää syöttöveden painetta, lähetetään takaisin hukkalämpökattilaan.

Siten perustavanlaatuinen ero CCGT:n höyryvoimalaitoksen (SPU) ja perinteinen CSP TPP koostuu vain siitä, että hukkalämpökattilan polttoainetta ei polteta ja PSU CCGT:n toimintaan tarvittava lämpö otetaan GTU:n pakokaasuista. Välittömästi on kuitenkin syytä huomata useita tärkeitä teknisiä eroja PSU CCGT:n ja PSU TPP:n välillä:

1. Kaasuturbiinin 0 G pakokaasujen lämpötila määräytyy lähes yksiselitteisesti kaasuturbiinin edessä olevien kaasujen lämpötilan mukaan [ks. suhde (1.2)] ja kaasuturbiinin jäähdytysjärjestelmän täydellisyys. Useimmissa nykyaikaisissa kaasuturbiineissa, kuten taulukosta voidaan nähdä. 1.2, pakokaasun lämpötila on 530-580 °C (vaikka on olemassa erillisiä kaasuturbiineja, joiden lämpötila on jopa 640 °C). Economaiser-putkijärjestelmän toiminnan luotettavuusehtojen mukaan maakaasulla toimiessa syöttöveden lämpötila 1 s hukkalämpökattilan tuloaukon kohdalla lämpötila ei saa olla alle 60 °С. Hukkalämpökattilasta lähtevien savukaasujen lämpötila 0x on aina korkeampi kuin lämpötila t n V. Todellisuudessa se on tasolla 0 х « 100 °С, joten hukkalämpökattilan (HRSG) hyötysuhde on

jossa arvioinnissa oletetaan, että kaasun lämpötila hukkalämpökattilan tuloaukossa on 555 °C ja ulkoilman lämpötila on 15 °C. Kaasulla toimiessaan lämpövoimalaitoksen tavanomaisen energiakattilan hyötysuhde on 94 %. Siten CCGT:n hukkalämpökattilan hyötysuhde on huomattavasti alhaisempi kuin TPP-kattilan.

2. Lisäksi tarkasteltavan CCGT:n höyryturbiinilaitoksen (STP) hyötysuhde on huomattavasti pienempi kuin tavanomaisen TPP:n STP:n hyötysuhde. Tämä ei johdu pelkästään siitä, että hukkalämpökattilan tuottaman höyryn parametrit ovat alhaisemmat, vaan myös siitä, että CCGT PTU:ssa ei ole regenerointijärjestelmää. Ja hän ei periaatteessa voi saada sitä, koska lämpötila nousee t n c johtaa hukkalämpökattilan hyötysuhteen vieläkin suurempaan laskuun.

Kuvassa on kuva CCGT:llä varustetun voimalaitoksen rakenteesta. 2.2, joka näyttää TPP:n kolmella tehoyksiköllä. Jokainen voimayksikkö koostuu kahdesta vierekkäisestä kaasuturbiinista 4 Siemensin tyyppi V94.2, joista jokainen ohjaa korkean lämpötilan savukaasunsa omaan hukkalämpökattilaansa 8. Näiden kattiloiden tuottama höyry lähetetään yhteen höyryturbiiniin 10 sähkögeneraattorin kanssa 9 ja lauhdutin, joka sijaitsee turbiinin alla olevassa lauhdutushuoneessa. Kunkin tällaisen voimayksikön kokonaiskapasiteetti on 450 MW (kummankin kaasuturbiinin ja höyryturbiinin kapasiteetti on noin 150 MW). Ulostulon diffuusorin välissä 5 ja hukkalämmön kattila 8 asentaa ohituspiippu 12 ja kaasutiivis portti b. Pellin avulla voit katkaista hukkalämpökattilan 8 kaasuturbiinin kaasuista ja lähettää ne ohitusputken kautta ilmakehään. Tällainen tarve voi syntyä, jos voimayksikön höyryturbiiniosassa (turbiinissa, hukkalämpökattilassa, generaattorissa jne.) on toimintahäiriöitä, kun

Riisi. 2.2. Voimalaitoksen laite CCGT:llä (yhtiön mahdollisuus Siemens):

1 - yhdistetty ilmankäsittelykone (KVOU); 2 - lohkomuuntaja; 3 - GTU-generaattori; 4 - GTU-tyyppi U94.2; 5 - siirtymähajotin kaasuturbiinista ohitusputkeen; 6 - sulkuventtiili; 7 - ilmanpoistolaite; 8 - pystysuora tyyppinen hukkalämmön kattila; 9 - höyryturbiinigeneraattori; 10 - höyryturbiini; 11 - hiilikattilan sadepelti; 12 - ohitusputki; 13 - huone nestemäisten polttoaineiden puhdistuslaitteille; 14 - nestemäiset polttoainesäiliöt

se on poistettava käytöstä. Tässä tapauksessa voimayksikön teho saadaan vain kaasuturbiinista, ts. voimayksikkö voi kantaa 300 MW:n kuorman (tosin alhaisemmalla hyötysuhteella). Ohitusputkesta on suuri apu myös voimalaitosten käynnistyksissä: hukkalämpökattila katkaistaan ​​portin avulla kaasuturbiinin kaasuista ja kaasuturbiinin kaasut saadaan täyteen tehoon muutamassa minuutissa. Sitten voit hitaasti, ohjeiden mukaan, ottaa käyttöön hukkalämpökattilan ja höyryturbiinin.

Normaalikäytössä portti päinvastoin ei päästä kaasuturbiinin kuumia kaasuja ohitusputkeen, vaan ohjaa ne hukkalämpökattilaan.

Kaasutiiviillä portilla on suuri alue, se on monimutkainen tekninen laite, jonka päävaatimus on korkea tiheys, koska jokainen 1 % vuotojen kautta menevästä lämmöstä tarkoittaa tehoyksikön hyötysuhteen laskua noin 0,3 %. Siksi joskus he kieltäytyvät asentamasta ohitusputkea, vaikka tämä vaikeuttaa huomattavasti toimintaa.

Voimayksikön hukkalämpökattiloiden väliin on asennettu yksi ilmanpoistolaite, joka vastaanottaa lauhteen ilmanpoistoa varten höyryturbiinilauhduttimesta ja jakaa sen kahteen hukkalämpökattilaan.

Kuten kaikissa muissakin vastaavaa laitetta käyttävissä autoissa, kytkimen päätehtävä on helpottaa kuljettajan elämää, ja tarkemmin sanottuna pneumohydraulinen tehostin tekee siitä niin, että kuljettajan on käytettävä vähemmän vaivaa kytkinpoljinta painettaessa. Ja raskaille ajoneuvoille tällainen helpotus on erittäin hyödyllistä.

Harkitse esimerkiksi kytkinlaitetta ja muita MAZ-malleja. Toimintaperiaate on seuraava - polkimen painaminen lisää painetta hydraulimännässä ja seuraajan mäntä kokee saman paineen. Heti kun tämä tapahtuu, seurantalaitteen automaatio kytkeytyy päälle ja muuttaa painetasoa paineilmasylinterissä. Itse laite on asennettu kampikammion laippaan.

Vaihtoehtoja vahvistimille on paljon, mutta jos puhumme nimenomaan Minskin kuorma-autoista, niin useimpia niistä yhdistää yksi ei liian miellyttävä ominaisuus - usein tapahtuu, että nestettä alkaa vuotaa CCGT:stä käytön aikana. Luonnollisesti ensimmäinen ajatus, joka tulee mieleen, on, että tämä voi olla merkki ylikuormituksen aiheuttamasta rikkoutumisesta, ja vielä vakavasta.

Jos tällaisia ​​ylikuormituksia ei ollut vahvistimen asennuksen (vaihtamisen) jälkeen, syntyy heti toinen versio - he liukastivat viallisen! Ja mitä, nykyään kaikki takovat, jopa yksittäiset tai 238, jopa Brabus SV12:ta koottuna kuuden sadasosan "ruunaksi". Todennäköisesti vain venäläisen "Kalinan" ja ukrainalaisen "Tavria" komponentit eivät ole väärennettyjä - materiaali osoittautuu kalliimmaksi.

Mutta vitsit sivuun, varsinkin kun nesteen vuotaminen pneumohydraulisesta vahvistimesta on vakava oire. Itse asiassa kaikki ei ole niin traagista, tosiasia on, että tämä ei välttämättä ole todiste rikkoutumisesta, vaan vain väärästä säädöstä. "Vain", koska CCGT MAZ -kytkimen korjaaminen ei ole vaikeaa ja tietyillä taidoilla se ei vie paljon aikaa.

Tärkeintä on määrittää tehostimen työisku. Tätä varten sinun on vedettävä itse sauva pois vivusta ja liikutettava sitä sivulle siten, että se on kokonaan poissa rungosta. Kytkinvipua on käännettävä tangon suuntaan valitsemalla kaikki mahdolliset raot. Sitten mitataan vivun pinnan ja varren pään välinen etäisyys.

Jos tämä etäisyys on alle 50 mm, tämä tarkoittaa, että käytön aikana tangon mäntä menee ulos rajoittimeen saakka, mikä avaa nesteen poistoaukon. Kaikki mitä tarvitaan, on siirtää vipua yhden paikan lähemmäksi vahvistinta. Jos etäisyys on suurempi, vuodon syy on erilainen, ja on parempi suorittaa tarkempi tarkastus autohuollossa. Toistamme kuitenkin, mutta useimmiten säätöä riittää.

Laite, malli CCGT MAZ

1 6430-1609205 Sylinterin runko
2 6430-1609324 Mansetti
3 6430-1609310 Sormus
4 6430-1609306 Aluslevy
5 6430-1609321 Mansetti
6 6430-1609304 Hiha
7 rengas 033-036-19-2-2 rengas 033-036-19-2-2
8 6430-1609325 Mansetti
9 rengas 018-022-25-2-2 rengas 018-022-25-2-2
10 6430-1609214 Seuraajan mäntä
11 rengas 025-029-25-2-2 rengas 025-029-25-2-2
12 6430-1609224 Kevät
13 rengas 027-03 0-19-2-2 rengas 027-03 0-19-2-2
14 6430-1609218 Satula
15 500-3515230-10 Kytkimen tehostinventtiili
16 842-8524120 Kevät
17 rengas 030-033-19-2-2 rengas 030-033-19-2-2
18 6430-1609233 Tuki
19 6430-1609202 Sylinteri
20 373165 Nasta M10x40
21 6430-1609203 Hiha
22 375458 Aluslevy 8 OT
23 201458 Pultti М8-6gх25
24 6430-1609242 Jousi
25 6430-1609322 Mansetti
26 6430-1609207 Mäntä
27 6430-1609302 Sormus
28 rengas 020-025-30-2-2 rengas 020-025-30-2-2
29 6430-1609236 Akseli
30 6430-1609517 Tiiviste
31 6430-1609241 Varsi
32 6430-1609237 Kansi
33 6430-1609216 Sylinterilevy
34 220050 Ruuvi М4-6gх8
34 220050 Ruuvi М4-6gх8
35 64221-1602718 Suojakorkki
36 378941 Pistoke M14x1,5
37 101-1609114 ohitusventtiili
38 12-3501049 Venttiilin korkki
39 378942 Pistoke M16x1,5
40 6430-1609225 Hengitin
41 252002 Aluslevy 4
42 252132 Aluslevy 14
43 262541 Pistoke kg 1/8"
43 262541 Pistoke kg 1/8"
44 rengas 008-012-25-2-2 rengas 008-012-25-2-2
45 6430-1609320 Putki
46 6430-1609323 Tiiviste
Linkki tälle sivulle: http://www..php?typeauto=2&mark=11&model=293&group=54

Yhdistelmävoimaloita ovat voimalaitokset, joissa kaasuturbiinin pakokaasujen lämpöä käytetään suoraan tai epäsuorasti sähkön tuottamiseen höyryturbiinikierrossa. Se eroaa höyrykäyttöisistä ja kaasuturbiinilaitoksista paremmalla hyötysuhteella.

Kaavio yhdistelmälaitoksesta (Fominan luennosta).

GT EG höyryä

kompressori Hukkalämmön kattila K

ilma EG

syöttää vettä

CS - polttokammio

GT - kaasuturbiini

K - lauhduttava höyryturbiini

EG - sähkögeneraattori

Yhdistetty laitos koostuu kahdesta erillisestä yksiköstä: höyryvoimasta ja kaasuturbiinista.

Kaasuturbiinilaitoksessa turbiinia pyörittävät polttoaineen palamisen kaasumaiset tuotteet. Polttoaineena voidaan käyttää sekä maakaasua että öljyteollisuuden tuotteita (polttoöljy, dieselpolttoaine). Samalla akselilla turbiinin kanssa on ensimmäinen generaattori, joka roottorin pyörimisen ansiosta tuottaa sähköä. Kaasuturbiinin läpi kulkevat palamistuotteet antavat sille vain osan energiastaan ​​ja niillä on silti korkea lämpötila kaasuturbiinin ulostulossa. Kaasuturbiinin ulostuloaukosta palamistuotteet menevät höyryvoimalaitokseen hukkalämpökattilaan, jossa ne lämmittävät vettä ja syntyvän höyryn. Palamistuotteiden lämpötila on riittävä saattamaan höyryn höyryturbiinissa käytettäväksi vaadittuun tilaan (noin 500 celsiusasteen savukaasujen lämpötila mahdollistaa tulistetun höyryn saamisen noin 100 ilmakehän paineella). Höyryturbiini käyttää toista sähkögeneraattoria.

CCGT:n kehitysnäkymät (Ametistovin oppikirjasta).

1. Yhdistelmävoimalaitos on taloudellisin sähköntuotantoon käytetty moottori. Yksipiirisen CCGT:n GTP:n, jonka alkulämpötila on noin 1000 °C, absoluuttinen hyötysuhde voi olla noin 42 %, mikä on 63 % CCGT:n teoreettisesta tehokkuudesta. Kerroin hyödyllistä toimintaa Kolmipiirinen CCGT höyryn uudelleenlämmityksellä, jossa kaasuturbiinin edessä olevien kaasujen lämpötila on tasolla 1450 °C, saavuttaa jo nykyään 60 %, mikä on 82 % teoreettisesti mahdollisesta tasosta. Ei ole epäilystäkään siitä, että tehokkuutta voidaan lisätä entisestään.

2. Yhdistelmäkäyttöinen laitos on ympäristöystävällisin moottori. Ensinnäkin tämä johtuu korkeasta hyötysuhteesta - loppujen lopuksi kaikki polttoaineen sisältämä lämpö, ​​jota ei voitu muuttaa sähköksi, vapautuu ympäristöön ja sen lämpösaaste tapahtuu. Siksi CCGT:n lämpöpäästöt vähenevät höyryvoimalaitokseen verrattuna juuri siinä määrin, että sähköntuotannon polttoaineenkulutus on pienempi.

3. Yhdistetty laitos on erittäin ohjattava moottori, jota voidaan verrata ohjattavuudeltaan vain autonomiseen kaasuturbiiniin.

4. Höyrykäyttöisten ja yhdistelmäkiertoisten TPP:iden samalla kapasiteetilla CCGT-jäähdytysveden kulutus on noin kolme kertaa pienempi.

5. CCGT:llä on kohtuulliset kustannukset asennettua kapasiteettiyksikköä kohti, mikä liittyy rakennusosan pienempään määrään, monimutkaisen tehokattilan puuttuessa, kallis savupiippu, järjestelmät syöttöveden regeneratiiviseen lämmitykseen, joissa käytetään yksinkertaisempia höyryturbiineja ja käyttövesijärjestelmiä.

6. CCGT-yksiköiden rakennussykli on huomattavasti lyhyempi. CCGT:t, erityisesti yksiakseliset, voidaan ottaa käyttöön vaiheittain. Tämä yksinkertaistaa investointiongelmaa.

Yhdistetyillä laitoksilla ei käytännössä ole haittoja, vaan pitäisi puhua tietyistä rajoituksista ja vaatimuksista laitteille ja polttoaineelle. Kyseiset laitokset edellyttävät maakaasun käyttöä. Venäjällä, jossa suhteellisen halvan kaasun osuus energiana käytetään yli 60 % ja puolet siitä käytetään ympäristösyistä lämpövoimalaitoksissa, on kaikki mahdollisuudet CCGT:n rakentamiseen.

Kaikki tämä viittaa siihen, että CCGT-yksiköiden rakentaminen on vallitseva trendi nykyaikaisessa lämpövoimatekniikassa.

Käyttötyypin CCGT:n tehokkuus:

ηPGU = ηGTU + (1- ηGTU)*ηKU*ηPTU

PTU - höyryturbiinilaitos

KU - hukkalämmön kattila

Yleisessä tapauksessa CCGT:n tehokkuus:

Tässä - Qgtu on kaasuturbiinin käyttönesteeseen toimitetun lämmön määrä;

Qpsu - kattilan höyryväliaineeseen syötettävän lämmön määrä.

1. Tärkeimmät lämpökaaviot höyryn ja lämmön toimittamiseksi CHP:sta. Lämmönsyöttökerroin α CHP. Tapoja kattaa CHP:n huippulämpökuormitus,

CHP (yhdistetyt lämmön ja sähkön voimalaitokset)- suunniteltu kuluttajien keskitettyyn lämmön ja sähkön toimittamiseen. Niiden ero IES:stä on se, että ne käyttävät turbiineista poistuvan höyryn lämmön tuotannon, lämmityksen, ilmanvaihdon ja kuuman veden huoltoon. Tämän sähkön ja lämmöntuotannon yhdistelmän ansiosta saavutetaan merkittäviä polttoainesäästöjä verrattuna erilliseen energiantuotantoon (sähköntuotanto IES:ssä ja lämpö paikallisissa kattilahuoneissa). Tämän yhdistetyn tuotantomenetelmän ansiosta CHPP:llä saavutetaan riittävän korkea hyötysuhde, joka on jopa 70 %. Siksi CHP-laitokset ovat yleistyneet alueilla ja kaupungeissa, joissa lämpöä kulutetaan paljon. CHPP:n enimmäiskapasiteetti on pienempi kuin IES:n.

CHP-laitokset ovat sidottu kuluttajiin, koska lämmönsiirtosäde (höyry, kuuma vesi) on noin 15 km. Maan CHPP:t lähettävät kuuma vesi korkeammassa alkulämpötilassa jopa 30 km:n etäisyydelle. Höyry tuotantotarpeisiin, joiden paine on 0,8-1,6 MPa, voidaan siirtää enintään 2-3 km:n etäisyydelle. Keskimääräisellä lämpökuormatiheydellä CHP-kapasiteetti ei yleensä ylitä 300-500 MW. Vain sisään suurkaupungit, kuten Moskova tai Pietari, joilla on korkea lämpökuormitustiheys, on järkevää rakentaa laitoksia, joiden kapasiteetti on jopa 1000-1500 MW.

CHP-laitoksen kapasiteetti ja turbogeneraattorin tyyppi valitaan lämmöntarpeen sekä tuotantoprosesseissa ja lämmitykseen käytettävän höyryn parametrien mukaan. Turbiinit, joissa on yksi ja kaksi ohjattua höyrynpoistoa ja lauhduttimia, ovat saaneet eniten käyttöä (ks. kuva). Säädettävien poistojen avulla voit säätää lämmön ja sähkön tuotantoa.

CHP-tila - päivittäinen ja kausiluonteinen - määräytyy pääasiassa lämmönkulutuksen mukaan. Asema toimii edullisimmin, jos sen sähköteho vastaa lämpötehoa. Samanaikaisesti lauhduttimiin tulee pieni määrä höyryä. Talvella, kun lämmöntarve on suurin, teollisuusyritysten toiminta-aikoina arvioidussa ilman lämpötilassa CHP-generaattoreiden kuormitus on lähellä nimellistä. Ajanjaksoina, jolloin lämmönkulutus on alhainen, esimerkiksi kesällä, sekä talvella, jolloin ilman lämpötila on laskettua korkeampi ja yöllä, CHPP:n lämmönkulutusta vastaava sähköteho pienenee. Jos sähköjärjestelmä tarvitsee sähköä, CHP:n on kytkettävä sekatilaan, mikä lisää höyryn syöttöä osittain alhainen paine turbiinit ja lauhduttimet. Samalla voimalaitoksen hyötysuhde heikkenee.

Yhteistuotantoasemien maksimaalinen sähköntuotanto "lämmönkulutuksella" on mahdollista vain yhdessä tehokkaiden CPP- ja HPP-voimaloiden kanssa, jotka ottavat huomattavan osan kuormituksesta pienen lämmönkulutuksen tuntien aikana.

vertaileva analyysi tapoista säädellä lämpökuormaa.

laadun säätely.

Etu: lämmitysverkkojen vakaa hydraulinen tila.

Virheet:

■ lämpöhuipputeholähteiden alhainen luotettavuus;

■ tarve käyttää kalliita lämmitysverkon lisäveden käsittelymenetelmiä, kun korkeita lämpötiloja jäähdytysneste;

■ nostettu lämpötila-aikataulu, joka kompensoi kuuman veden ottoa ja siihen liittyvää sähköntuotannon vähenemistä lämmönkulutukseen;

■ suuri kuljetusviive (lämpöhitaus) lämmönjakelujärjestelmän lämpökuormituksen säätelyssä;

■ putkistojen korkea korroosiointensiteetti johtuen lämmönsyöttöjärjestelmän toiminnasta suurimman osan lämmitysjaksosta jäähdytysnesteen lämpötiloissa 60-85 °C;

■ sisäilman lämpötilan vaihtelut, jotka johtuvat LKV-kuormituksen vaikutuksesta lämmitysjärjestelmien toimintaan sekä käyttöveden ja lämmityskuormien erilaisesta suhteesta tilaajille;

■ lämmönsyötön laadun heikkeneminen, kun lämmönsiirtoaineen lämpötilaa säädetään useiden tuntien keskimääräisen ulkoilman lämpötilan mukaan, mikä johtaa sisäilman lämpötilan vaihteluihin;

■ Vaihtelevassa verkkoveden lämpötilassa kompensaattoreiden toiminta on huomattavasti monimutkaista.

Mitkä ovat syyt CCGT:n käyttöönotolle Venäjällä, miksi tämä päätös on vaikea mutta tarpeellinen?

Miksi he alkoivat rakentaa CCGT:tä

Sähkön ja lämmön tuotannon hajautetut markkinat sanelevat energiayhtiöiden tarpeen lisätä tuotteidensa kilpailukykyä. Heille tärkeintä on sijoitusriskin minimointi ja tällä tekniikalla saavutettavat todelliset tulokset.

Kaupalliseksi tuotteeksi muodostuvien sähkö- ja lämpömarkkinoiden valtion sääntelyn poistaminen lisää kilpailua niiden tuottajien välillä. Siksi vain luotettavat ja erittäin kannattavat voimalaitokset pystyvät jatkossa tarjoamaan lisäpääomasijoituksia uusien hankkeiden toteuttamiseen.

CCGT:n valintakriteerit

Yhden tai toisen CCGT-tyypin valinta riippuu monista tekijöistä. Yksi tärkeimmistä kriteereistä hankkeen toteutuksessa on sen taloudellinen kannattavuus ja turvallisuus.

Nykyisten voimalaitosmarkkinoiden analyysi osoittaa, että edullisille, toimintavarmoille ja erittäin tehokkaille voimalaitoksille on merkittävä tarve. Tämän konseptin modulaarinen, esikonfiguroitu rakenne tekee laitoksesta erittäin mukautuvan kaikkiin paikallisiin olosuhteisiin ja asiakkaiden erityisvaatimuksiin.

Tällaiset tuotteet tyydyttävät yli 70 % asiakkaista. Nämä ehdot täyttyvät suurelta osin käyttötyyppisillä (binäärisillä) GT- ja SG-TPP:illä.

Energia umpikuja

Useiden akateemisten laitosten tekemä Venäjän energiasektorin analyysi osoittaa, että Venäjän sähköteollisuus menettää tänäkin päivänä käytännössä 3-4 GW kapasiteetistaan ​​vuosittain. Tämän seurauksena vuoteen 2005 mennessä RAO "UES of Russia":n mukaan fyysisen resurssinsa käyttäneiden laitteiden määrä on 38% kokonaiskapasiteetista, ja vuoteen 2010 mennessä tämä luku on jo 108 miljoonaa kW (46). %).

Jos tapahtumat kehittyvät täsmälleen tämän skenaarion mukaan, suurin osa voimayksiköistä tulee ikääntymisen vuoksi tulevina vuosina vakavan onnettomuusriskin alueelle. Kaikentyyppisten olemassa olevien voimalaitosten teknisen uudelleenvarustelun ongelmaa pahentaa se, että jopa osa suhteellisen "nuorista" 500-800 MW:n tehoyksiköistä on kuluttanut pääyksiköiden käyttöiän loppuun ja vaativat vakavia kunnostustöitä.

Lue myös: Miten GTU:n ja CCGT:n hyötysuhde eroaa kotimaisissa ja ulkomaisissa voimalaitoksissa?

Voimalaitosten kunnostaminen on helpompaa ja halvempaa

Laitosten käyttöiän pidentäminen päälaitteiden suurten komponenttien (turbiinien roottorit, kattiloiden lämmityspinnat, höyryputket) vaihtamisella on tietysti paljon halvempaa kuin uusien voimalaitosten rakentaminen.

Voimalaitosten ja tuotantolaitosten on usein kätevää ja kannattavaa vaihtaa laitteet samankaltaisiin purettaviksi. Tämä ei kuitenkaan hyödynnä mahdollisuuksia merkittävästi lisätä polttoainetaloutta, ei vähennä saastumista ympäristöön, uusien laitteiden nykyaikaisia ​​automatisoituja järjestelmiä ei käytetä, käyttö- ja korjauskustannukset kasvavat.

Voimalaitosten alhainen hyötysuhde

Venäjä astuu vähitellen Euroopan energiamarkkinoille ja liittyy WTO:hon, mutta samaan aikaan meillä on ollut äärimmäisen vaikea tilanne useiden vuosien ajan. matala taso sähköteollisuuden lämpöhyötysuhde. Voimalaitosten keskimääräinen hyötysuhde lauhdutustilassa on 25 %. Tämä tarkoittaa, että jos polttoaineen hinta nousee maailman tasolle, sähkön hinta maassamme nousee väistämättä puolitoista-kaksi kertaa maailmanhintaa korkeammaksi, mikä vaikuttaa muihin tavaroihin. Siksi voimalaitosten ja lämpöasemien jälleenrakentaminen tulisi toteuttaa siten, että käyttöönotettavat uudet laitteet ja voimalaitosten yksittäiset komponentit ovat nykymaailman tasolla.

Energia valitsee yhdistetyn syklin teknologiat

Nyt kovasta huolimatta taloudellinen tilanne, energiatekniikan ja lentokoneiden moottoreiden tutkimuslaitosten suunnittelutoimistoissa lämpövoimaloiden uusien laitejärjestelmien kehitystä jatkettiin. Erityisesti puhumme lauhduttavien höyry-kaasuvoimaloiden luomisesta, joiden hyötysuhde on jopa 54-60%.

Erilaisten kotimaisten organisaatioiden tekemät talousarviot osoittavat todellisen mahdollisuuden alentaa sähköntuotannon kustannuksia Venäjällä, jos tällaisia ​​voimalaitoksia rakennetaan.

Jopa yksinkertaiset kaasuturbiinit ovat hyötysuhteeltaan tehokkaampia

CHPP-laitoksilla ei ole välttämätöntä käyttää yleisesti tämän tyyppisiä CCGT:itä, kuten CCGT-325 ja CCGT-450. Piiriratkaisut voivat olla erilaisia ​​riippuen erityisolosuhteista, erityisesti lämpö- ja sähkökuormituksen suhteesta.

Lue myös: Yhdistelmälaitoksen syklin valinta ja CCGT:n kytkentäkaavio

Yksinkertaisimmassa tapauksessa, kun käytetään kaasuturbiineista poistuvien kaasujen lämpöä lämmön syöttöön tai prosessihöyryn tuotantoon, nykyaikaisilla kaasuturbiineilla varustettujen CHPP-laitosten sähköinen hyötysuhde saavuttaa 35 %:n tason, mikä on myös huomattavasti korkeampi kuin nykyisin. . Tietoja GTU:n ja PTU:n hyötysuhteen eroista - lue artikkelista Kuinka GTU:n ja CCGT:n hyötysuhteet eroavat kotimaisissa ja ulkomaisissa voimalaitoksissa

Kaasuturbiinien käyttö lämpövoimalaitoksissa voi olla hyvin laajaa. Tällä hetkellä noin 300 CHPP:n höyryturbiiniyksikköä, joiden teho on 50-120 MW, syötetään höyryllä kattiloista, jotka polttavat 90 prosenttia tai enemmän maakaasusta. Periaatteessa ne kaikki ovat ehdokkaita teknisiin uusintalaitteistoihin käyttämällä kaasuturbiineja, joiden yksikköteho on 60-150 MW.

Vaikeuksia GTU:n ja CCGT:n käyttöönotossa

GTU:n ja CCGT:n teollinen käyttöönotto maassamme on kuitenkin erittäin hidasta. pääsyy- investointivaikeudet, jotka liittyvät riittävän suuriin tarpeisiin taloudellisia investointeja mahdollisimman lyhyessä ajassa.

Toinen rajoittava seikka liittyy siihen, että kotimaisten valmistajien valikoimasta puuttuu todellisuudessa laajassa käytössä todistettuja puhtaasti tehokaasuturbiineja. Uuden sukupolven GTU:t voidaan pitää tällaisten kaasuturbiinien prototyypeinä.

Binäärinen CCGT ilman regeneraatiota

Binaarisilla CCGT:illä on tietty etu, koska ne ovat halvimpia ja luotettavimpia toiminnassa. Binääristen CCGT:iden höyryosa on hyvin yksinkertainen, koska höyryn regenerointi on kannattamatonta eikä sitä käytetä. Tulistetun höyryn lämpötila on 20-50 °C alhaisempi kuin kaasuturbiinin pakokaasujen lämpötila. Tällä hetkellä se on saavuttanut energia-alan standarditason 535-565 °C. Livehöyryn paine valitaan siten, että loppuvaiheessa saadaan aikaan hyväksyttävä kosteus, jonka käyttöolosuhteet ja siipien koot ovat suunnilleen samat kuin voimakkaissa höyryturbiineissa.

Höyrynpaineen vaikutus CCGT:n tehokkuuteen

Tietenkin taloudelliset ja kustannustekijät otetaan huomioon, koska höyrynpaineella on vain vähän vaikutusta CCGT:n lämpötehokkuuteen. Kaasujen ja höyry-vesiväliaineen välisen lämpötilaeron pienentämiseksi ja parhaalla tavalla Kaasuturbiinista poistuvien kaasujen lämmön hyödyntämiseksi pienemmillä termodynaamisilla häviöillä syöttöveden haihdutus järjestetään kahdella tai kolmella painetasolla. Alennetuissa paineissa syntyvä höyry sekoitetaan turbiinin virtausreitin välipisteisiin. Myös höyrylämmitys suoritetaan.

Lue myös: CCGT-yhdistelmälaitosten luotettavuus

Savukaasujen lämpötilan vaikutus CCGT:n hyötysuhteeseen

Kaasun lämpötilan noustessa turbiinin sisään- ja ulostulossa höyryparametrit ja GTP-syklin höyryosan tehokkuus kasvavat, mikä myötävaikuttaa CCGT-hyötysuhteen yleiseen nousuun.

Tiettyjen suuntien valinta voimakoneiden luomiseen, parantamiseen ja laajamittaiseen tuotantoon tulee päättää ottamalla huomioon termodynaamisen täydellisyyden lisäksi myös hankkeiden investointien houkuttelevuus. Venäjän teknisten ja tuotannollisten hankkeiden investointi houkuttelevuus mahdollisille sijoittajille on tärkein ja kiireellisin ongelma, jonka ratkaisusta Venäjän talouden elpyminen riippuu pitkälti.

(Vierailtu 3 460 kertaa, 1 käyntiä tänään)

Yllä olemme tarkastelleet yksinkertaisimman ja yleisimmän tyyppistä CCGT:tä - kierrätettävää. PGU:iden valikoima on kuitenkin niin suuri, että niitä ei ole mahdollista tarkastella kokonaisuudessaan. Siksi alla tarkastellaan tärkeimpiä CCGT-tyyppejä, jotka ovat meille mielenkiintoisia joko perustavanlaatuisesta tai käytännön näkökulmasta. Samalla yritämme luokitella ne, mikä, kuten mikä tahansa luokittelu, on ehdollinen.

Käyttötarkoituksensa mukaan CCGT:t jaetaan lauhde- ja lämpölaitoksiin. Ensimmäinen niistä tuottaa vain sähköä, toiset myös lämmittävät verkkovettä höyryturbiiniin kytketyissä lämmittimissä.

CCGT:ssä käytettävien työkappaleiden lukumäärän mukaan ne jaetaan binäärisiin ja monoisiin. Binäärilaitoksissa kaasuturbiinikierron (ilman ja polttoaineen palamistuotteet) ja höyryturbiinilaitoksen (vesi ja vesihöyry) työkappaleet erotetaan toisistaan. Monarnye-asennuksissa turbiinin käyttöneste on palamistuotteiden ja vesihöyryn seos.

Kaavio Monary CCGT esitetty kuvassa. 9.4 GTU:n poistokaasut johdetaan hukkalämpökattilaan, johon vesi syötetään syöttöpumpulla 5 . Tuloksena oleva höyry tulee polttokammioon 2 , sekoittuu palamistuotteiden kanssa ja tuloksena oleva homogeeninen seos lähetetään kaasuun (oikeammin höyry-kaasuturbiiniin 3 . Tämän merkitys on selvä: osa ilmasta tulee ilmakompressori ja joka palvelee alentamaan työkaasujen lämpötilaa kaasuturbiinin osien sallittuihin lujuusolosuhteisiin, korvataan höyryllä, jonka paineen lisäys syöttöpumpulla vesitilassa kuluttaa vähemmän energiaa kuin ilmanpaineen nousu. kompressorissa. Samaan aikaan, koska kaasu-höyryseos poistuu hukkalämpökattilasta höyryn muodossa, sen kattilaan vastaanottama vesihöyryn kondensaatiolämpö, ​​jota on merkittävä määrä, menee savupiippuun.

Kaasu-höyryseoksesta muodostuvan höyryn kondensaation järjestämisen tekninen vaikeus ja siihen liittyvä tarve tehokkaan vedenkäsittelylaitoksen jatkuvaan käyttöön on yksityyppisen CCGT:n suurin haitta.

Riisi. 9.4 Mono-CCGT:n pääkaavio

Ulkomailla kuvattu monaari-asennus kutsuttiin STIG:ksi (Steam Iniected Gas Turbine). Ne on pääasiassa rakentanut General Electric yhdessä suhteellisen pienitehoisten kaasuturbiinien kanssa. Taulukossa. 9.1 näyttää General Electricin tiedot, jotka kuvaavat moottorin tehon ja hyötysuhteen lisääntymistä käytettäessä höyryruiskutusta.

Taulukko 9.1

Muutokset tehossa ja hyötysuhteessa, kun höyryä johdetaan monotyyppisen CCGT:n polttokammioon

Voidaan nähdä, että kun höyryä ruiskutetaan, sekä teho että hyötysuhde kasvavat.

Edellä mainitut puutteet eivät johtaneet monotyyppisten CCGT-moottorien laajaan käyttöön ainakaan voimakkaiden voimalaitosten sähköntuotantoon.

Yuzhno-Turbiinilaitokselle (Nikolaev, Ukraina) rakennettiin demonstraatiomonotyyppinen CCGT-yksikkö, jonka teho on 16 MW.

Useimmat CCGT:t ovat binäärityyppisiä. Nykyiset binaariset CCGT:t voidaan jakaa viiteen tyyppiin:

Käyttö CCGT. Näissä yksiköissä kaasuturbiinin pakokaasujen lämpöä hyödynnetään hukkalämpokattiloissa tuottamaan höyryturbiinikierrossa käytettävää korkeaparametrista höyryä. Hyödynnettyjen CCGT:iden tärkeimmät edut CCGT:iin verrattuna ovat korkea hyötysuhde (lähivuosina niiden hyötysuhde ylittää 60 %), merkittävästi pienemmät pääomainvestoinnit, pienempi jäähdytysveden tarve, alhaiset haitalliset päästöt ja hyvä ohjattavuus. Kuten edellä on esitetty, CCGT:n käyttö vaatii erittäin taloudellisia korkean lämpötilan kaasuturbiineja, joissa on korkea savukaasun lämpötila korkean suorituskyvyn höyryn tuottamiseksi höyryturbiinilaitokseen (STP). Nämä vaatimukset täyttävät nykyaikaiset kaasuturbiinit voivat edelleen toimia joko maakaasulla tai kevyellä nestemäisellä polttoaineella.

CCGT, jossa kaasuturbiinin poistokaasut puretaan voimakattilaan. Usein tällaisia ​​CCGT:itä kutsutaan lyhyesti "kaatopaikka" tai CCGT:llä matalapaineinen höyrygeneraattori(Kuva 9.5).

Riisi. 9.5 Jätejärjestelmä CCGT

Niissä GTU:n pakokaasujen lämpö, ​​joka sisältää riittävän määrän happea, johdetaan voimakattilaan korvaten siinä kattilan vetopuhaltimien ilmakehästä tuottamaa ilmaa. Samalla ei tarvita kattilan ilmanlämmitintä, koska kaasuturbiinin pakokaasuilla on korkea lämpötila. Jätepiirin tärkein etu on mahdollisuus käyttää edullisia energiatehokkaita kiinteitä polttoaineita höyryturbiinikierrossa.

Jäte-CCGT:ssä polttoainetta ei lähetetä vain GTP:n polttokammioon, vaan myös tehokattilaan (kuva 9.5), ja GTP toimii kevyellä polttoaineella (kaasu tai dieselpolttoaine) ja tehokattila toimii mitään polttoainetta. Jäte-CCGT:ssä toteutuu kaksi termodynaamista sykliä. Kaasuturbiinin polttokammioon polttoaineen mukana tuleva lämpö muunnetaan sähköksi samalla tavalla kuin hyötykäytössä CCGT, eli. hyötysuhteella 50 % ja tehokattilaan syötetty lämpö - kuten tavanomaisessa höyryturbiinisyklissä, ts. teholla 40 %. Kuitenkin riittävän korkea happipitoisuus kaasuturbiinin pakokaasuissa sekä tarve saada pieni ylimääräinen ilmasuhde tehokattilan takana johtavat siihen, että osuus höyryturbiinin kiertotehosta on noin 2/3, ja kaasuturbiinin tehon osuus on 1/3 (toisin kuin käyttö CCGT , jossa tämä suhde on käänteinen). Siksi CCGT-jätteen hyötysuhde on noin

nuo. huomattavasti vähemmän kuin kierrätettävällä CCGT:llä. Alustavasti voidaan katsoa, ​​että verrattuna tavanomaiseen höyryturbiinikiertoon polttoainesäästöjä käytettäessä jäte-CCGT-yksikköä on noin puolet polttoaineen säästöstä hyödyntävässä CCGT-yksikössä.

Lisäksi jäte-CCGT-järjestelmä osoittautuu erittäin monimutkaiseksi, koska on tarpeen varmistaa höyryturbiiniosan autonominen toiminta (GTP-vian sattuessa) ja koska kattilassa ei ole ilmanlämmitintä ( loppujen lopuksi kuumat kaasut GTP:stä tulevat tehokattilaan CCGT-toiminnan aikana), on tarpeen asentaa erityiset lämmittimet, jotka lämmittävät ilmaa ennen sen syöttämistä tehokattilaan.

Pääkirjallisuus:

Oma abstrakti;

Modernin energian perusteet: Luentokurssi energiayhtiöiden johtajille. Kahdessa osassa. / Corr. RAS E.V. Ametistova. ISBN 5-7046-0889-2. Osa 1. Nykyaikainen lämpövoimatekniikka / Trukhniy A.D., Makarov A.A., Klimenko V.V. - M.: MPEI Publishing House, 2002. - 368 s., ill. ISBN 5-7046-0890-6 (osa 1). Osa 2. Moderni sähkövoimateollisuus / Toim. professorit A.P. Burman ja V.A. Stroeva. - M.: MPEI Publishing House, 2003. - 454 s., ill. ISBN 5-7046-0923-6 (osa 2)