Elektrane s kombiniranim ciklusom tzv(CCGT), u kojem se toplina ispušnih plinova plinske turbine izravno ili neizravno koristi za proizvodnju električne energije u ciklusu parne turbine.

Na sl. 2.1 prikazuje shematski dijagram najjednostavnijeg CCGT-a tzv vrsta recikliranja. Plinovi koji izlaze iz plinske turbine dovode se u kotao otpadne topline

Riža. 2.1.

/ - pregrijač; 2 - isparivač; 3 - ekonomizator; 4 - bubanj; 5 - kondenzator parne turbine; 6 - napojna pumpa; 7 - silazna cijev isparivača; 8 - uzlazne cijevi isparivača

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

Kotao otpadne topline je okno pravokutnog poprečnog presjeka u kojem se nalaze ogrjevne površine oblikovane rebrastim cijevima unutar kojih se dovodi radni medij parnoturbinskog postrojenja (voda ili para). U najjednostavnijem slučaju, ogrjevne površine kotla otpadne topline sastoje se od tri elementa: ekonomajzera 3, isparivač 2 i pregrijač 1. Središnji element je isparivač, koji se sastoji od bubnja 4 (dugi cilindar napola napunjen vodom), nekoliko silaznih cijevi 7 i prilično gusto postavljena okomita hrapavost samog isparivača 8. Isparivač radi na principu prirodne konvekcije. Cijevi za isparavanje nalaze se u zoni viših temperatura od nižih, pa se voda u njima zagrijava, djelomično isparava, postaje lakša i diže se u bubanj. Ispražnjeni prostor popunjava se još hladna voda odvodne cijevi iz bubnja. Zasićena para skuplja se na vrhu bubnja i usmjerava prema cijevima pregrijača. 1. Potrošnja pare iz bubnja 4 nadoknađeno dovodom vode iz ekonomajzera 3. U tom će slučaju ulazna voda, prije nego što potpuno ispari, više puta proći kroz cijevi isparivača. Stoga se opisani kotao otpadne topline naziva kotao s prirodnom cirkulacijom.

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

Prema shemi cola-utilizatora na sl. 2.1 prikazuje promjenu temperatura plinova i radnog fluida (para, voda) kada se kreću jedan prema drugom. Temperatura plinova se postupno 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 točke ključanja (točka A). S Na ovoj temperaturi (na rubu vrenja) voda ulazi u isparivač. Isparava vodu. Pritom se njegova temperatura ne mijenja (proces A-/;). U točki b radni fluid je u obliku suhe 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, potrošeni krevet ulazi u kondenzator 5, kondenzira se i uz pomoć dovodne pumpe 6, koji povećava tlak napojne vode, šalje se natrag u kotao otpadne topline.

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

1. Temperatura ispušnih plinova plinske turbine 0 G gotovo je jednoznačno određena temperaturom plinova ispred plinske turbine [vidi. relacija (1.2)] i savršenstvo rashladnog sustava plinske turbine. U većini modernih plinskih turbina, kao što se vidi iz tablice. 1.2, temperatura ispušnih plinova je 530-580 °C (iako postoje zasebne plinske turbine s temperaturama do 640 °C). Prema uvjetima pouzdanosti rada sustava cijevi ekonomajzera pri radu na prirodni plin, temperatura napojne vode 1 str na ulazu u kotao otpadne topline ne smije biti niža od 60 °S. Temperatura dimnih plinova koji izlaze iz kotla otpadne topline uvijek je viša od temperature t n V. U stvarnosti je na razini od 0 x « 100 °S, stoga će učinkovitost kotla za otpadnu toplinu (HRSG) biti

gdje se za ocjenu uzima da je temperatura plina na ulazu u kotao otpadne topline 555 °C, a temperatura vanjskog zraka 15 °C. Kod rada na plin, konvencionalni energetski kotao termoelektrane ima učinkovitost od 94%. Dakle, kotao otpadne topline u CCGT-u ima učinkovitost koja je znatno niža od kotla termoelektrane.

2. Nadalje, učinkovitost postrojenja parne turbine (STP) razmatranog CCGT-a znatno je niža od učinkovitosti STP-a konvencionalne TE. To nije samo zbog činjenice da su parametri pare koju stvara kotao otpadne topline niži, već i zbog činjenice da CCGT PTU nema sustav regeneracije. A ona to, u principu, ne može imati, jer temperatura raste t n c će dovesti do još većeg smanjenja učinkovitosti kotla za otpadnu toplinu.

Ideja o strukturi elektrane s CCGT dana je na sl. 2.2, na kojoj je prikazana TE s tri agregata. Svaka energetska jedinica sastoji se od dvije susjedne plinske turbine 4 tip V94.2 od Siemensa, od kojih svaki usmjerava svoje visokotemperaturne dimne plinove u vlastiti kotao za otpadnu toplinu 8. Para koju generiraju ovi kotlovi šalje se u jednu parnu turbinu 10 s električnim generatorom 9 i kondenzator koji se nalazi u prostoriji za kondenzaciju ispod turbine. Svaki takav agregat ima ukupnu snagu od 450 MW (svaka plinska turbina i parna turbina imaju snagu od približno 150 MW). Između izlaznog difuzora 5 i kotao otpadne topline 8 ugraditi premosni (obilazni) dimnjak 12 i plinonepropusna vrata b. Zaklopka vam omogućuje isključivanje kotla za otpadnu toplinu 8 iz plinova plinske turbine i poslati ih kroz obilaznu cijev u atmosferu. Takva potreba može nastati u slučaju kvarova u parnoturbinskom dijelu agregata (u turbini, kotlu otpadne topline, generatoru itd.), kada

Riža. 2.2. Uređaj elektrane s CCGT (perspektiva tvrtke Siemens):

1 - kombinirana klima komora (KVOU); 2 - blok transformator; 3 - GTU generator; 4 - GTU tipa U94.2; 5 - prijelazni difuzor od plinske turbine do obilazne cijevi; 6 - zasuna; 7 - odzračivač; 8 - kotao otpadne topline vertikalnog tipa; 9 - generator parne turbine; 10 - Parna turbina; 11 - kišna zaklopka kotla na drveni ugljen; 12 - zaobilazna cijev; 13 - prostorija za opremu za pročišćavanje tekućih goriva; 14 - spremnici tekućeg goriva

potrebno ga je onemogućiti. U ovom slučaju, snagu agregata osigurava samo plinska turbina, tj. agregat može nositi opterećenje od 300 MW (iako sa smanjenom učinkovitošću). Premosna cijev također je od velike pomoći prilikom pokretanja pogonskog agregata: uz pomoć vrata, kotao otpadne topline je odsječen od plinova plinske turbine, a potonji se dovode do punog kapaciteta za nekoliko minuta. Zatim možete polako, prema uputama, pustiti u rad kotao otpadne topline i parnu turbinu.

Tijekom normalnog rada, vrata, naprotiv, ne propuštaju vruće plinove plinske turbine u obilaznu cijev, već ih usmjeravaju u kotao otpadne topline.

Plinonepropusna vrata imaju veliku površinu, složena su tehnički uređaj, čiji je glavni zahtjev visoka gustoća, budući da svaki 1% topline izgubljene kroz curenje znači smanjenje učinkovitosti jedinice za napajanje za oko 0,3%. Stoga ponekad odbijaju instalirati obilaznu cijev, iako to značajno komplicira rad.

Između kotlova otpadne topline agregata ugrađen je jedan deaerator koji prima kondenzat za odzračivanje iz kondenzatora parne turbine i distribuira ga u dva kotla otpadne topline.

Kao i u svakom drugom automobilu koji koristi sličan uređaj, glavna zadaća spojke je olakšati život vozaču, točnije pneumohidraulički pojačivač omogućuje manje napora pri pritisku na papučicu spojke. A za teška vozila takva olakšica je vrlo korisna.

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

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

Ako nije bilo takvih preopterećenja nakon instaliranja (zamjene) pojačala, odmah se pojavljuje druga verzija - ubacili su neispravnu! I što, danas svi kuju, pa i pojedinačni ili 238, pa i Brabus SV12 sklopljen do "kastrata" šestotine. Vjerojatno samo komponente za rusku "Kalinu" i ukrajinsku "Tavriju" nisu lažirane - materijal se pokazao skupljim.

No šalu na stranu, pogotovo jer je curenje tekućine iz pneumohidrauličkog pojačala ozbiljan simptom. Zapravo, sve nije tako tragično, činjenica je da ovo možda nije dokaz kvara, već samo netočna prilagodba. "Samo", jer popravak kvačila CCGT MAZ nije težak i, uz određene vještine, neće oduzeti puno vremena.

Najvažnije je odrediti radni hod za potisnu šipku. Da biste to učinili, morat ćete povući samu šipku od poluge, dok je pomičete 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 udaljenost između površine poluge i kraja stabljike.

Ako je ta udaljenost manja od 50 mm, to znači da će tijekom rada klip šipke izaći do graničnika, otvarajući tako izlaz tekućine. Sve što je potrebno je pomaknuti ručicu za jedan utor bliže pojačalu. Ako je udaljenost veća, onda je uzrok curenja drugačiji, pa je bolje obaviti detaljniju provjeru u autoservisu. Ipak, ponavljamo, ali najčešće će biti dosta prilagodbe.

Uređaj, shema CCGT MAZ

1 6430-1609205 Tijelo cilindra
2 6430-1609324 Manžeta
3 6430-1609310 Prsten
4 6430-1609306 Podloška
5 6430-1609321 Manžeta
6 6430-1609304 Navlaka
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 Praćenje klipa
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 Ventil za pojačavanje kvačila
16 842-8524120 Proljeće
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 Navlaka
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 Brtva
31 6430-1609241 Stabljika
32 6430-1609237 Poklopac
33 6430-1609216 Ploča cilindra
34 220050 Vijak M4-6gh8
34 220050 Vijak M4-6gh8
35 64221-1602718 Zaštitna kapa
36 378941 Utikač M14x1.5
37 101-1609114 premosni ventil
38 12-3501049 Kapica 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 Brtva
Link na ovu stranicu: http://www..php?typeauto=2&mark=11&model=293&group=54

Kombinirane elektrane su one u kojima se toplina ispušnih plinova plinske turbine izravno ili neizravno koristi za proizvodnju električne energije u ciklusu parne turbine. Od postrojenja na parni pogon i plinskih turbina razlikuje se povećanom učinkovitošću.

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

GT EG para

kompresor Kotao otpadne topline K

zrak Npr

napojnu vodu

CS - komora za izgaranje

GT - plinska turbina

K - kondenzacijska parna turbina

EG - električni generator

Kombinirano postrojenje sastoji se od dvije odvojene cjeline: paroelektrane i plinske turbine.

U plinskoturbinskom postrojenju, turbinu pokreću plinoviti produkti izgaranja goriva. Kao gorivo mogu poslužiti i prirodni plin i proizvodi naftne industrije (lož ulje, dizelsko gorivo). Na istoj osovini s turbinom nalazi se prvi generator, koji zbog rotacije rotora proizvodi struja. Prolazeći kroz plinsku turbinu, produkti izgaranja daju joj samo dio svoje energije i još uvijek imaju visoku temperaturu na izlazu iz plinske turbine. Iz izlaza iz plinske turbine produkti izgaranja ulaze u paroelektranu, u kotao otpadne topline, gdje zagrijavaju vodu i nastalu paru. Temperatura produkata izgaranja dovoljna je da se para dovede u stanje potrebno za korištenje u parnoj turbini (temperatura dimnih plinova od oko 500 stupnjeva Celzijusa omogućuje dobivanje pregrijane pare pri tlaku od oko 100 atmosfera). Parna turbina pokreće drugi električni generator.

Perspektive razvoja CCGT (iz udžbenika Ametistova).

1. Kombinirano postrojenje je najekonomičniji motor koji se koristi za proizvodnju električne energije. Jednokružni CCGT s GTP-om koji ima početnu temperaturu od oko 1000 °C može imati apsolutnu učinkovitost od oko 42%, što će biti 63% teorijske učinkovitosti CCGT-a. Koeficijent korisna radnja Trokružni CCGT s dogrijavanjem pare, u kojem je temperatura plinova ispred plinske turbine na razini od 1450 °C, već danas doseže 60%, što je 82% od teoretski moguće razine. Nema sumnje da se učinkovitost može još više povećati.

2. Kombinirano postrojenje je ekološki najprihvatljiviji motor. Prije svega, to je zbog visoke učinkovitosti - uostalom, sva toplina sadržana u gorivu, koja se nije mogla pretvoriti u električnu energiju, oslobađa se u okoliš i dolazi do njegovog toplinskog onečišćenja. Stoga će smanjenje toplinske emisije iz CCGT-a u usporedbi s parnom elektranom biti upravo onoliko koliko je manja potrošnja goriva za proizvodnju električne energije.

3. Kombinirano postrojenje je vrlo pokretljiv motor, koji se u manevriranju može usporediti samo s autonomnom plinskom turbinom.

4. Uz isti kapacitet TE na parni i kombinirani ciklus, potrošnja CCGT rashladne vode je približno tri puta manja.

5. CCGT ima umjeren trošak po instaliranoj jedinici kapaciteta, što je povezano s manjim volumenom građevinskog dijela, uz nepostojanje složenog energetskog kotla, skupo dimnjak, sustavi za regenerativno zagrijavanje napojne vode, korištenjem jednostavnijih parnih turbina i sustava tehničke vode.

6. CCGT jedinice imaju znatno kraći ciklus izgradnje. CCGT, posebno oni s jednom osovinom, mogu se uvoditi u fazama. Ovo pojednostavljuje problem ulaganja.

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

Sve to govori da je izgradnja CCGT jedinica prevladavajući trend u suvremenoj termoenergetici.

Učinkovitost korištenja tipa CCGT:

ηPGU = ηGTU + (1- ηGTU)*ηKU*ηPTU

PTU - parnoturbinsko postrojenje

KU - kotao otpadne topline

U općem slučaju, učinkovitost CCGT-a:

Ovdje - Qgtu je količina topline koja se dovodi radnom fluidu plinske turbine;

Qpsu - količina topline koja se dovodi parnom mediju u kotlu.

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

CHP (kombinirana toplinska i elektrana)- dizajniran za centraliziranu opskrbu potrošača toplinskom i električnom energijom. Njihova razlika u odnosu na IES je u tome što koriste toplinu pare koja se ispušta u turbinama za potrebe proizvodnje, grijanja, ventilacije i opskrbe toplom vodom. Zbog ove kombinacije proizvodnje električne i toplinske energije postižu se značajne uštede goriva u usporedbi s odvojenom opskrbom energijom (proizvodnja električne energije u IES-u i toplinske energije u lokalnim kotlovnicama). Zahvaljujući ovoj metodi kombinirane proizvodnje, u kogeneraciji se postiže dovoljno visoka učinkovitost koja doseže do 70%. Stoga su CHP postrojenja postala raširena u područjima i gradovima s velikom potrošnjom topline. Maksimalni kapacitet CHPP je manji od kapaciteta IES.

Kogeneracijska postrojenja su vezana za potrošače, jer radijus prijenosa topline (para, topla voda) je približno 15 km. Kogeneracije u zemlji prenose Vruća voda pri višoj početnoj temperaturi na udaljenosti do 30 km. Para za potrebe proizvodnje s tlakom od 0,8-1,6 MPa može se prenijeti na udaljenost ne veću od 2-3 km. Uz prosječnu gustoću toplinskog opterećenja, kapacitet CHP obično ne prelazi 300-500 MW. Samo u veliki gradovi, kao što su Moskva ili St. Petersburg s velikom gustoćom toplinskog opterećenja, ima smisla graditi postrojenja kapaciteta do 1000-1500 MW.

Kapacitet kogeneracijskog postrojenja i tip turbogeneratora biraju se prema toplinskoj potrebi i parametrima pare koja se koristi u proizvodnim procesima i za grijanje. Najveću primjenu dobile su turbine s jednim i dva kontrolirana oduzimanja pare i kondenzatora (vidi sl.). Podesivi odvodi omogućuju reguliranje proizvodnje topline i električne energije.

Način rada CHP - dnevni i sezonski - određen je uglavnom potrošnjom topline. Stanica radi najekonomičnije ako njena električna snaga odgovara toplinskom učinku. Istovremeno, minimalna količina pare ulazi u kondenzatore. Zimi, kada je potražnja za toplinom najveća, pri procijenjenoj temperaturi zraka tijekom radnog vremena industrijskih poduzeća, opterećenje CHP generatora je blizu nazivnog. U razdobljima kada je potrošnja topline niska, primjerice ljeti, kao i zimi kada je temperatura zraka viša od proračunske i noću, električna snaga kogeneratora, koja odgovara potrošnji topline, opada. Ako elektroenergetski sustav treba električnu energiju, kogeneracija se mora prebaciti na mješoviti način rada, što djelomično povećava opskrbu parom niski pritisak turbine i kondenzatora. Istodobno se smanjuje učinkovitost elektrane.

Maksimalna proizvodnja električne energije kogeneracijskih stanica "na potrošnju topline" moguća je samo kada rade zajedno sa snažnim CPP i HE, koje preuzimaju značajan dio opterećenja tijekom sati smanjene potrošnje topline.

usporedna analiza načina regulacije toplinskog opterećenja.

regulacija kvalitete.

Prednost: stabilan hidraulički način grijanja.

Mane:

■ niska pouzdanost izvora vršne toplinske snage;

■ potreba korištenja skupih metoda obrade vode za dopunu toplinske mreže kada visoke temperature rashladna tekućina;

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

■ veliko transportno kašnjenje (toplinska inercija) regulacije toplinskog opterećenja sustava opskrbe toplinom;

■ visok intenzitet korozije cjevovoda zbog rada sustava opskrbe toplinom veći dio razdoblja grijanja s temperaturama rashladne tekućine od 60-85 °C;

■ kolebanja temperature unutarnjeg zraka zbog utjecaja opterećenja PTV-a na rad sustava grijanja i različitog omjera opterećenja PTV-a i grijanja za pretplatnike;

■ smanjenje kvalitete opskrbe toplinom kada se temperatura nosača topline regulira prema prosječnoj temperaturi vanjskog zraka tijekom nekoliko sati, što dovodi do fluktuacija temperature unutarnjeg zraka;

■ pri promjenjivoj temperaturi mrežnog voda rad kompenzatora je znatno kompliciran.

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

Zašto su počeli graditi CCGT

Decentralizirano tržište proizvodnje električne i toplinske energije diktira energetskim tvrtkama potrebu povećanja konkurentnosti svojih proizvoda. Glavna važnost za njih je minimiziranje rizika ulaganja i stvarni rezultati koji se mogu dobiti korištenjem ove tehnologije.

Ukidanje državne regulacije tržišta električne i toplinske energije, koje će postati komercijalni proizvod, dovest će do povećanja konkurencije među njihovim proizvođačima. Stoga će u budućnosti samo pouzdane i visokoprofitabilne elektrane moći osigurati dodatna kapitalna ulaganja u realizaciju novih projekata.

Kriteriji odabira CCGT

Izbor jedne ili druge vrste CCGT ovisi o mnogim čimbenicima. Jedan od najvažnijih kriterija u provedbi projekta je njegova ekonomska isplativost i sigurnost.

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

Takvi proizvodi zadovoljavaju više od 70% kupaca. Ove uvjete u velikoj mjeri zadovoljavaju GT i SG-TE iskorištenog (binarnog) tipa.

Energetska slijepa ulica

Analiza ruskog energetskog sektora koju su provele brojne akademske institucije pokazuje da ruska elektroprivreda i danas praktički gubi 3-4 GW svojih kapaciteta godišnje. Kao rezultat toga, do 2005. godine, prema RAO "UES of Russia", količina opreme koja je razradila svoj fizički resurs iznosit će 38% ukupnog kapaciteta, a do 2010. godine ta će brojka već biti 108 milijuna kW (46 %).

Ako se događaji budu razvijali upravo prema ovom scenariju, tada će većina agregata zbog starenja idućih godina ući u zonu ozbiljnog rizika od nesreća. Problem tehničke ponovne opremljenosti svih vrsta postojećih elektrana pogoršava činjenica da su čak i neke od relativno "mladih" jedinica snage 500-800 MW iscrpile životni vijek glavnih jedinica i zahtijevaju ozbiljne radove na obnovi.

Pročitajte također: Kako se GTU i CCGT učinkovitost razlikuju za domaće i strane elektrane

Rekonstrukcija elektrana lakša je i jeftinija

Produljenje vijeka trajanja postrojenja uz zamjenu velikih komponenti glavne opreme (rotora turbina, ogrjevnih površina kotlova, parovoda), naravno, mnogo je jeftinije od izgradnje novih elektrana.

Često je prikladno i isplativo za elektrane i proizvodne pogone zamijeniti opremu sličnom onom koja se rastavlja. Međutim, time se ne iskorištavaju mogućnosti značajnog povećanja uštede goriva, ne smanjuje se zagađenje okoliš, ne koriste se suvremena sredstva automatiziranih sustava nove opreme, povećavaju se troškovi rada i popravka.

Niska učinkovitost elektrana

Rusija postupno ulazi na europsko energetsko tržište, pristupa WTO-u, ali istovremeno imamo izuzetno tešku situaciju dugi niz godina. niska razina toplinska učinkovitost elektroprivrede. Prosječna razina učinkovitosti elektrana pri radu u kondenzacijskom načinu rada je 25%. To znači da ako cijena goriva poraste na svjetsku razinu, cijena električne energije kod nas će neminovno postati jedan i pol do dva puta viša od svjetske cijene, što će utjecati i na ostala dobra. Stoga rekonstrukciju blokova i termostanica treba provoditi na način da nova oprema koja se uvodi i pojedine komponente elektrana budu na suvremenoj svjetskoj razini.

Energija bira tehnologije kombiniranog ciklusa

Sada, unatoč teškom novčano stanje godine, u projektnim biroima elektroenergetike i instituta za istraživanje zrakoplovnih motora, nastavljen je razvoj novih sustava opreme za termoelektrane. Konkretno, govorimo o stvaranju kondenzacijskih parno-plinskih elektrana s učinkovitošću do 54-60%.

Ekonomske procjene različitih domaćih organizacija ukazuju na stvarnu mogućnost smanjenja troškova proizvodnje električne energije u Rusiji ako se takve elektrane izgrade.

Čak će i jednostavne plinske turbine biti učinkovitije u smislu učinkovitosti

U kogeneracijskim postrojenjima nije potrebno univerzalno koristiti CCGT ove vrste, kao što su CCGT-325 i CCGT-450. Rješenja krugova mogu biti različita ovisno o specifičnim uvjetima, posebno o omjeru toplinskog i električnog opterećenja.

Pročitajte također: Izbor ciklusa postrojenja s kombiniranim ciklusom i dijagram strujnog kruga CCGT

U najjednostavnijem slučaju, pri korištenju topline plinova ispuštenih u plinskim turbinama za opskrbu toplinom ili proizvodnju tehnološke pare, električna učinkovitost kogeneracijskih postrojenja s modernim plinskim turbinama dosegnut će razinu od 35%, što je također znatno više od danas postojećih . O razlikama u učinkovitosti GTU i PTU - pročitajte u članku Kako se učinkovitost GTU i CCGT razlikuju za domaće i strane elektrane

Primjena plinskih turbina u termoelektranama može biti vrlo široka. Trenutno se oko 300 parnoturbinskih jedinica CHPP-a snage 50-120 MW napaja parom iz kotlova koji sagorijevaju 90 posto ili više prirodnog plina. U načelu, svi su oni kandidati za tehničku ponovnu opremu pomoću plinskih turbina s jediničnim kapacitetom od 60-150 MW.

Poteškoće s uvođenjem GTU i CCGT

Međutim, proces industrijskog uvođenja GTU i CCGT u našoj zemlji je izuzetno spor. glavni razlog- investicijske poteškoće povezane s potrebom za dovoljno velikim financijska ulaganja u najkraćem mogućem roku.

Druga ograničavajuća okolnost vezana je uz stvarni nedostatak u asortimanu domaćih proizvođača isključivo energetskih plinskih turbina koje su se dokazale u velikom pogonu. GTU nove generacije mogu se uzeti kao prototipovi takvih plinskih turbina.

Binarni CCGT bez regeneracije

Binarni CCGT imaju određenu prednost, jer su najjeftiniji i najpouzdaniji u radu. Parni dio binarnih CCGT-ova je vrlo jednostavan, jer je regeneracija pare neisplativa i ne koristi se. Temperatura pregrijane pare je 20-50 °C niža od temperature ispušnih plinova u plinskoj turbini. Trenutno je dosegla standardnu ​​razinu u energetskom sektoru od 535-565 °C. Tlak žive pare bira se tako da se osigura prihvatljiva vlažnost u posljednjim stupnjevima, čiji su radni uvjeti i veličine lopatica približno isti kao kod snažnih parnih turbina.

Utjecaj tlaka pare na učinkovitost CCGT-a

Naravno, ekonomski i troškovni čimbenici su uzeti u obzir, budući da tlak pare ima mali utjecaj na toplinsku učinkovitost CCGT-a. Da bi se smanjila razlika temperatura između plinova i paro-vodenog medija i na najbolji način da bi se iskoristila toplina plinova iscrpljenih u plinskoj turbini s manjim termodinamičkim gubicima, isparavanje napojne vode organizirano je na dvije ili tri razine tlaka. Para nastala pri sniženom tlaku miješa se u srednjim točkama putanje protoka turbine. Provodi se i dogrijavanje parom.

Pročitajte također: Pouzdanost CCGT postrojenja s kombiniranim ciklusom

Utjecaj temperature dimnih plinova na učinkovitost CCGT-a

S povećanjem temperature plina na ulazu i izlazu iz turbine, povećavaju se parametri pare i učinkovitost parnog dijela GTP ciklusa, što doprinosi ukupnom povećanju učinkovitosti CCGT.

Odabir specifičnih smjerova za stvaranje, poboljšanje i proizvodnju velikih energetskih strojeva treba odlučiti uzimajući u obzir ne samo termodinamičku savršenost, već i investicijsku atraktivnost projekata. Investicijska atraktivnost ruskih tehničkih i proizvodnih projekata za potencijalne ulagače najvažnija je i najhitniji problem, o čijem rješenju uvelike ovisi oživljavanje ruskog gospodarstva.

(Posjećeno 3 460 puta, 1 posjeta danas)

Gore smo razmotrili CCGT najjednostavnijeg i najčešćeg tipa - reciklirajućeg. Međutim, raznolikost PGU-ova je toliko velika da ih nije moguće u potpunosti razmotriti. Stoga ćemo u nastavku razmotriti glavne vrste CCGT-a, koje su nam zanimljive bilo s temeljne ili s praktične točke gledišta. Ujedno ćemo ih pokušati klasificirati, što će, kao i svaka klasifikacija, biti uvjetno.

CCGT se prema namjeni dijele na kondenzacijska i toplinska postrojenja. Prvi od njih proizvode samo električnu energiju, drugi služe i za zagrijavanje mrežne vode u grijačima spojenim na parnu turbinu.

Prema broju radnih tijela koja se koriste u CCGT se dijele na binarne i mono. U binarnim postrojenjima odvajaju se radna tijela plinskoturbinskog ciklusa (zrak i produkti izgaranja goriva) i parnoturbinskog postrojenja (voda i vodena para). U monarnim instalacijama, radna tekućina turbine je mješavina produkata izgaranja i vodene pare.

Shema Monary CCGT prikazano na sl. 9.4. Izlazni plinovi GTU-a šalju se u kotao otpadne topline, u koji se voda dovodi dovodnom pumpom 5 . Nastala para ulazi u komoru za izgaranje 2 , miješa se s produktima izgaranja i dobivena homogena smjesa se šalje u plin (točnije, u parno-plinsku turbinu 3 . Značenje ovoga je jasno: dio zraka koji dolazi iz kompresor za zrak i služi za snižavanje temperature radnih plinova na dopuštene uvjete čvrstoće dijelova plinske turbine, zamjenjuje se parom, čije povećanje tlaka napojnom pumpom u stanju vode troši manje energije od povećanja tlaka zraka. u kompresoru. Istovremeno, budući da plinsko-parna smjesa napušta kotao otpadne topline u obliku pare, toplina kondenzacije vodene pare koju primi u kotlu i koja je u značajnoj količini odlazi u dimnjak.

Tehničke poteškoće organiziranja kondenzacije pare iz mješavine plina i pare i povezana potreba za stalnim radom snažnog postrojenja za pročišćavanje vode glavni su nedostatak mono-tipa CCGT.

Riža. 9.4. Glavni dijagram mono CCGT

U inozemstvu je opisana monarna instalacija nazvana STIG (od Steam Iniected Gas Turbine). Uglavnom ih gradi General Electric u kombinaciji s plinskim turbinama relativno male snage. U tablici. 9.1 prikazuje podatke tvrtke General Electric, koji ilustriraju povećanje snage i učinkovitosti motora pri korištenju ubrizgavanja pare.

Tablica 9.1

Promjene u snazi ​​i učinkovitosti kada se para uvodi u komoru za izgaranje mono-tipa CCGT

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

Gore navedeni nedostaci nisu doveli do široke uporabe mono-tipa CCGT-a, barem za potrebe proizvodnje električne energije u snažnim termoelektranama.

U tvornici Yuzhno-Turbine (Nikolaev, Ukrajina) izgrađena je pokazna mono-tipska CCGT jedinica kapaciteta 16 MW.

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

Iskorištenje CCGT. U ovim se jedinicama toplina iz ispušnih plinova plinske turbine iskorištava u kotlovima otpadne topline za proizvodnju pare visokih parametara koja se koristi u ciklusu parne turbine. Glavne prednosti korištenja CCGT-a u odnosu na CCGT su visoka učinkovitost (u nadolazećim godinama njihova će učinkovitost premašiti 60%), značajno manja kapitalna ulaganja, manja potreba za rashladnom vodom, niske štetne emisije i visoka manevarska sposobnost. Kao što je gore prikazano, korištenje CCGT-a zahtijeva vrlo ekonomične visokotemperaturne plinske turbine s visokim temperaturama dimnih plinova za generiranje pare visokih performansi za postrojenje parne turbine (STP). Moderne plinske turbine koje ispunjavaju ove zahtjeve još uvijek mogu raditi ili na prirodni plin ili na lake vrste tekućeg goriva.

CCGT s ispuštanjem izlaznih plinova plinske turbine u energetski kotao.Često se takvi CCGT nazivaju kratko "istovariti", ili CCGT sa niskotlačni generator pare(Slika 9.5).

Riža. 9.5. Shema CCGT-a otpada

U njima se toplina ispušnih plinova GTU-a, koja sadrži dovoljnu količinu kisika, šalje u energetski kotao, zamjenjujući zrak u njemu koji dovode ventilatori kotla iz atmosfere. Istodobno, nema potrebe za grijačem zraka kotla, budući da ispušni plinovi plinske turbine imaju visoku temperaturu. Glavna prednost otpadnog kruga je mogućnost korištenja jeftinih energetskih krutih goriva u ciklusu parne turbine.

U otpadnom CCGT-u, gorivo se šalje ne samo u komoru za izgaranje GTP-a, već i u energetski kotao (Sl. 9.5), a GTP radi na lagano gorivo (plin ili dizelsko gorivo), a energetski kotao radi na bilo koje gorivo. U CCGT-u otpada ostvaruju se dva termodinamička ciklusa. Toplina koja zajedno s gorivom ulazi u komoru za izgaranje plinske turbine pretvara se u električnu energiju na isti način kao u uporabnom CCGT-u, tj. s učinkovitošću od 50%, a toplina dovedena u energetski kotao - kao u konvencionalnom ciklusu parne turbine, tj. s učinkovitošću od 40%. Međutim, dovoljno visok sadržaj kisika u ispušnim plinovima plinske turbine, kao i potreba za malim omjerom viška zraka iza energetskog kotla, dovode do toga da je udio snage ciklusa parne turbine približno 2/3, a udio snage plinske turbine je 1/3 (za razliku od iskoristivosti CCGT , gdje je ovaj odnos inverzan). Stoga je učinkovitost CCGT-a za otpad približno

oni. znatno manje nego kod CCGT-a za recikliranje. Uvjetno se može smatrati da su, u usporedbi s konvencionalnim ciklusom parne turbine, uštede goriva pri korištenju otpadne CCGT jedinice približno upola manje od ušteda goriva u iskorištenoj CCGT jedinici.

Osim toga, shema otpadnog CCGT-a pokazala se vrlo kompliciranom, budući da je potrebno osigurati autonomni rad dijela parne turbine (u slučaju kvara GTP-a), a budući da u kotlu nema grijača zraka ( uostalom, vrući plinovi iz GTP-a ulaze u energetski kotao tijekom CCGT rada), potrebno je ugraditi posebne grijače koji zagrijavaju zrak prije nego što ga dovode u energetski kotao.

Glavna literatura:

Vaš vlastiti sažetak;

Osnove suvremene energetike: Tečaj predavanja za menadžere energetskih poduzeća. U dva dijela. / Pod općim uredništvom Kor. 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. Suvremena 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)