복합화력발전소라고 합니다(CCGT) 가스 터빈의 배기 가스 열이 직접 또는 간접적으로 증기 터빈 사이클에서 전기를 생성하는 데 사용됩니다.

무화과. 2.1은 소위 가장 간단한 CCGT의 개략도를 보여줍니다. 재활용 유형.가스 터빈에서 나가는 가스는 폐열 보일러

쌀. 2.1.

/ - 과열기; 2 - 증발기; 3 - 이코노마이저; 4 - 드럼; 5 - 증기 터빈 콘덴서; 6 - 공급 펌프; 7 - 증발기 다운파이프; 8 - 증발기 라이저 파이프

큰 쇠시리- 고온 가스의 열로 인해 증기 터빈으로 향하는 높은 매개 변수의 증기가 생성되는 역류 형 열교환 기.

폐열 보일러는 증기 터빈 플랜트의 작동 매체(물 또는 증기)가 내부에 공급되는 핀 튜브로 형성된 가열 표면이 있는 직사각형 단면의 샤프트입니다. 가장 간단한 경우 폐열 보일러의 가열 표면은 세 가지 요소로 구성됩니다. 이코노마이저 3, 증발기 2 과열기 1. 중심 요소는 드럼으로 구성된 증발기입니다. 4 (물로 반쯤 채워진 긴 실린더), 여러 다운 커머 7 및 상당히 조밀하게 설치된 증발기의 수직 거칠기 8. 증발기는 자연 대류의 원리에 따라 작동합니다. 증발 파이프는 낮은 온도보다 높은 온도 영역에 위치하므로 그 안의 물이 가열되고 부분적으로 증발하며 가벼워지고 드럼으로 올라갑니다. 비워진 공간은 더 많은 것으로 채워진다. 차가운 물드럼에서 다운 파이프. 포화 증기는 드럼 상단에서 수집되어 과열기 튜브로 향합니다. 1. 드럼의 스팀 소비량 4 이코노마이저의 물 공급으로 보상 3. 이 경우 들어오는 물은 완전히 증발하기 전에 증발기 파이프를 반복적으로 통과합니다. 따라서 상술한 폐열보일러를 자연순환보일러라 한다.

이코노마이저에서 들어오는 급수는 거의 끓는점까지 가열됩니다(드럼의 압력에 의해 완전히 결정되는 드럼의 포화 증기 온도보다 10-20 °C 낮음). 드럼에서 건조한 포화 증기가 과열기로 들어가 포화 온도 이상으로 과열됩니다. 결과 과열 증기 T 0의 온도는 물론 항상 가스 터빈에서 나오는 가스 0 p의 온도보다 낮습니다 (일반적으로 25-30 ° C).

그림의 cola-utilizer 구성표에서. 2.1은 가스와 작동 유체(증기, 물)가 서로를 향해 움직일 때의 온도 변화를 보여줍니다. 가스의 온도는 입구의 값 0 Г에서 연도 가스 온도의 값 0 ux까지 점차적으로 감소합니다. 쪽으로 이동하는 급수는 이코노마이저의 온도를 끓는점(점 ㅏ). 와 함께이 온도(끓기 직전)에서 물이 증발기로 들어갑니다. 그것은 물을 증발시킵니다. 동시에 온도는 변하지 않습니다 (프로세스 ㅏ-/;). 그 시점에 비작동 유체는 건조한 포화 증기의 형태입니다. 또한 과열기에서는 값 / 0으로 과열됩니다.

과열기 출구에서 형성된 증기는 증기 터빈으로 보내져 팽창하면서 작동합니다. 터빈에서 사용된 침상은 응축기(5)로 들어가 응축되고 공급 펌프의 도움으로 6, 급수의 압력을 증가시키는 것은 폐열 보일러로 다시 보내집니다.

따라서 CCGT의 증기 발전소(SPU)와 기존 CSP TPP는 폐열 보일러의 연료가 연소되지 않고 PSU CCGT 작동에 필요한 열이 GTU의 배기 가스에서 추출된다는 사실에만 있습니다. 그러나 PSU CCGT와 PSU TPP 간의 몇 가지 중요한 기술적 차이점에 즉시 주목해야 합니다.

1. 가스 터빈 0G의 배기 가스 온도는 가스 터빈 앞의 가스 온도에 의해 거의 명확하게 결정됩니다 [참조. 관계 (1.2)] 및 가스 터빈 냉각 시스템의 완성도. 표에서 볼 수 있듯이 대부분의 최신 가스 터빈에서. 1.2, 배기 가스 온도는 530-580 °C입니다(최대 640 °C의 온도를 가진 별도의 가스 터빈이 있지만). 천연 가스로 작동할 때 이코노마이저 파이프 시스템 작동의 신뢰성 조건에 따라 급수 온도 1p폐열 보일러 유입구의 온도는 60 °C 이상이어야 합니다. 폐열 보일러를 떠나는 연도 가스 0x의 온도는 항상 온도보다 높습니다. 티엔 V. 실제로는 0 х « 100 °С 수준이므로 폐열 보일러(HRSG)의 효율은

여기서 평가를 위해 폐열 보일러 입구의 가스 온도는 555°C이고 외부 공기 온도는 15°C라고 가정합니다. 가스로 작동할 때 화력 발전소의 기존 에너지 보일러는 효율이 94%입니다. 따라서 CCGT의 폐열 보일러는 TPP 보일러보다 효율이 현저히 낮습니다.

2. 또한 고려되는 CCGT의 증기터빈플랜트(STP) 효율은 기존 TPP의 STP 효율보다 현저히 낮다. 이는 폐열 보일러에서 생성된 증기의 매개변수가 더 낮을 뿐만 아니라 CCGT PTU에 재생 시스템이 없다는 사실 때문이기도 합니다. 그리고 그녀는 원칙적으로 온도가 상승하기 때문에 그것을 가질 수 없습니다 티엔 c는 폐열 보일러의 효율성을 더욱 크게 감소시킵니다.

CCGT가 있는 발전소의 구조에 대한 아이디어는 그림 1에 나와 있습니다. 2.2는 3개의 전원 장치가 있는 TPP를 보여줍니다. 각 동력 장치는 두 개의 인접한 가스 터빈으로 구성됩니다. 4 Siemens의 V94.2 유형, 각각 고온 연도 가스를 자체 폐열 보일러로 보냅니다. 8. 이 보일러에서 생성된 증기는 하나의 증기 터빈으로 보내집니다. 10 발전기로 9 및 터빈 아래의 응축실에 위치한 응축기. 이러한 각 동력 장치의 총 용량은 450MW입니다(각각의 가스 터빈과 증기 터빈의 용량은 약 150MW입니다). 콘센트 디퓨저 사이 5 폐열보일러 8 우회 (우회) 굴뚝 설치 12 및 기밀 게이트 비.댐퍼는 폐열 보일러를 차단할 수 있습니다. 8 가스 터빈의 가스에서 바이패스 파이프를 통해 대기로 보냅니다. 이러한 필요성은 동력 장치의 증기 터빈 부분(터빈, 폐열 보일러, 발전기 등)에서 오작동이 발생하는 경우 발생할 수 있습니다.

쌀. 2.2. CCGT를 탑재한 발전소 장치(기업의 전망)지멘스):

1 - 복합 공조 장치(KVOU) 2 - 블록 변압기; 3 - GTU 생성기 4 - GTU 유형 U94.2; 5 - 가스 터빈에서 바이패스 파이프로의 전이 디퓨저; 6 - 게이트 밸브; 7 - 탈기기; 8 - 수직형 폐열 보일러; 9 - 증기 터빈 발전기; 10 - 증기 터빈; 11 - 숯 보일러의 레인 댐퍼; 12 - 바이패스 파이프; 13 - 액체 연료 정화 장비를 위한 공간; 14 - 액체 연료 탱크

비활성화해야합니다. 이 경우 동력 장치의 동력은 가스 터빈, 즉 전원 장치는 300MW의 부하를 견딜 수 있습니다(효율이 떨어지더라도). 바이패스 파이프는 동력 장치 시동 중에도 매우 유용합니다. 게이트를 사용하여 폐열 보일러가 가스 터빈의 가스에서 차단되고 후자는 몇 분 만에 전체 용량으로 전환됩니다. 그런 다음 지침에 따라 천천히 폐열 보일러와 증기 터빈을 작동시킬 수 있습니다.

반대로 정상 작동 중에 게이트는 가스 터빈의 뜨거운 가스를 바이 패스 파이프로 보내지 않고 폐열 보일러로 보냅니다.

기밀 게이트는 면적이 넓고 복잡합니다. 기술 장치, 누설로 인한 열 손실의 1%마다 전원 장치의 효율이 약 0.3% 감소한다는 것을 의미하기 때문에 주요 요구 사항은 고밀도입니다. 따라서 때때로 바이 패스 파이프 설치를 거부하지만 이는 작업을 상당히 복잡하게 만듭니다.

동력 장치의 폐열 보일러 사이에는 증기 터빈 응축기에서 탈기용 응축수를 받아 두 개의 폐열 보일러에 분배하는 탈기기가 1개 설치되어 있습니다.

유사한 장치를 사용하는 다른 자동차와 마찬가지로 클러치의 주요 임무는 운전자의 삶을 더 쉽게 만드는 것입니다. 더 구체적으로 유공압 부스터는 운전자가 클러치 페달을 밟을 때 더 적은 노력을 들이도록 만듭니다. 대형 차량의 경우 이러한 완화가 매우 유용합니다.

예를 들어 클러치 장치 및 기타 MAZ 모델을 고려하십시오. 작동 원리는 다음과 같습니다. 페달을 밟으면 유압 피스톤의 압력이 증가하고 팔로워의 피스톤에 동일한 압력이 가해집니다. 이런 일이 발생하자마자 추적 장치의 자동화가 켜지고 파워 공압 실린더의 압력 수준이 변경됩니다. 장치 자체는 크랭크 케이스 플랜지에 장착됩니다.

증폭기에는 많은 옵션이 있지만 Minsk 트럭에 대해 구체적으로 이야기하면 대부분은 그다지 유쾌하지 않은 기능으로 통합됩니다. 작동 중에 CCGT에서 액체가 누출되기 시작하는 경우가 종종 있습니다. 당연히 가장 먼저 떠오르는 생각은 이것이 과부하로 인한 고장의 신호일 수 있으며 심각한 것일 수 있다는 것입니다.

증폭기를 설치 (교체) 한 후 그러한 과부하가 없으면 다른 버전이 즉시 발생합니다. 결함이 있습니다! 그리고 오늘날 모든 사람이 단조하고 있습니다. 개인 또는 238, Brabus SV12조차도 600 분의 1의 "겔화"로 조립되었습니다. 아마도 러시아 "Kalina"와 우크라이나 "Tavria"의 구성 요소 만 위조되지 않았을 것입니다. 재료가 더 비쌉니다.

그러나 농담은 제쳐두십시오. 특히 유공압 증폭기에서 유체가 누출되는 것은 심각한 증상이기 때문입니다. 사실, 모든 것이 그렇게 비극적이지는 않습니다. 사실 이것은 고장의 증거가 아니라 잘못된 조정일 수 있다는 것입니다. CCGT MAZ 클러치 수리가 어렵지 않고 특정 기술을 사용하면 시간이 많이 걸리지 않기 때문에 "전용"입니다.

가장 중요한 것은 부스터 로드의 작동 스트로크를 결정하는 것입니다. 이렇게하려면 막대 자체를 레버에서 빼내고 몸에서 완전히 나오도록 옆으로 이동해야합니다. 가능한 모든 간격을 선택하여 클러치 레버를 막대 방향으로 돌려야합니다. 그런 다음 레버 표면과 줄기 끝 사이의 거리를 측정합니다.

이 거리가 50mm 미만이면 작동 중에 막대의 플런저가 정지하여 유체 배출구가 열립니다. 레버를 앰프에 한 슬롯 더 가깝게 이동하기만 하면 됩니다. 거리가 멀면 누수 원인이 다르므로 자동차 서비스에서보다 자세한 점검을 수행하는 것이 좋습니다. 그러나 우리는 반복하지만 대부분의 경우 많은 조정이 있을 것입니다.

장치, 체계 CCGT MAZ

1 6430-1609205 실린더 하우징
2 6430-1609324 커프스
3 6430-1609310 반지
4 6430-1609306 세탁기
5 6430-1609321 커프스
6 6430-1609304 슬리브
7 링 033-036-19-2-2 링 033-036-19-2-2
8 6430-1609325 커프스
9 링 018-022-25-2-2 링 018-022-25-2-2
10 6430-1609214 추종자 피스톤
11 링 025-029-25-2-2 링 025-029-25-2-2
12 6430-1609224 봄
13 링 027-03 0-19-2-2 링 027-03 0-19-2-2
14 6430-1609218 안장
15 500-3515230-10 클러치 부스터 밸브
16 842-8524120 봄
17 반지 030-033-19-2-2 반지 030-033-19-2-2
18 6430-1609233 지원
19 6430-1609202 실린더
20 373165 스터드 M10x40
21 6430-1609203 슬리브
22 375458 와셔 8 OT
23 201458 볼트 М8-6gх25
24 6430-1609242 봄
25 6430-1609322 커프스
26 6430-1609207 피스톤
27 6430-1609302 반지
28 링 020-025-30-2-2 링 020-025-30-2-2
29 6430-1609236 샤프트
30 6430-1609517 인감
31 6430-1609241 줄기
32 6430-1609237 표지
33 6430-1609216 실린더 플레이트
34 220050 나사 М4-6gх8
34 220050 나사 М4-6gх8
35 64221-1602718 보호 캡
36 378941 플러그 M14x1.5
37 101-1609114 바이패스 밸브
38 12-3501049 밸브 캡
39 378942 플러그 M16x1.5
40 6430-1609225 브리더
41 252002 와셔 4
42 252132 와셔 14
43 262541 플러그 kg 1/8"
43 262541 플러그 kg 1/8"
44 링 008-012-25-2-2 링 008-012-25-2-2
45 6430-1609320 튜브
46 6430-1609323 인감
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복합 사이클 발전소는 가스 터빈의 배기 가스 열을 직접 또는 간접적으로 사용하여 증기 터빈 사이클에서 전기를 생성하는 발전소입니다. 효율성이 증가한다는 점에서 증기 동력 및 가스 터빈 발전소와 다릅니다.

복합 사이클 플랜트의 개략도(Fomina 강의에서 발췌).

GT EG 스팀

압축기 폐열 보일러 K

에어 EG

급수

CS - 연소실

GT - 가스 터빈

K - 응축 증기 터빈

EG - 발전기

복합 사이클 플랜트는 증기 동력과 가스 터빈의 두 가지 개별 장치로 구성됩니다.

가스 터빈 설비에서 터빈은 연료 연소의 기체 생성물에 의해 회전합니다. 천연 가스와 석유 산업 제품(연료유, 디젤 연료) 모두 연료 역할을 할 수 있습니다. 터빈과 동일한 샤프트에는 로터의 회전으로 인해 생성되는 첫 번째 발전기가 있습니다. 전기. 가스 터빈을 통과하는 연소 생성물은 에너지의 일부만 가스 터빈에 제공하고 가스 터빈 출구에서는 여전히 높은 온도를 유지합니다. 가스 터빈의 출구에서 연소 생성물은 증기 발전소의 폐열 보일러로 들어가 물과 생성된 증기를 가열합니다. 연소 생성물의 온도는 증기를 증기 터빈에서 사용하는 데 필요한 상태로 만들기에 충분합니다(연도 가스 온도가 약 섭씨 500도이면 약 100기압의 압력에서 과열 증기를 얻을 수 있습니다). 증기 터빈은 두 번째 발전기를 구동합니다.

CCGT 개발 전망 (Ametistov의 교과서에서).

1. 복합화력 발전소는 발전에 사용되는 가장 경제적인 엔진입니다. 초기 온도가 약 1000°C인 GTP가 있는 단일 회로 CCGT는 약 42%의 절대 효율을 가질 수 있으며, 이는 CCGT 이론 효율의 63%가 됩니다. 계수 유용한 행동가스 터빈 앞의 가스 온도가 1450°C 수준인 증기 재가열 기능이 있는 3회로 CCGT는 이미 이론적으로 가능한 수준의 82%인 60%에 도달했습니다. 효율성을 더욱 높일 수 있다는 데는 의심의 여지가 없습니다.

2. 복합화력 발전소는 가장 친환경적인 엔진입니다. 우선 이것은 고효율 때문입니다. 결국 전기로 변환 할 수없는 연료에 포함 된 모든 열이 환경으로 방출되고 열 오염이 발생합니다. 따라서 증기 발전소와 비교하여 CCGT의 열 배출 감소는 정확히 발전을 위한 연료 소비가 적은 정도가 될 것입니다.

3. 복합 사이클 발전소는 기동성이 매우 뛰어난 엔진으로 자율 가스 터빈에 의한 기동성에서만 비교할 수 있습니다.

4. 증기 동력 및 복합 사이클 TPP의 동일한 용량으로 CCGT 냉각수 소비량은 약 3배 적습니다.

5. CCGT는 설치된 용량 단위당 적당한 비용이 있으며, 이는 복잡한 전력 보일러가 없기 때문에 건설 부품의 작은 부피와 관련되어 비용이 많이 듭니다. 굴뚝, 더 단순한 증기 터빈 및 급수 시스템을 사용하여 급수의 재생 가열 시스템.

6. CCGT 장치는 건설 주기가 상당히 짧습니다. CCGT, 특히 단일 샤프트는 단계적으로 도입할 수 있습니다. 이것은 투자 문제를 단순화합니다.

복합 사이클 발전소에는 실질적으로 단점이 없으며 장비 및 연료에 대한 특정 제한 및 요구 사항에 대해 이야기해야 합니다. 해당 시설은 천연 가스를 사용해야 합니다. 에너지에 사용되는 상대적으로 저렴한 가스의 비중이 60%를 초과하고 그 중 절반이 화력 발전소에서 환경적인 이유로 사용되는 러시아의 경우 CCGT 건설에 대한 모든 가능성이 있습니다.

이 모든 것은 CCGT 장치의 구성이 현대 화력 공학의 지배적인 추세임을 시사합니다.

활용 유형 CCGT의 효율성:

ηPGU = ηGTU + (1- ηGTU)*ηKU*ηPTU

PTU - 증기 터빈 플랜트

KU - 폐열보일러

일반적인 경우 CCGT 효율은 다음과 같습니다.

여기서-Qgtu는 가스 터빈의 작동 유체에 공급되는 열량입니다.

Qpsu - 보일러의 증기 매체에 공급되는 열량.

1. CHP에서 증기와 열을 공급하기 위한 주요 열 체계. 열 공급 계수 α CHP. CHP에서 최대 열 부하를 처리하는 방법,

CHP(열병합 발전소)- 소비자에게 열과 전기를 중앙 집중식으로 공급하도록 설계되었습니다. IES와 다른 점은 터빈에서 배출되는 증기의 열을 생산, 난방, 환기 및 온수 공급에 사용한다는 것입니다. 이러한 전기와 열 생성의 결합으로 인해 별도의 에너지 공급(IES에서 전기 생성 및 지역 보일러 하우스에서 열)에 비해 상당한 연료 절감이 달성됩니다. 이 결합 생산 방식 덕분에 CHPP에서 충분히 높은 효율이 달성되어 최대 70%에 이릅니다. 따라서 CHP 플랜트는 열 소비가 많은 지역과 도시에 널리 보급되었습니다. CHPP의 최대 용량은 IES보다 적습니다.

열병합 발전소는 소비자와 연결되어 있습니다. 열 전달 반경(증기, 온수)은 약 15km입니다. CHPP가 전송하는 국가 뜨거운 물최대 30km의 거리에 대해 더 높은 초기 온도에서. 0.8-1.6 MPa의 압력으로 생산에 필요한 증기를 2-3km 이하의 거리로 옮길 수 있습니다. 평균 열 부하 밀도에서 CHP 용량은 일반적으로 300-500MW를 초과하지 않습니다. 만 주요 도시, 열 부하 밀도가 높은 모스크바 또는 상트 페테르부르크와 같이 최대 1000-1500MW 용량의 플랜트를 건설하는 것이 합리적입니다.

열병합 발전소의 용량과 터빈 발전기 유형은 열 수요와 생산 공정 및 가열에 사용되는 증기의 매개변수에 따라 선택됩니다. 1개 또는 2개의 제어된 증기 추출 및 응축기가 있는 터빈이 가장 많이 사용되었습니다(그림 참조). 조정 가능한 추출을 통해 열과 전기 생산을 조절할 수 있습니다.

CHP 모드(매일 및 계절별)는 주로 열 소비량에 따라 결정됩니다. 스테이션은 전력이 열 출력과 일치하는 경우 가장 경제적으로 작동합니다. 동시에 최소한의 증기가 응축기로 들어갑니다. 겨울에는 열 수요가 최대 일 때 산업 기업 운영 시간 동안 예상 기온에서 CHP 발전기의 부하는 공칭에 가깝습니다. 예를 들어 여름과 같이 열 소비가 적은 기간과 기온이 계산된 온도보다 높은 겨울과 밤에는 열 소비에 해당하는 CHPP의 전력이 감소합니다. 전력 시스템에 전력이 필요한 경우 CHP는 혼합 모드로 전환해야 하며 이는 증기 공급을 부분적으로 증가시킵니다. 저기압터빈과 콘덴서. 동시에 발전소의 효율성도 감소합니다.

"열 소비 시" 열병합 발전소의 최대 전기 생성은 열 소비 감소 시간 동안 부하의 상당 부분을 차지하는 강력한 CPP 및 HPP와 함께 작업할 때만 가능합니다.

열 부하를 조절하는 방법에 대한 비교 분석.

품질 규제.

이점: 난방 네트워크의 안정적인 유압 모드.

결점:

■ 최대 화력 공급원의 낮은 신뢰성;

■ 난방 네트워크의 보급수 처리에 고가의 방법을 사용해야 하는 경우 고온냉각수;

■ 온수 공급을 위한 취수 및 열 소비로 인한 전력 생산 감소를 보상하기 위한 증가된 온도 일정;

■ 열 공급 시스템의 열 부하를 조절하는 큰 운송 지연(열 관성);

■ 냉각수 온도가 60-85 °C인 대부분의 가열 기간 동안 열 공급 시스템의 작동으로 인한 파이프라인의 높은 부식 강도;

■ 난방 시스템 작동에 대한 DHW 부하의 영향과 DHW와 가입자의 난방 부하 비율 차이로 인한 실내 공기 온도의 변동;

■ 열 운반체 온도가 몇 시간 동안 평균 외기 온도에 따라 조절될 때 열 공급 품질이 저하되어 실내 공기 온도가 변동하게 됩니다.

■ 네트워크 물의 온도가 변하면 보정기의 작동이 상당히 복잡해집니다.

러시아에 CCGT를 도입하게 된 이유는 무엇이며, 이 결정이 어렵지만 필요한 이유는 무엇입니까?

CCGT를 구축하기 시작한 이유

전기 및 열 생산을 위한 분산된 시장은 에너지 회사가 제품의 경쟁력을 높일 필요성을 나타냅니다. 그들에게 가장 중요한 것은 투자 위험의 최소화와 이 기술을 사용하여 얻을 수 있는 실제 결과입니다.

상용 제품이 될 전기 및 열 시장에서 국가 규제가 폐지되면 생산자 간의 경쟁이 치열해질 것입니다. 따라서 미래에는 신뢰할 수 있고 수익성이 높은 발전소만이 신규 프로젝트 구현에 추가 자본 투자를 제공할 수 있습니다.

CCGT 선택 기준

하나 또는 다른 유형의 CCGT 선택은 여러 요인에 따라 달라집니다. 프로젝트 실행에서 가장 중요한 기준 중 하나는 경제적 실행 가능성과 안전성입니다.

발전소에 대한 기존 시장을 분석한 결과 저렴하고 안정적으로 운영되며 고효율 발전소가 크게 필요하다는 것을 알 수 있습니다. 이 개념의 모듈식 사전 구성된 설계는 플랜트를 모든 현지 조건 및 특정 고객 요구 사항에 맞게 매우 유연하게 만듭니다.

이러한 제품은 고객의 70% 이상을 만족시킵니다. 이러한 조건은 활용(바이너리) 유형의 GT 및 SG-TPP에 의해 대부분 충족됩니다.

에너지 막 다른 골목

여러 학술 기관에서 수행한 러시아 에너지 부문 분석에 따르면 오늘날에도 러시아 전력 산업은 매년 3~4GW의 용량을 실질적으로 잃고 있습니다. 결과적으로 RAO "UES of Russia"에 따르면 2005년까지 물리적 자원을 해결한 장비의 양은 전체 용량의 38%에 달할 것이며 2010년까지 이 수치는 이미 1억 8백만 kW(46 %).

이 시나리오에 따라 이벤트가 정확히 진행되면 향후 노후화로 인한 대부분의 전원 장치가 심각한 사고 위험 영역에 들어갈 것입니다. 모든 유형의 기존 발전소의 기술적 재 장비 문제는 상대적으로 "젊은"500-800MW 전력 장치 중 일부도 주 장치의 수명을 다하고 심각한 복원 작업이 필요하다는 사실로 인해 악화됩니다.

또한 읽으십시오: 국내 발전소와 해외 발전소의 GTU와 CCGT 효율은 어떻게 다른가요?

발전소 재건이 더 쉽고 저렴합니다.

물론 주요 장비(터빈 회전자, 보일러의 난방 표면, 증기 파이프라인)의 대형 구성 요소를 교체하여 발전소의 수명을 연장하는 것은 새로운 발전소를 건설하는 것보다 훨씬 저렴합니다.

발전소와 제조 공장에서 장비를 해체 중인 유사한 장비로 교체하는 것이 종종 편리하고 수익성이 있습니다. 그러나 이것은 연비를 크게 높일 수 있는 기회를 활용하지 않으며, 오염을 줄이지 않습니다. 환경, 새로운 장비의 최신 자동화 시스템 수단이 사용되지 않고 운영 및 수리 비용이 증가합니다.

발전소의 낮은 효율

러시아는 WTO에 가입하면서 점차 유럽 에너지 시장에 진출하고 있지만 동시에 우리는 수년 동안 극도로 어려운 상황에 처해 있습니다. 낮은 수준전력산업의 열효율. 응축 모드에서 작동할 때 발전소의 평균 효율 수준은 25%입니다. 이는 연료 가격이 세계 수준으로 오르면 우리나라의 전기 가격이 국제 가격보다 1.5배에서 2배가 될 수밖에 없어 다른 상품에도 영향을 미치게 된다는 뜻이다. 따라서 동력 장치 및 열 스테이션의 재건은 도입되는 새로운 장비와 발전소의 개별 구성 요소가 현대 세계 수준에 도달하는 방식으로 수행되어야 합니다.

Energy는 복합 사이클 기술을 선택합니다.

지금은 어려움에도 불구하고 재무 상태, 전력 공학 및 항공기 엔진 연구 기관의 설계국에서 화력 발전소의 새로운 장비 시스템 개발이 재개되었습니다. 특히, 우리는 최대 54-60%의 효율성을 가진 응축 증기 가스 발전소의 생성에 대해 이야기하고 있습니다.

다양한 국내 조직의 경제적 평가는 그러한 발전소가 건설되면 러시아에서 전기 생산 비용을 줄일 수 있는 진정한 기회를 나타냅니다.

단순한 가스 터빈이라도 효율성 측면에서 더 효율적일 것입니다.

CHPP에서는 CCGT-325 및 CCGT-450과 같은 이러한 유형의 CCGT를 보편적으로 사용할 필요가 없습니다. 회로 솔루션은 특정 조건, 특히 열 부하와 전기 부하의 비율에 따라 다를 수 있습니다.

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가장 간단한 경우로 가스 터빈에서 배출되는 가스의 열을 열 공급 또는 공정 증기 생산에 사용하는 경우 최신 가스 터빈이 장착된 CHPP의 전기 효율은 35% 수준에 도달하며 이는 현재 존재하는 것보다 훨씬 더 높습니다. . GTU와 PTU의 효율성 차이에 대해-국내 및 해외 발전소에서 GTU 및 CCGT 효율성의 효율성이 어떻게 다른지 기사에서 읽으십시오.

화력 발전소에서 가스 터빈의 사용은 매우 광범위할 수 있습니다. 현재 50-120MW 용량의 CHPP 증기 터빈 장치 약 300개에 천연 가스의 90% 이상을 연소시키는 보일러에서 나오는 증기가 공급됩니다. 원칙적으로 이들 모두는 단위 용량이 60-150MW인 가스 터빈을 사용하는 기술 재장비 후보입니다.

GTU 및 CCGT 도입의 어려움

그러나 우리나라에서 GTU와 CCGT의 산업도입 과정은 매우 느리다. 주된 이유- 충분히 큰 필요와 관련된 투자 어려움 금융 투자최단 시간 내에.

또 다른 제한적인 상황은 대규모 작동에서 입증된 순수 동력 가스 터빈의 국내 제조업체 범위에 실제 부재와 관련이 있습니다. 차세대 GTU는 이러한 가스 터빈의 프로토타입으로 간주될 수 있습니다.

재생성이 없는 바이너리 CCGT

Binary CCGT는 작동이 가장 저렴하고 안정적이기 때문에 특정 이점이 있습니다. 바이너리 CCGT의 증기 부분은 증기 재생이 수익성이 없고 사용되지 않기 때문에 매우 간단합니다. 과열 증기의 온도는 가스 터빈의 배기 가스 온도보다 20-50 °C 낮습니다. 현재 535-565 °C의 에너지 부문에서 표준 수준에 도달했습니다. 활성 증기 압력은 최종 단계에서 허용 가능한 습도를 제공하도록 선택되며 작동 조건 및 블레이드 크기는 강력한 증기 터빈에서와 거의 동일합니다.

CCGT 효율에 대한 증기압의 영향

물론 증기압은 CCGT의 열효율에 거의 영향을 미치지 않기 때문에 경제성과 비용적인 요소가 고려된다. 가스와 증기-물 매체 사이의 온도 차이를 줄이기 위해 최선의 방법으로열역학적 손실을 줄이면서 가스 터빈에서 배출되는 가스의 열을 사용하기 위해 공급수의 증발은 2개 또는 3개의 압력 수준에서 구성됩니다. 감압 상태에서 생성된 증기는 터빈 유로의 중간 지점에서 혼합됩니다. 스팀 재가열도 수행됩니다.

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CCGT 효율에 대한 연도 가스 온도의 영향

터빈 입구 및 출구에서 가스 온도가 증가하면 증기 매개변수와 GTP 사이클의 증기 부분 효율이 증가하여 CCGT 효율의 전반적인 증가에 기여합니다.

동력 기계의 생성, 개선 및 대규모 생산을 위한 구체적인 방향 선택은 열역학적 완벽성뿐만 아니라 프로젝트의 투자 매력도 고려하여 결정해야 합니다. 잠재적 투자자를 위한 러시아 기술 및 생산 프로젝트의 투자 매력은 가장 중요하고 가장 시급한 문제, 러시아 경제의 부흥이 크게 좌우되는 솔루션에 있습니다.

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위에서 우리는 가장 단순하고 가장 일반적인 유형인 재활용 CCGT를 고려했습니다. 그러나 PGU의 다양성이 너무 커서 전체를 고려할 수는 없습니다. 따라서 아래에서 기본적 또는 실용적인 관점에서 우리에게 흥미로운 CCGT의 주요 유형을 고려할 것입니다. 동시에 우리는 분류와 마찬가지로 조건부로 분류하려고 노력할 것입니다.

CCGT는 용도에 따라 응축설비와 난방설비로 나뉩니다. 첫 번째는 전기만 생성하고 두 번째는 증기 터빈에 연결된 히터에서 네트워크 물을 가열하는 역할도 합니다.

CCGT에서 사용하는 작업체의 수에 따라 바이너리와 모노로 나뉜다. 바이너리 플랜트에서는 가스 터빈 사이클(공기 및 연료 연소 생성물)의 작업 본체와 증기 터빈 플랜트(물 및 수증기)가 분리됩니다. 모나르예 설비에서 터빈의 작동 유체는 연소 생성물과 수증기의 혼합물입니다.

계획 모노리 CCGT그림에 나와 있습니다. 9.4. GTU의 출력 가스는 공급 펌프에 의해 물이 공급되는 폐열 보일러로 보내집니다. 5 . 생성된 증기는 연소실로 들어갑니다. 2 , 연소 생성물과 혼합되고 생성된 균질 혼합물이 가스로 보내집니다(보다 정확하게는 증기-가스 터빈으로 3 . 이것의 의미는 분명합니다. 공기 압축기작동 가스의 온도를 가스 터빈 부품의 허용 가능한 강도 조건으로 낮추는 역할을 하며 증기로 대체되며 물 상태의 공급 펌프에 의한 압력 증가는 공기 압력 증가보다 적은 에너지를 소비합니다. 압축기에서. 동시에 가스-증기 혼합물이 증기 형태로 폐열 보일러를 떠나기 때문에 보일러에서 받은 수증기의 응축 ​​열과 상당량이 굴뚝으로 들어갑니다.

가스-증기 혼합물에서 증기 응축을 구성하는 기술적 어려움과 강력한 수처리 설비의 지속적인 작동에 대한 필요성은 모노 타입 CCGT의 주요 단점입니다.

쌀. 9.4. 모노 CCGT의 주요 다이어그램

해외에서는 설명된 모나 설치를 STIG(Steam Iniected Gas Turbine에서 유래)라고 했습니다. 상대적으로 낮은 전력의 가스 터빈과 결합하여 주로 General Electric에서 제작합니다. 테이블에서. 9.1은 General Electric의 데이터를 보여주며, 증기 분사를 사용할 때 엔진 출력과 효율의 증가를 보여줍니다.

표 9.1

모노타입 CCGT의 연소실에 증기가 유입될 때 출력 및 효율의 변화

증기를 주입하면 출력과 효율이 모두 증가함을 알 수 있다.

위에서 언급한 단점은 적어도 강력한 TPP에서 전기를 생성할 목적으로 모노 타입 CCGT의 광범위한 사용으로 이어지지 않았습니다.

Yuzhno-Turbine Plant(우크라이나, Nikolaev)에서 16MW 용량의 데모 모노 타입 CCGT 장치가 건설되었습니다.

대부분의 CCGT는 바이너리 유형입니다. 기존 바이너리 CCGT는 다섯 가지 유형으로 나눌 수 있습니다.

활용 CCGT. 이 장치에서 가스 터빈의 배기 가스에서 나오는 열은 폐열 보일러에서 사용되어 증기 터빈 사이클에 사용되는 높은 매개변수의 증기를 생성합니다. CCGT에 비해 CCGT 활용의 주요 이점은 높은 효율성(향후 몇 년 동안 효율성이 60%를 초과할 것임), 상당히 낮은 자본 투자, 냉각수 필요성 감소, 낮은 유해 배출 및 높은 기동성입니다. 위에 표시된 것처럼 CCGT를 활용하려면 증기 터빈 플랜트(STP)용 고성능 증기를 생성하기 위해 연도 가스 온도가 높은 매우 경제적인 고온 가스 터빈이 필요합니다. 이러한 요구 사항을 충족하는 현대식 가스 터빈은 여전히 ​​천연 가스 또는 가벼운 등급의 액체 연료로 작동할 수 있습니다.

가스 터빈 출구 가스를 동력 보일러로 배출하는 CCGT.종종 이러한 CCGT는 간단히 호출됩니다. "덤프", 또는 CCGT 저압 증기 발생기(그림 9.5).

쌀. 9.5. 폐기물 CCGT 계획

그들에서 충분한 양의 산소를 포함하는 GTU의 배기 가스 열이 전력 보일러로 보내져 보일러의 통풍 팬이 대기에서 공급하는 공기를 대체합니다. 동시에 가스 터빈의 배기 가스는 고온이기 때문에 보일러의 에어 히터가 필요하지 않습니다. 폐기물 회로의 주요 이점은 증기 터빈 사이클에서 저렴한 에너지 고체 연료를 사용할 수 있다는 것입니다.

폐CCGT에서 연료는 GTP의 연소실뿐만 아니라 동력보일러(그림 9.5)로도 보내지며 GTP는 경유(가스 또는 경유)로, 동력보일러는 모든 연료. 폐기물 CCGT에서는 두 가지 열역학 사이클이 실현됩니다. 연료와 함께 가스 터빈의 연소실로 들어가는 열은 활용 CCGT에서와 같은 방식으로 전기로 변환됩니다. 효율이 50%이고 전력 보일러에 공급되는 열은 기존의 증기 터빈 사이클에서와 같이, 즉 40%의 효율로. 그러나 가스 터빈 배기 가스의 산소 함량이 충분히 높고 동력 보일러 뒤에 공기 과잉 비율이 작아야 할 필요성 때문에 증기 터빈 사이클 동력의 점유율이 약 2/3라는 사실이 발생합니다. 가스 터빈 동력의 점유율은 1/3입니다(이 관계가 반대인 활용 CCGT와 대조적으로). 따라서 폐기물 CCGT의 효율은 대략

저것들. 재활용 CCGT보다 훨씬 적습니다. 잠정적으로 기존의 증기 터빈 사이클과 비교할 때 폐 CCGT 장치를 사용할 때의 연료 절약은 활용 CCGT 장치의 연료 절약의 약 절반 정도라고 생각할 수 있습니다.

또한 폐기물 CCGT의 계획은 (GTP 고장시) 증기 터빈 부분의 자율 작동을 보장해야하고 보일러에 에어 히터가 없기 때문에 매우 복잡한 것으로 판명되었습니다. 결국 GTP의 고온 가스는 CCGT 작동 중에 전력 보일러로 유입됨) 전력 보일러에 공기를 공급하기 전에 공기를 가열하는 특수 히터를 설치해야 합니다.

주요 문헌:

자신의 초록;

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