Парогазовые установки — сравнительно новый тип генерирующих станций, работающих на газе или на жидком топливе. Принцип работы самой экономичной и распространенной классической схемы таков. Устройство состоит из двух блоков: газотурбинной (ГТУ) и паросиловой (ПС) установок.
В ГТУ вращение вала турбины обеспечивается образовавшимися в результате сжигания природного газа, мазута или солярки продуктами горения — газами. Образовавшиеся в камере сгорания газотурбинной установки продукты горения вращают ротор турбины, а та, в свою очередь, крутит вал первого генератора.
В первом, газотурбинном, цикле КПД редко превышает 38%. Отработавшие в ГТУ, но все еще сохраняющие высокую температуру продукты горения поступают в так называемый котел-утилизатор. Там они нагревают пар до температуры и давления (500 °С и 80 атмосфер), достаточных для работы паровой турбины, к которой подсоединен еще один генератор. Во втором, паросиловом, цикле используется еще около 20% энергии сгоревшего топлива. В сумме КПД всей установки оказывается около 58%.
Описание работы и схемы ПГУ
Паротурбинные установки (ПТУ) составляют основу современной энергетики. Они применяются как на обычных тепловых, так и на атомных электростанциях. Работа их базируется на осуществлении прямого термодинамического цикла преобразования теплоты, в механическую работу вращения ротора турбины и привода электрогенератора с использованием в качестве рабочего тела воды и ее пара.
Современные ПГУ характеризуются низким уровнем вредных выбросов в атмосферу. Выработка значительной доли мощности газотурбинной установкой обеспечивает меньшие потребности ПГУ в охлаждающей воде и меньшее тепловое загрязнение окружающей среды по сравнению с паротурбинными энергоблоками равной мощности.
Конструкция ПГУ для ТЭС, принцип работы
В состав парогазовых агрегатов входит паросиловой и газотурбинный двигатель.
В газотурбинном двигателе вращение турбины выполняется посредством продуктов сгорания, получаемых от сжигания газа или дизельного топлива. Кроме турбины на валу зафиксирован генератор. Движение ротора в генераторе обеспечивает выработку электричества.
Но продукты сгорания, проходя через газовую турбину, не полностью использует свою энергию — давление уже минимальное, совершение работы невозможно, при этом их температура остается высокой.
Эту особенность стали использовать следующим образом — при выходе из турбины продукты сгорания попадают в котел-утилизатор, в результате чего вода, находящаяся в нем, нагревается до образования пара с температурой 500°C и давлением в 100 атмосфер. Этого состояния пара достаточно, чтобы использовать его в паровой турбине. Так в действие приводится второй электрогенератор. Конструкция и принцип работы делают такие ПГУ для ТЭС максимально эффективными.
Преимущества строительства ПГУ для ТЭС
- Высокий КПД. Парогазовые установки достигают КПД при производстве электричества выше 60%. Отдельно работающие паросиловые установки функционируют с КПД до 45%, газотурбинные работают с КПД 28—42%.
- Сниженная стоимость единицы мощности.
- Малое потребление воды. Использование парогазовых агрегатов снижает потребление воды на единицу выработанной электроэнергии, если сравнивать с паросиловыми установками.
- Малый срок строительства ПГУ для ТЭС. Средний срок изготовления установки составляет 9—12 месяцев.
- Компактность. Это свойство позволяет устанавливать ПГУ в пределах предприятия, не вынося конструкцию далеко за пределы, не тратясь на транспортировку электричества.
- Экологичность. Парогазовые установки работают намного «чище» по сравнению с паротурбинными агрегатами.
Парогазовая установка на Кировской ТЭЦ-3
Электрическая мощность парогазовой установки - 230 МВт, тепловая - 136 Гкал/ч.
Вводимая парогазовая установка - самое экономичное и экологичное генерирующие оборудование в Кировской области.
Отличительная особенность станции - использование первой в регионе градирни вентиляторного типа.
Теперь пройдемся по этапам получения энергии.
Топливо для ПГУ (газ) подается сначала на пункт подготовки газа, а потом по эстакаде попадает в турбину.
Сверху к газовой турбине подводится очищенный воздух от комплексного очистительного устройства. При этом требования к чистоте воздуха такие, что внутрь воздуховода персонал может войти только в халатах и без обуви. Этот воздух после специальной обработки намного чище того которым мы дышим.
Конструкция внутри здания по размерам сопоставима с двумя грузовыми Ж/Д-вагонами.
Идут работы по монтажу коммуникаций.
Принцип работы этой турбины аналогичен работе двигателя авиалайнера. Воздух очищается, сжимается в компрессоре, затем к нему подводится природный газ. Газы, образующиеся при его сжигании, вращают турбину, а она, в свою очередь, генератор.
Чтобы снизить вибрацию, турбину установили на специальные пружины.
Полученное электричество по токопроводам поступает на трансорматоры.
Далее, продукты сгорания попадают в котел утилизатор. Он также изготовлен отечественной фирмой ОАО «ЭМАльянс». Этот уникальный котлоагрегат спроектирован специально для этого объекта и не имеет аналогов. Его высота составляет 30 метров, он имеет два контура, в которых вырабатывается пар низкого и высокого давления.
Коммуникации наверху.
Труба дымоудаления.
Пар из котла утилизатора вращает паровую турбину Т-63 с генератором мощностью 80 мегаватт. Она изготовлена на Урале специально для этого проекта и предназначена для работы только в составе парогазового блока. В эту турбину вложены последние передовые разработки отечественного турбостроения.
В качестве бонуса. Сосед - ЗМУ КЧХК.
Оставить комментарий: