Ph.D. PA Berezinets, Cap. laborator combinate centrale electrice ciclu, SA „VTI“, București
turbine cu gaz pentru centrale termice suprastructură
Apariția pe piață a turbinelor interne de gaze de energie (turbine cu gaz) și puterea medie redusă, cu performanțe bune economice (eficiență, dimensiuni, cost) oferă posibilitatea de a realiza o generație combinată de căldură și energie în sistemele de încălzire și a surselor de căldură industriale care utilizează combustibil gazos.
Când reconstruirea centrale termice folosind turbine cu gaze suprastructurile următoarele probleme apar:
- ieșire energia electrică generată (fără utilizarea turbinei cu gaz nu poate fi considerat);
- găsirea de spațiu pentru a se potrivi cu turbină cu gaz (în lipsa spațiului liber sau în alt mod de alte soluții tehnice care permit utilizarea lor turbinelor cu gaz este de asemenea imposibil);
- restricționarea consumului de gaze naturale (în cazul consumului permis de gaze naturale într-o cantitate suficientă numai pentru a asigura un maxim sau o sarcină termică mai mică, domeniul acoperit de încărcare a turbinei cu gaz este redusă);
- trebuie să crească presiunea gazului la turbina cu gaz.
Modernizarea cazanului de încălzire poate fi efectuată în două moduri.
1. Prin setarea moduli-GTP GPSV (GPSV - incalzitor gaz apa de încălzire) și integrarea acestora în circuitul cazanului termic. De fapt, această expansiune a cazanului, astfel cum capacitatea termică disponibilă este crescută. Modul de funcționare a cazanului existent în acest caz, schimbarea de la linia de bază la vârf. Selectarea modulelor totale de putere trebuie să fie efectuate la un raport optim de încălzire centrală.
2. Prin turbină cu gaz cazane existente add. În această metodă necesită potrivirea caracteristicilor turbinelor cu gaz și cazane. Acest lucru se referă în principal la turbina cu gaz de distribuție a debitului de gaze de evacuare
gaz accident vascular cerebral prin cazane și gazelor de ardere pompe performante. Trei scheme de conjugare și STU cazanului (fig. 1).
Mai întâi - Blow-off circuit de echilibrat, cu care întregul flux de gaze de evacuare este direcționat în arzătorul cazanului (Figura 1a.). combustibil suplimentar este ars în cazan datorită aerul prezent în turbina cu gaze de eșapament. un ventilator lovitură poate fi utilizat cu un deficit de aer în ele. La deconectarea turbina cu gaz poate fi posibil la cazan pentru a sufla fani. Transferul cazanului de modul combinat (cu UTS) într-un stand-alone (cu suflantele) sunt cel mai simplu implementate cu turbina cu gaz si oprirea cazan de gaz dens supape sau prize de comutare.
În al doilea rând - Blow-off circuit de dezechilibrat, când debitul turbinei de gaze de evacuare depășește debitul de gaz admisibil prin cazan.
Pentru turbine cu gaz poate fi setat GPSV, în care gazele de evacuare sunt răcite la o temperatură a cazanului cu gaze arse. Cantitatea necesară de gaze de ardere este dirijat spre arzătoarele cazanului, iar restul este descărcată în coș. Încălzirea apei încălzită în cazan și GPSV (Fig. 1b). Sarcina termică este reglată prin schimbarea debitului de combustibil în cazan și arzătoare necesare pentru debitul de gaz de combustie după GPSV.
Într-un al treilea sistem, partea excedentară a debitului gazului de eșapament după turbina cu gaz este descărcată în GPSV conectat în paralel cu cazanul (Fig. 1c). Regulament al schimbării de sarcină termică se efectuează în consumul de combustibil al cazanului.
Pentru punerea în aplicare a ultimelor două scheme necesită costuri suplimentare pentru construirea de GPSV. În cazul în care nu este necesar să se mărească capacitatea termică a camerei cazanului, primul lucru pe care trebuie considerat un circuit de echilibrat.
Pentru a ilustra utilizarea turbinelor cu gaz ia în considerare un tipic instalațiile de încălzire centrală echipate cu două KVGM 100, sarcina termică medie, care în cursul anului este prezentată în Fig. 2. Program sarcini cazan durată a căldurii și GTU putere corespunzătoare graficului prezentat în Fig. 3.
cazangerie este în măsură să se extindă în detrimentul spațiului liber și îndepărtarea echipamentelor neutilizate existente. Pe teritoriul cazanului există un loc pentru a găzdui echipamente electrice, asigurând transmiterea energiei electrice la rețea. Consumul Limita de gaze naturale utilizate cu 50%, ca expansiune a cazanului este oprit din cauza rate mai mici de construcție de locuințe. presiune excesivă a gazelor naturale furnizate în zona cazanului, este de 0,15 MPa, adică pentru gaz turbine au nevoie pentru a instala relee de detonare. Astfel, cazanul satisface pe deplin condițiile enumerate plasându-l GTU. cazan Performance construit în conformitate cu circuitul echilibrat cu ajutorul turbinelor cu gaz de putere diferite sunt prezentate în Tabelul. 1. La calcularea și următoarele programe de rețea de căldură de temperatură au fost adoptate: iarna - 70/150 sistem de operare, de vară - 35/70 sistem de operare.
Cu costul capacității de turbină cu gaz instalată de 600 de dolari. SUA / kW scadența efectivă de 100% din valoarea creditului (12 milioane de $. SUA) pentru instalarea primei turbine cu gaz este de 4 ani. Cu toate acestea, pentru a atrage investitorii ar trebui să se concentreze pe perioada de rambursare efectivă de până la 2 ani, este de asemenea posibil, dar cu condiția ca capacitatea instalată a costul este mai mic de $ / kW la 400 $ ..
Astfel, în cazul în care condițiile sunt chiar în instalația de încălzire, instalarea de turbine cu gaz, folosind schema de relief echilibrat sau dezechilibrat poate oferi beneficii economice semnificative.
turbina cu gaz si centrala termica cu ciclu combinat
Experiența în dezvoltarea GTU-CHPP arată că, fără a concede alimentate cu aburi centrale termice si a parametrilor tehnici și economici, GTU-CHPP este semnificativ mai ieftin în costul de capital, mai simple în design și operare.
România are o experiență considerabilă în dezvoltarea de cogenerare cu turbină cu gaz. Prima astfel de plantă a fost construită în 1971 pentru încălzirea Yakutsk. Acest CHP opereaza in prezent patru turbine cu gaz GTE-35 de tip și două tipuri de GTE-45 de producție a SA „Turboatom“. Căldura de gaz de eșapament este utilizată în încălzire a apei de livrare a gazelor. Puterea electrică totală a stației este de 230 MW, iar sarcina termică maximă, eliberează centrala, depășește 300 Gcal / h.
Principala problemă atunci când se utilizează o CHP turbină cu gaz - pentru a determina proporția optimă a producției de energie furnizată turbina cu gaz și numărul de ore de utilizare. Când GTU-CHP funcționează la o sarcină termică ceas de consum constant, beneficiul maxim este furnizat de către proprietar, în cazul în care toate căldura eliberată din turbinele cu gaz. Dacă în cursul anului sarcina termică variază foarte mult, turbine cu gaz vor fi folosite în mod semnificativ mai puține ore, care la rândul său, va crește costul energiei electrice.
Rolul principal în această sarcină joacă indicatorii tehnico-economici ai GTU și puterea sa. Este evident că, dacă eficiența turbinei cu gaz offline, compara cu eficiența unei instalații de abur de putere în modul de condensare, avantajul de GTU-CHPP de necontestat, oricum.
Eficiența electrică a turbinelor cu gaz moderne, este de 34-37%. El este aproape de turbine sau chiar mai mari cu abur eficiență de cogenerare de operare subcritic în modul de condensare. Generarea de căldură nu a redus această eficiență, în contrast cu abur plante cu turbine, unde puterea electrică și eficiența datorită extracției aburului pentru încălzirea urbană (în special a presiunii industriale, ridicată) este redus în mod semnificativ.
Pentru a mări generarea de căldură în timpul perioadelor de vârf pot fi utilizate turbine de bază de gaz HRSG, care, în acest scop sunt echipate cu arzătoare pentru arderea combustibilului suplimentar. suplimentară de ardere a combustibilului, cu toate acestea, precum și reducerea sarcinii termice (underutilization termică a gazelor de eșapament în turbine cu gaz), reduce eficiența CHP turbinei cu gaz. Chiar și cu GTU care sunt cele mai atractive pentru scopuri industriale, cu sarcină de abur stabil considerabil, deși economic GTU-TEC poate fi avantajos și programul brusc alternativ de sarcini termice și electrice.
Cea mai eficientă opțiune este de a utiliza modernizarea CHPP binare plante cu ciclu combinat. In acest sistem, fiecare turbină cu gaz funcționează la un cazan recuperator, care a generat și abur supraîncălzit intrarea, de exemplu, un colector comun și afară, în turbinele cu abur existente.
Schema centrală de cogenerare cazan poate fi simplificată prin înlocuirea circuitelor de rețea preîncălzitor gaz-apă de presiune joasă și medie. producția de căldură în acest caz se efectuează prin extracție cu abur din turbina cu abur și un încălzitor de apă cu gaz.
eficienta comparativa a turbinei cu gaz și ciclu combinat cu turbină cu gaz de putere medie, CHP (70MW) utilizate pentru a acoperi aceeași dată sarcina termică, caracterizată prin datele prezentate în tabelul. 2. Calculele au fost efectuate pe baza viața -40 ani, când prețurile mondiale pentru combustibili, echipamente, energie electrică și termică. Rezultatele indică faptul că toate variantele de cogenerare la prețuri rezonabile și a prețurilor la combustibili eficace. Cele mai bune indicatori financiari și economici au GTU-cogenerare și centrale de cogenerare cu turbine de tip T.
Turbinele cu gaz cu cazane de recuperare a căldurii sunt cel mai bine plasate în noua clădire principală la locul centralelor termice existente. În acest caz, o parte din cazanele vechi și turbinele cu abur pot fi păstrate în rezervă pentru acoperirea vârfurilor de sarcină sau utilizate în timpul întreruperilor de alimentare cu gaz (ca în cazanele ca un ulei de combustibil de rezervă poate fi utilizat).
Multe posibile unități de extensie de cogenerare GTU - cazan recuperator de către capătul temporar al corpului principal, pune-l în locul și conectarea la colectorul de abur, creând rezerva puterea aburului și urmată de înlocuirea alternativ cazane de putere și turbine cu abur pentru turbine cu gaz și HRSG.
Diferite utilizări ale turbinelor cu gaz și CHP ciclu combinat poate fi distribuit pe scară largă. capacitate mai mare de 200 MW Transatlantice (e.) Echilibrul de combustibil în care gazele naturale ocupă 90% sau mai mult, aproximativ 300 operate de turbine cu abur 60-110 MW. Unele dintre ele ar putea fi necesar să se înlocuiască cu gaz. Astfel, cel mai mare beneficiu poate fi obținut în cazul în care o astfel de înlocuire se va face pentru a crește TPP de energie electrică (la sarcină termică constantă creștere optimă a capacității de 2-2,5 ori).
Dificultăți în retehnologizare și cazan de cogenerare cu tehnologii de turbine cu gaz și abur, în principal asociate: cu platforme înghesuite, necesitatea de a crește producția de energie și de a oferi încredere pe tot parcursul anului alimentarea cu gaze naturale (sau redundanță diesel), reducerea la minimum a investițiilor de capital.
Transatlantice posibile suprastructuri de tip turbină. Cu o unitate relativ mică a cazanelor de producere a aburului de vechi CHP în acest scop poate fi folosit puterea turbinei cu gaz a costurilor de gaz 15-30 MW 65-100 kg / s. Suprastructura creșterea capacității de generare de energie prin consumul de căldură. Eficacitatea lor a indicatorilor financiari și economici trebuie să fie evaluate în fiecare caz particular.
Beneficiile introducerii turbinei cu gaz și a tehnologiei combinate de cogenerare ciclu de modernizare tehnică va fi maximă în cazul turbinei cu gaz de producție internă va fi utilizată.
Cu o soluție favorabilă a problemelor organizatorice, tehnice și economice asociate cu introducerea de turbine cu gaz la putere, utilizarea lor permite costuri de 1,5-2 ori mai mici pentru producția de energie electrică și termică.
descărcare Justificarea pentru reconstrucție și cazane cogenerare prin utilizarea turbinelor cu gaz din arhiv.zip (310 CBT)