Технические особенности при выборе парогазовой установки для ТЭЦ

Статья рассказывает о том, на какие особенности с точки зрения техники, необходимо обратить внимание при проектировании электростанций с ПГУ.

По какой причине сейчас в энергетике ПГУ уделяется особое внимание мы писали в статье Планы внедрения парогазовых электростанций в России

При расчете комбинированной установки оптимальное решение должно выбираться исходя из большого числа факторов.

Ме­тод включает в себя три главные стадии: анализ запросов заказ­чика, составление информации о месте монтажа и определение оптимального цикла.

Учет требований заказчика

Для определения полезной мощности рассматриваются верх­ние и нижние пределы номинальной мощности, которые могут задаваться, например, на основании ограничения сети или по­требной вспомогательной мощностью.

Наиболее подходящая га­зовая турбина выбирается с учетом ее мощности, при которой она имеет наиболее высокий коэффициент полезного действия.

Режимы работы ПГУ

метод фирмы АББ для выбора цикла

метод фирмы АББ для выбора цикла

Немалое влияние на оптимизационный процесс оказывают также предполагаемые режимы работы энергоустановки в тече­ние года.

Так, комбинированные установки могут использовать­ся для различных целей, например, как установки для покрытия базисной нагрузки, как пиковая электростанция, как электро­станция с ежедневным пуском и остановкой (для регулирования суточного графика нагрузок), а также для регулирования часто­ты и мощности энергосиситемы, в которой она находится как установка, ну и наконец, как источник тепла для обеспечения теплоснабжения города (района) или пара определенных пара­метров для промышленных предприятий.

Для покрытия базовой нагрузки

Для каждого из этих случаев применения имеется свое опти­мальное решение. Установка для покрытия базисной нагрузки, например, будет иметь более высокий потенциал доходов, чем резервная установка, так как предполагается, что она будет ра­ботать значительно большее число часов в году. Поэтому для по­лучения более высокого коэффициента полезного действия име­ет смысл инвестировать дополнительное финансирование в установку для покрытия базисной нагрузки. Чтобы можно было справиться со сложным расчетом подобных факторов, важно иметь в распоряжении информацию о предполагаемых часах работы и количестве пусков в год.

ПГУ с отпуском пара на производство

В случае, если требуется поставка технологического пара, то производится анализ необходимой температуры, давления и рас­хода этого пара. Для того, чтобы установку можно было рассчи­тать для всех возможных условий эксплуатации, должны быть известны допустимое отклонение этих параметров и временные вариации расхода энергии. Если в цикл подводится технологи­ческий пар или конденсат со стороны, то необходимо опреде­лить его состояние и качество, чтобы эти параметры можно было учесть при расчете парогазового цикла.

Читайте также:  Как отличаются КПД ГТУ и КПД ПГУ для отечественных и зарубежных электростанций

Учет фактора местных условий

Факторы, обусловленные местными условиями, не зависят от заказчика и не могут им изменяться. В случае, если эти факто­ры оказывают влияние на выбор цикла, то их необходимо учи­тывать.

Частота тока

Частота определяется местной электрической сетью. Она рав­няется 50 или 60 Гц (для ряда зарубежных стран) и играет важ­ную роль при выборе газовой турбины, так как турбины вслед­ствие стандартизации рассчитаны на определенную частоту.

Параметры окружающей среды и условия ISO

Условия окружающей среды на месте монтажа оказывают вли­яние также на мощность и коэффициент полезного действия га­зовой турбины.

Газовая турбина, работающая, например, при на­ружной температуре 0 °С, вырабатывает приблизительно на 20 % больше электрической энергии, чем та же машина при +30 °С.

Если место строительства расположено на высоте 100 метров над уровнем моря, то мощность газовой турбины будет приблизительно на 1 % меньше, чем на уровне моря; это обусловлено разницей в барометрическом давлении воздуха.

Условия на месте монтажа могут сильно изменяться; поэтому должны быть определены расчетные значения, соответствующие средним условиям. Наряду с этим чрезвычайно важно знать также крайние условия и типич­ные изменения в течение всего года, с тем чтобы можно было установить рабочий диапазон и правильно учитывать наиболее важные крайние условия.

Зависимая от климата влажность возду­ха оказывает лишь второстепенное влияние на мощность и ко­эффициент полезного действия газовой турбины. В основу общих расчетов мощности положены условия ИСО: + 15 °С; 1,013 бар и влажность воздуха 60 %.

Вредные выбросы ГТУ

выбросы от ГТУ

выбросы от ГТУ

Требования относительно эмиссий устанавливаются, как правило, местными законами. Обычно предписания касаются лишь ограничения выбросов оксидов азота. Эти выбросы мож­но уменьшить, совершенствуя камеры сгорания и горелок, а также (особенно при работе на дизельном топливе) впрыском воды и пара в камеру сгорания, однако при этом, во-первых, понижается коэффициент полезного действия газовой турби­ны, а во-вторых, повышается расход воды и вследствие этого возрастают издержки.

Читайте также:  Выбор цикла парогазовой установки и принципиальной схемы ПГУ

Источник водоснабжения

Температура охлаждающей воды в зависимости от местнос­ти, времени года и выбранной системы охлаждения (открытой или оборотной) может накладывать свои ограничения на кон­денсатор паровой турбины. Это обстоятельство необходимо учи­тывать при расчете конденсатора, что скажется и на мощности паровой турбины. В некоторых случаях расчет открытой системы (например, из реки) может быть ограничен максимально допу­стимой отдачей тепла в реку.

Выбор топлива для ГТУ

Выбор парогазового цикла зависит от наличия таких ресурсов, как, например, топливо, охлаждающая вода, а в от­дельных случаях также от имеющейся в распоряжении площади.

Топливо по техническим и экономическим причинам является ключевым фактором. Вид топлива и его состав оказывают непосред­ственное влияние на мощность газовой турбины и возникающие эмиссии.

Содержание серы в топливе определяет допустимую тем­пературу питательной воды на входе котла-утилизатора.

В боль­шинстве случаев комбинированная установка может работать на двух различных видах топлива. При этом необходимо устано­вить, какой вид топлива является основным и как часто используется второй вид топлива. Благодаря этому может быть определен “вес” обоих используемых видов топлива для эффек­тивности цикла.

Эффективность цикла парогазовой установки

Производственные издержки установки, а также доходы от инвестированного капитала существенно зависят от цены на топ­ливо.

Чем выше коэффициент полезного действия цикла, тем ниже расход топлива, однако обычно действительно также дру­гое правило: чем выше коэффициент полезного действия, тем больше капитальные затраты.

Там, где используется благоприят­ное по цене топливо, дополнительные инвестиции, направлен­ные на повышение КПД цикла, не оправдываются. Если цена на топливо известна, то можно установить, целесообразно ли улуч­шение цикла с экономической точки зрения.

Зависимость КПД всей установки от системы охлаждения

Расчет системы охлаждения зависит от наличия охлаждающей воды. Если имеется достаточное количество воды за благоприят­ную цену (часто морская или речная вода), то монтируется открытая система охлаждения.

Читайте также:  Надежность парогазовых установок ПГУ

Если же вода имеется лишь в ограни­ченном количестве или она дорогая, то необходимо снизить расход воды путем применения закрытой системы охлаждения с градир­ней. Для установок на местах, где нет охлаждающей воды, часто применяются воздухоохлаждаемые конденсаторы или сухие охла­дительные башни без расхода воды, однако они нуждаются во вспомогательных приводах и стоят дорого.

Получаемый вакуум за­висит от типа конденсатора. Более низкий вакуум способствует получению более высокой мощности паровой турбины. Таким об­разом, выбор системы охлаждения оказывает непосредственное влияние на коэффициент полезного действия установки.

Площадка для строительства ПГУ-ТЭЦ

площадка для ТЭЦ

площадка для ТЭЦ

Имеющиеся в распоряжении площади оказывают влияние на цикл только в том случае, если должны использоваться уже суще­ствующие здания или части установки. С одной стороны, это об­стоятельство может способствовать более низким капитальным зат­ратам, однако, с другой стороны, оно может ограничить возможности улучшения коэффициента полезного действия, так как, например, при этом ограничивается объем котла-утилизато­ра или выбор компоновки.

(Visited 529 times, 1 visits today)

Читайте также

Комментарии закрыты.