Парогазовые установки в энергетике (стр. 6 из 6)
Удельные поверхности нагрева. При оптимизации схем и параметров ПГУ необходимо учитывать влияние начальной температуры газовой ступени и избытка воздуха на величину поверхностей нагрева ВПГ.
С повышением температуры газов перед турбиной уменьшается количество тепла, восприни-маемого испарительными и пароперегревательными поверхностями нагрева с высокой эффек-тивностью теплообмена, и увеличивается количество тепла, воспринимаемого экономайзером при менее интенсивном теплообмене. Это приводит к резкому увеличению металлоемкости эко-номайзера при небольшом уменьшении металлоемкости остальных поверхностей нагрева ВПГ. При повышении температуры перед газовой турбиной на 100° С определенному уменьшению испарительных поверхностей нагрева соответствует приблизительно десятикратное увеличение поверхности нагрева экономайзера
Увеличение расхода газов при большом избытке воздуха мало влияет на величину испарительных и пароперегревательных поверхностей нагрева. Увеличение скорости газов при большом избытке воздуха повышает эффективность конвективного теплообмена, что позволяет поддерживать постоянной температуру перегрева пара и отказаться от регулятора перегрева пара. Удельные поверхности нагрева экономайзера увеличиваются в большей степени, чем избыток воздуха. На долю экономайзера приходится около 70% всех поверхностей нагрева и около 50% металловложений ВПГ, однако величина удельных поверхностей нагрева экономайзера ВПГ составляет 0,1 – 0,2 м2, что не превышает соответствующих величин для экономайзеров обычных котлоагрегатов.
Энергетические ГТУ, представленные на мировом рынке
За рубежом газотурбинные энергетические установки выпускаются более чем 40 фирмами. Однако, большинство из них выпускает продукцию по лицензии ведущих фирм, таких как, АББ. Сименс, Вестингауз, Дженерал Электрик.
В последние десятилетия резко возросла мощность ГТУ до 300 МВт и экономичность КПД при производстве электрической энергии достигает 36 – 38%, а в многовальных ГТУ, созданных на базе авиационных двигателей с высокими степенями повышения давления КПД может достигать 40%.
Выпускаемые сегодня стационарные ГТУ оснащены, как правило, охлаждаемыми рабочим и сопловыми лопатками турбин, что позволяет максимально поднять температуру газов перед турбиной до 1550оС.
Наибольший интерес представляют ГТУ, имеющие большой объем внедрения и длительные сроки наработки.
В качестве примера таких установок в таблице 3 приведены характеристики серии ГТУ AllisonRolls-Royce, созданных на базе ГТД LockheedC-130 Hercules. Это наиболее популярные в Европе ГТУ, значительное число их работает и в странах ближнего зарубежья: Чехии, Словакии, Венгрии, Польше и Турции. Отличительная особенность этих ГТУ – малый вес, компактность, высокий КПД и сравнительно низкий удельный расход воздуха.
Таблица 2
| Установка | Мощность, кВт | КПД, % (ISO) | Тем-ра выхлопных газов, гр. С | Расход выхлопных газов, кг/с |
| 501 – KB3 | 2692 | 25,0 | 571 | 12,8 |
| 501 – KB5 | 3840 | 28,6 | 553 | 15,7 |
| 501 – KN5 | 4447 | 30,7 | 553 | 16,3 |
| 501 – KH5 | 3743 | 28,1 | 583 | 15,7 |
| 501 – KB7 | 5240 | 31,1 | 519 | 20,6 |
| 501 – KN7 | 5757 | 32,3 | 528 | 20,7 |
В следующих таблицах приведены основные параметры энергетических ГТУ весьма популярных в Европе производителей: «ABB-Alstom» и «Siemens» (стандарт ISO).
Таблица 3
| Тип установки | Частота, Hz | Полезная мощность, МВт | КПД, брутто, % | Степень сжатия | Расход выхлопных газов, кг/с | Тем-ра выхлопных газов, гр. С | Место производства |
| TB5000 | 50/60 | 3.96 | 25.9 | 7.8 | 22.0 | 487 | Lincoln U.K. |
| Typhoon 4.35 | 50/60 | 4.35 | 30.0 | 13 | 17.7 | 527 | |
| Typhoon 4.7 | 50/60 | 4.70 | 30.2 | 14.1 | 19.0 | 525 | |
| Typhoon 5.05 | 50/60 | 5.05 | 30.2 | 14.3 | 19.6 | 646 | |
| Typhoon 5.25 | 50/60 | 5.25 | 30.2 | 14.8 | 20.3 | 537 | |
| Tornado 6.75 | 50/60 | 6.75 | 31.5 | 12.3 | 29.3 | 466 | |
| Tempest | 50/60 | 7.70 | 30.7 | 13.9 | 29.8 | 545 | |
| Cyclone | 50/60 | 12.90 | 34.0 | 16.9 | 39.7 | 570 | |
| GT35C | 50/60 | 17.00 | 32.1 | 12 | 92 | 376 | Finspong Sweden |
| GT10B | 50/60 | 24.80 | 34.2 | 14 | 80 | 543 | |
| GT10C | 50/60 | 29.00 | 36.0 | 18 | 91 | 518 | |
| GTX100 | 50/60 | 43.00 | 37.0 | 20 | 122 | 546 | |
| GT8C | 50/60 | 52.8/52.6 | 34.4 | 15.7 | 183 | 517 | Baden Switzerland |
| GT8C2 | 50/60 | 57.2/57.0 | 34.7/34.5 | 17.6 | 195 | 511 | |
| GT11N2 | 50/60 | 113.7/116.4 | 34.4/34.9 | 15.1 | 382 | 524 | |
| GT13E2 | 50 | 165.1 | 35.7 | 14.6 | 532 | 524 | |
| GT24 | 60 | 183.0 | 38.3 | 30 | 391 | 640 | |
| GT26 | 50 | 265.0 | 38.5 | 30 | 662 | 640 |
Энергетические газотурбинные установки фирмы «Siemens»
Таблица 4
| Тип установки | Полезная мощность, брутто, МВт | КПД, брутто (ISO), % |
| 60 Hz модификация | ||
| W501.G | 253 | 39.0 |
| W501.F | 187 | 37.4 |
| W501.D5A | 121 | 34.7 |
| V64.3A | 67 | 34.7 |
| 50 Hz модификация | ||
| V94.3A | 265 | 38.5 |
| V92.2A | 190 | 35.2 |
| V92.2 | 157 | 34.4 |
| V64.3A | 67 | 34.7 |
Характеристики газотурбинной энергетической установки
SiemensGT 10 B
Таблица 5
| Параметр | Размерность |
| 1. Электрическая мощность, коэффициент мощности | 24770 кВт |
| 2. Тепловая мощность | 40000 кВт |
| 3. КПД при выработке электроэнергии | 34,2% |
| 4. Коэффициент использования топлива | 90% |
| 5. Температура газов на выходе (после утилизации тепла) | 543оС |
| 6. Удельные капитальные вложения, в долл. США на кВт установленной мощности | 319 долл. США/кВт |
| 7. Габаритные размеры агрегата (Д*Ш*В) | 20700*4000/4500*5300 |
| 8. Масса установки | 160000 кг |
| 9. Удельная материалоемкость | 6,46 кг/кВт |
| 10. Полный назначенный ресурс установки | 160’000 час |
| 11. Назначенный ресурс установки до капитального ремонта | 40’000 час |
| 12. Снижение фактической мощности ГТУ в процессе эксплуатации за межремонтный период при условии соблюдения правил эксплуатации, относительных | 3,8% |
| 13. Количество пусков с набором нагрузки | до 200 пусков в год |
| 14. Коэффициент готовности | 0,97 |
| 15. Ремонтопригодность | Все виды ремонтов на месте |
| 16. Комплектность поставки (наличие системы утилизации тепла и т.д., указать реквизиты организаций-поставщиков комплектующих) | Комплектная ГТУ со всеми вспомогательными системами. Системы утилизации поставляются как опция. |
| 17. Сроки и объемы возможных поставок оборудования | 12 месяцев |
| 18. Организации, осуществляющие проектные работы по созданию энергетических объектов с данной ГТУ | Теплоэлектропроект,УралВЭП и др. |
| 19. Где и когда установлены ГТУ данной марки (с указанием реквизитов организации и времени начала эксплуатации установки). | 165 установок по всему миру |
| 20. Организации, проводящие техническое обслуживание и ремонт установки | ДДИТ Россия, Сименс |
Список используемой литературы
1.Парогазовые установки – кардинальный путь развития энергетики / Горин В.И., Дьяков А.Ф., Ольховский Г.Г. // Теплоэнергетика, 1988, №11.
2.Основные направления экономии топлива на тепловых электростанциях / Доброхотов В.И. // Теплоэнергетика, 1985, №9.
3.Перспективные ПГУ для крупных электростанций / Ольховский Г.Г., Чернецкий Н.С., Святов В.А., Трушин С.Г. // Теплоэнергетика, 1985, №9.
4.Опытно-промышленная установка с внутрцикловой газификацией угля / Марков Н.М., Прутковский Е.Н., Корсов Ю.Г., Чавчанидзе Е.К. // Теплоэнергетика, 1985, №9.
5.Парогазовая установка с вводом пара в газовую турбину – перспективное
направление развития энергетических установок / Батенин В.М., Зейгарник Ю.А.,
Копелев С.З., Масленников В.М., Новиков А.С., Полежаев Ю.В., Фаворский О.Н.,
Штернберг В.Я. // Теплоэнергетика, 1993, №10.
6.Газопаровая установка с вводом пара в газодинамический тракт: основные научные и инженерные проблемы / Епифанов В.М., Зейгарник Ю.А., Копелев С.З., Мостинский И.Л., Полежаев Ю.В., Поляков А.Ф., Штернберг В.Я. // Теплоэнергетика, 1993, №10.
7.Канаев А.А., Корнеев М.И. Парогазовые установки. Конструкции и расчёты. // Ленинград: Машиностроение, 1974