Yhdistelmälaitokset tuottavat sähköä ja lämpöenergiaa. Yhdistetty laitos koostuu kahdesta erillisestä lohkosta: höyryvoimasta ja kaasuturbiinista. Kotimaisten CCGT-yksiköiden polttoaineena käytetään maakaasua, mutta se voi olla joko maakaasua tai petrokemian teollisuuden tuotteita, kuten polttoöljyä. Yhdistelmätahtilaitoksissa ensimmäinen generaattori sijaitsee samalla akselilla kaasuturbiinin kanssa, joka tuottaa sähkövirtaa roottorin pyörimisestä. Kulkiessaan kaasuturbiinin läpi palamistuotteet antavat sille osan energiastaan ja sitten palamistuotteet pääsevät höyryvoimalaitokseen, hukkalämpökattilaan, jossa syntyy höyryturbiiniin syötettyä vesihöyryä.
Yhdistelmäkiertoisten laitosten (tai CCGT:iden) rakentaminen on viime aikoina ollut päätrendi globaalin ja kotimaisen lämpövoimatekniikan kehityksessä. Kaasuturbiiniin perustuva sykliyhdistelmä, ts. kaasuturbiiniyksikkö ja höyryturbiiniyksikkö (Braytonin ja Rankinen syklit, vastaavasti) tarjoavat voimakkaan lämpöhyötysuhteen jyrkän hypyn, sillä noin kaksi kolmasosaa sen tehosta tulee kaasuturbiiniyksiköstä. Kaasuturbiinin pakokaasujen lämmöstä syntyvä höyry, kuten jo todettiin, käyttää höyryturbiinia.
Yleinen käsitys hukkalämpökattiloista CCGT-järjestelmässä voidaan saada HRSG-tyypin HRSG:n lyhyen kuvauksen perusteella:
CCGT-yksikköön kuuluva HRSG-tyyppinen hukkalämpökattila on suunniteltu tuottamaan tulistettua korkea-, keski- ja matalapaineista höyryä käyttämällä kaasuturbiiniyksikön kuumien pakokaasujen lämpöä.
HRSG-hukkalämpökattila on pystyrumputyyppinen, luonnollisella kierrolla korkea-, keski- ja matalapainehaihdutuspiireissä, omalla tukikehyksellä.
Hukkalämpökattilan suunnittelu mahdollistaa höyry-vesireitin esikäynnistyksen ja käytön vesikemiallisen huuhtelun sekä kattilan sisäpintojen säilyttämisen seisokkien aikana.
Höyry-vesireitin varrella hukkalämpökattilan hydraulipiiri koostuu kolmesta itsenäisestä piiristä, joilla on eri painetasot:
matalapaine polku;
keskipaine kanava;
korkeapaineinen reitti.
Tämän kattilan putkien (höyrystimet, tulistimet jne.) lämmityspinnat sijaitsevat vaakasuorassa. Niissä kaikissa on kierukkarakenteiset putkijärjestelmät, jotka yhdistetään keräilijöillä ja yhdistetään poistoputkistojärjestelmän avulla erotinrumpuun. Tällä rakenteella lämpöjännitykset kuormituksen muutosten ja käynnistysten aikana ovat huomattavasti pienemmät, putkipaketit voivat laajentua vapaasti, mikä minimoi puristumisriskin, mikä johtaa putken tuhoutumiseen.
HP-, SD- ja LP-osien lämmönvaihdinputket on valmistettu jatkuvilla rivoilla ottaen huomioon kaasuturbiiniyksiköstä tulevien kuumien kaasujen ja lämmönvaihtopintojen välisen lämmönvaihdon konvektiivinen luonne. Rivat on valmistettu hiiliteräksestä, jonka halkaisija on 62-68 mm ja paksuus 1 mm.
Höyryn puhdistusjärjestelmä kattilavesipisaroista on yksinkertaistettu; siinä ei ole rummun sisäisiä sykloneja, kuten tavanomaisissa höyrykattiloissa. Tynnyreistä on olemassa linjoja jaksoittaista huuhtelua varten, mutta ei ole erityisiä linjoja höyrystimien säännölliseen huuhtelun alemmista kohdista, joissa nämä linjat ovat merkityksellisempiä suhteessa kertyneen lietemuodostelmien poistamiseen kattilasta.
Rumusta kyllästetty höyry tulee korkeapaineiseen tulistimeen.
Hukkalämpökattila HRSG toimii yksikön kaasuturbiinin pakokaasuilla. Savukaasujen liikkeen mukaan kattilan lämmityspinnat sijaitsevat seuraavassa järjestyksessä:
HP tulistin tuotantovaiheessa;
lähtö uudelleenlämmitys vaiheessa;
HP-tulistimen syöttövaiheen toinen osa;
lämmittää syöttö vaiheessa;
HP-tulistimen tulovaiheen ensimmäinen osa;
HP höyrystin;
HP ekonomaiser toinen vaihe;
SD tulistin;
LP tulistin;
HP ekonomaiser ensimmäinen vaihe;
LED höyrystin;
LED ekonomaiseri, ensimmäisen vaiheen lähtöosa / HP ekonomaiseri, ensimmäisen vaiheen lähtöosa;
LP höyrystin;
ekonomaizer SD sisääntulo osa ensimmäisen vaiheen / ekonomaiseri HP tulo osa ensimmäisessä vaiheessa;
lauhdelämmitin (LP ekonomaiseri).
Kattilan poisto-osaan on asennettu äänenvaimennin ja vaimennin estämään sateen pääsy kattilaan seisokin aikana.
Tarkempia tietoja tästä hukkalämpökattilasta löytyy esimerkistämme "
CCGT Asennus, joka on suunniteltu muuntamaan samanaikaisesti kahden työkappaleen, höyryn ja kaasun, energian mekaaniseksi energiaksi. [GOST 26691 85] kombilaitos Laite, joka sisältää säteilyä ja konvektiivisia lämmityspintoja,... ...
Yhdistetty kiertolaitos- laite, joka sisältää säteilyä ja konvektiivisia lämmityspintoja, jotka tuottavat ja ylikuumentavat höyryä höyryturbiinin toimintaa varten polttamalla orgaanista polttoainetta ja kierrättämällä kaasuturbiinissa käytettyjen palamistuotteiden lämpöä... ... Virallinen terminologia
Yhdistetty kiertolaitos- GTU 15. Yhdistetty laitos Laite, joka on suunniteltu muuntamaan samanaikaisesti kahden käyttönesteen, höyryn ja kaasun, energia mekaaniseksi energiaksi Lähde: GOST 26691 85: Lämpövoimatekniikka. Termit ja määritelmät alkuperäinen asiakirja 3.13 par... Normatiivisen ja teknisen dokumentaation termien sanakirja-viitekirja
yhdistelmäkaasulaitos, jossa biomassan kaasutus tapahtuu syklin sisällä- (käytetystä kaasutustekniikasta riippuen hyötysuhde on 36–45%) [A.S. Goldberg. Englanti-venäläinen energiasanakirja. 2006] Aiheet: energia yleisesti EN biomassa integroitu kaasutus yhdistetty kiertolaitos ... Teknisen kääntäjän opas
yhdistetyn kierron kaasulaitos, jossa on hiilen kaasutus-- [A.S. Goldberg. Englanti-venäläinen energiasanakirja. 2006] Aiheet: energia yleisesti FI kaasutusyhdistelmälaitos ... Teknisen kääntäjän opas
yhdistetyn kierron kaasulaitos, jossa on hiilen kaasutus (CCP-VGU)-- [A.S. Goldberg. Englanti-venäläinen energiasanakirja. 2006] Aiheet: energia yleisesti EN hiilen kaasutusvoimalaitos integroitu hiilen kaasutuslaitos ... Teknisen kääntäjän opas
yhdistelmäkaasulaitos, jossa hiilen kaasutus tapahtuu ilmapuhalluksella-- [A.S. Goldberg. Englanti-venäläinen energiasanakirja. 2006] Aiheet: energia yleisesti EN ilmapuhallusintegroitu hiilen kaasutuslaitos ... Teknisen kääntäjän opas
yhdistelmäkaasulaitos, jossa hiilen kaasutus tapahtuu happipuhalluksella-- [A.S. Goldberg. Englanti-venäläinen energiasanakirja. 2006] Aiheet: energia yleisesti EN happipuhallettu integroitu hiilen kaasutuslaitos ... Teknisen kääntäjän opas
kombilaitos jälkipolttopolttoaineella-- [A.S. Goldberg. Englanti-venäläinen energiasanakirja. 2006] Energia-aiheet yleisesti EN kombilaitos lisäpoltolla ... Teknisen kääntäjän opas
yhdistetty kiertolaitos, jossa on lisäpolttoaineen poltto-- [A.S. Goldberg. Englanti-venäläinen energiasanakirja. 2006] Aiheet: energia yleisesti FI täydentävä yhdistelmälämmityslaitos ... Teknisen kääntäjän opas
MATALAPAINE- JA KORKEAPAINEET HÖYRYNTUOTTOYKSIKÖTSähkön tuotannossa käytetään yhdistettyjä höyry-kaasuyksiköitä (CCG), jotka on yhdistetty yhdeksi lämpöpiiriksi. Tämä vähentää ominaiskulutusta ja pääomakustannuksia. Eniten käyttökohteita ovat CCGT-yksiköt, joissa on korkeapaineinen höyrynkehitysyksikkö (HNPPU) ja matalapaineinen höyrynkehitysyksikkö (LNPPU). Joskus VNPPU:ta kutsutaan korkeapainekattilaksi.
Toisin kuin tyhjiössä kaasupuolella toimivissa kattiloissa, korkeapaineisten ja ahdettujen kattiloiden polttokammioon ja kaasukanaviin syntyy suhteellisen alhainen paine NNPPU:lle (0,005-0,01 MPa) ja nostetaan VNPPU:lle (0,5-0,7 MPa).
Paineenalaisen kattilan toiminnalle on ominaista useita myönteisiä ominaisuuksia. Siten ilman imu uuniin ja kaasukanaviin eliminoituu kokonaan, mikä johtaa lämpöhäviön vähenemiseen pakokaasujen kanssa sekä vähenemiseen
vähentää energiankulutusta niiden pumppaamiseen. Polttokammion paineen lisääminen avaa mahdollisuuden voittaa kaikki tuulettimen aiheuttama ilman- ja kaasuvastus (savuveto saattaa puuttua), mikä johtaa myös energiankulutuksen laskuun puhalluslaitteen toimimisesta kylmässä. ilmaa.
Ylipaineen muodostuminen polttokammioon johtaa vastaavaan polttoaineen palamisprosessin tehostumiseen ja mahdollistaa kaasun nopeuden nostamisen merkittävästi kattilan konvektiivisissa elementeissä 200-300 m/s. Samaan aikaan lämmönsiirtokerroin kaasuista lämmityspintaan kasvaa, mikä johtaa kattilan mittojen pienenemiseen. Samanaikaisesti sen käyttö paineen alla vaatii tiheää vuorausta ja erilaisia laitteita, jotka estävät palamistuotteiden pääsemisen huoneeseen.
Riisi. 15.1. Kaavio yhdistelmälaitoksesta VNPPU:lla:
/ - ilmanotto; 2 - kompressori; 3 - polttoaine; 4 - palotila; 5 - kaasuturbiini; 6 - pakokaasujen pakoputki; 7 - sähkögeneraattori; 8 - kattila; 9 - höyryturbiini; 10 - kondensaattori; // - pumppu; 12 - korkeapainelämmitin; 13 - regeneratiivinen lämmitin, joka käyttää jätekaasuja (ekonomaiseri)
Kuvassa Kuvassa 15.1 on kaavio yhdistelmäkaasulaitoksesta (CCP), jossa on korkeapainekattila. Polttoaineen palaminen tällaisen kattilan uunissa tapahtuu 0,6-0,7 MPa:n paineen alaisena, mikä vähentää merkittävästi metallikustannuksia lämpöä vastaanottaville pinnoille. Kattilan jälkeen palamistuotteet tulevat kaasuturbiiniin, jonka akselilla on ilmakompressori ja sähkögeneraattori.
torus Kattilasta tuleva höyry tulee turbiiniin toisen sähkögeneraattorin kanssa.
Yhdistetyn höyry-kaasukierron termodynaaminen hyötysuhde korkeapainekattilan, kaasu- ja höyry-vesiturbiinien kanssa on esitetty kuvassa. 15.2. T, i-kaaviossa: alue 1-2-3-4-1 - kaasuvaiheen työ bm, alue cе\алс - höyryvaiheen työ b„; 1-5-6-7-1 - lämpöhäviö pakokaasujen kanssa; sbdps - lämpöhäviö lauhduttimessa. Kaasuporras on osittain rakennettu höyryvaiheen yläpuolelle, mikä lisää merkittävästi laitteiston lämpötehokkuutta.
Käytössä olevan NPO TsKTI:n kehittämän korkeapainekattilan tuottavuus on 62,5 kg/s. Vesiputkikattila, pakkokierto. Höyryn paine 14 MPa, tulistetun höyryn lämpötila 545 °C. Polttoaine on kaasua (polttoöljyä), jota poltetaan tilavuuslämmönluovutustiheydellä noin 4 MW/m3. Kattilasta lähtevät palamistuotteet 775 °C:n lämpötiloissa ja 0,7 MPa:n paineissa laajenevat kaasuturbiinissa lähellä ilmakehän painetta. Pakokaasut, joiden lämpötila on 460 °C, tulevat ekonomaiserille, jonka jälkeen pakokaasujen lämpötila on noin 120 °C.
CCGT-yksikön päälämpökaavio, jossa on VNPPU, jonka teho on 200 MW, on esitetty kuvassa. 15.3. Asennus sisältää K-160-130 höyryturbiinin ja GT-35/44-770 kaasuturbiinin. Kompressorista ilma tulee VNPPU-uuniin, johon syötetään polttoainetta. Tulistimen jälkeen 770 °C:n lämpötilassa korkeapainekaasut tulevat kaasuturbiiniin ja sitten ekonomaiseriin. Kaaviossa on lisäpolttokammio, joka varmistaa kaasujen nimellislämpötilan kaasuturbiinin edessä kuormituksen muuttuessa. Yhdistetyissä CCGT-yksiköissä polttoaineen ominaiskulutus on 4-6 % pienempi kuin perinteisissä höyryturbiineissa, ja myös pääomainvestoinnit pienenevät. 
Riisi. 15.2. T, ї-kaavio yhdistetylle höyry-kaasukierrolle
Lämpövoimalaitoksiin(CHP) sisältävät voimalaitokset, jotka tuottavat ja toimittavat kuluttajille paitsi sähköä myös lämpöenergiaa. Tässä tapauksessa turbiinin väliuutteista peräisin olevaa höyryä, jota käytetään osittain jo turbiinin laajennuksen ensimmäisissä vaiheissa sähkön tuottamiseen, sekä kuumaa vettä, jonka lämpötila on 100-150 °C ja jota lämmitetään turbiinista otetulla höyryllä. , toimivat jäähdytysnesteenä. Höyrykattilasta tuleva höyry tulee höyrylinjaa pitkin turbiiniin, jossa se laajenee lauhduttimessa olevaan paineeseen ja sen potentiaalienergia muunnetaan turbiinin roottorin ja siihen kytketyn generaattorin roottorin mekaaniseksi pyörimistyöksi. Useiden paisuntavaiheiden jälkeen osa höyrystä otetaan turbiinista ja lähetetään höyryputken kautta höyryn kuluttajalle. Höyrynpoiston sijainti ja siten sen parametrit asetetaan ottaen huomioon kuluttajan vaatimukset. Koska lämpövoimalaitoksen lämpö käytetään sähkö- ja lämpöenergian tuotantoon, lämpövoimalaitosten hyötysuhde eroaa sähkön tuotannossa ja toimituksessa sekä lämpöenergian tuotannossa ja toimittamisessa.
Kaasuturbiiniyksiköt(GTU) koostuu kolmesta pääelementistä: ilmakompressorista, polttokammiosta ja kaasuturbiinista. Ilmakehän ilma tulee kompressoriin käynnistysmoottorin ohjaamana ja puristuu. Sitten se syötetään paineen alaisena polttokammioon, jossa nestemäistä tai kaasumaista polttoainetta syötetään samanaikaisesti polttoainepumpulla. Kaasun lämpötilan laskemiseksi hyväksyttävälle tasolle (750-770 ° C) polttokammioon syötetään 3,5-4,5 kertaa enemmän ilmaa kuin polttoaineen palamiseen tarvitaan. Polttokammiossa se on jaettu kahteen virtaan: yksi virta tulee liekkiputkeen ja varmistaa polttoaineen täydellisen palamisen, ja toinen virtaa liekkiputken ympäri ulkopuolelta ja sekoittuessaan palamistuotteiden kanssa alentaa niiden lämpötilaa. Polttokammion jälkeen kaasut tulevat kaasuturbiiniin, joka sijaitsee samalla akselilla kompressorin ja generaattorin kanssa. Siellä ne laajenevat (suunnilleen ilmakehän paineeseen), tekevät työtä pyörittämällä turbiinin akselia ja heitetään sitten ulos savupiipun läpi. Kaasuturbiinin teho on huomattavasti pienempi kuin höyryturbiinin teho ja tällä hetkellä hyötysuhde on noin 30 %.
Yhdistelmäkiertoiset kasvit(CCG) ovat höyryturbiinien (STU) ja kaasuturbiinien (GTU) yhdistelmä. Tämä yhdistelmä mahdollistaa kaasuturbiinien hukkalämmön häviön tai höyrykattiloiden pakokaasujen lämmön vähentämisen, mikä varmistaa tehokkuuden kasvun yksittäisiin höyryturbiineihin ja kaasuturbiineihin verrattuna. Lisäksi tällaisella yhdistelmällä saavutetaan useita suunnitteluetuja, jotka johtavat halvempaan asennukseen. Kahden tyyppiset CCGT-yksiköt ovat yleistyneet: korkeapainekattiloilla varustetut ja turbiinin pakokaasut tavanomaisen kattilan palotilaan. Korkeapainekattila toimii kaasulla tai puhdistetulla nestemäisellä polttoaineella. Kattilasta korkeassa lämpötilassa ja ylipaineessa poistuvat savukaasut johdetaan kaasuturbiiniin, joka on samalla akselilla, jossa kompressori ja generaattori sijaitsevat. Kompressori pakottaa ilmaa kattilan palotilaan. Höyry korkeapainekattilasta ohjataan lauhdutusturbiiniin, joka on samalla akselilla, jossa generaattori sijaitsee. Turbiinista poistunut höyry siirtyy lauhduttimeen ja lauhdutuksen jälkeen syötetään pumpun avulla takaisin kattilaan. Turbiinin pakokaasut syötetään ekonomaiserille kattilan syöttöveden lämmittämiseksi. Tässä järjestelmässä savunpoistoa ei vaadita korkeapainekattilan pakokaasujen poistamiseen, vaan puhallinpumpun toimintoa suorittaa kompressori. Koko asennuksen tehokkuus on 42-43%. Yhdistettyjen laitosten toisessa järjestelmässä turbiinin pakokaasujen lämpöä käytetään kattilassa. Mahdollisuus päästää turbiinin pakokaasuja kattilan polttokammioon perustuu siihen, että kaasuturbiiniyksikön polttokammiossa polttoainetta (kaasua) poltetaan suurella ilmaylimäärällä ja pakokaasujen happipitoisuudella. (16-18 %) riittää polttamaan suurimman osan polttoaineesta.
29. Ydinvoimalaitos: rakenne, reaktorityypit, parametrit, toimintaominaisuudet.
Ydinvoimalaitokset luokitellaan lämpövoimalaitoksiksi, koska niiden laite sisältää lämpögeneraattorit, jäähdytysnesteen ja sähkögeneraattorin. virta - turbiini.
Ydinvoimalat voivat olla lauhdevoimaloita, yhdistettyjä lämmön ja sähkön laitoksia (CHP) tai ydinlämmönjakelulaitoksia (HSP).
Ydinreaktorit luokitellaan useiden kriteerien mukaan:
1. neutronien energiatason mukaan:
Lämpöneutroneilla
Nopeilla neutroneilla
2. neutronien hidastimen tyypin mukaan: vesi, raskas vesi, grafiitti.
3. jäähdytysnesteen tyypin mukaan: vesi, raskas vesi, kaasu, nestemäinen metalli
4. piirien lukumäärän mukaan: yksi-, kaksi-, kolmipiiri
Nykyaikaisissa reaktoreissa lämpöneutroneja käytetään pääasiassa lähdepolttoaineen ytimien fissioimiseen. Niissä kaikissa on ennen kaikkea ns ydin, johon ladataan uraani 235 sisältävää ydinpolttoainetta moderaattori(yleensä grafiitti tai vesi). Sydämen neutronivuodon vähentämiseksi ydin on ympäröity heijastin , yleensä valmistettu samasta materiaalista kuin moderaattori.
Reaktorin ulkopuolella olevan heijastimen takana sijaitsee betoninen suoja radioaktiivisesta säteilystä. Reaktorin kuormitus ydinpolttoaineella ylittää yleensä merkittävästi kriittisen kuormituksen. Reaktorin pitämiseksi jatkuvasti kriittisessä tilassa polttoaineen palaessa loppuun syötetään ytimeen vahva neutronin absorboija booriurea-sauvojen muodossa. Sellainen tangot nimeltään säätelevät tai kompensoimalla. Ydinfission aikana vapautuu suuri määrä lämpöä, joka poistetaan jäähdytysnestettä lämmönvaihtimeen höyrynkehitin, jossa se muuttuu toimivaksi nesteeksi - höyryksi. Steam tulee sisään turbiini ja pyörittää roottoriaan, jonka akseli on yhdistetty akseliin generaattori. Turbiinista poistunut höyry tulee sisään kondensaattori, jonka jälkeen kondensoitunut vesi menee jälleen lämmönvaihtimeen ja sykli toistuu.
Mitkä ovat syyt CCGT-yksiköiden käyttöönotolle Venäjällä, miksi tämä päätös on vaikea mutta tarpeellinen?
Miksi he alkoivat rakentaa CCGT-laitoksia?
Sähkön ja lämmön tuotannon hajautetut markkinat edellyttävät, että energiayhtiöiden on lisättävä tuotteidensa kilpailukykyä. Heille tärkeintä on minimoida investointiriski ja tällä tekniikalla saavutettavat todelliset tulokset.
Kaupalliseksi tuotteeksi muodostuvan sähkön ja lämmön markkinoiden valtion sääntelyn poistaminen lisää kilpailua niiden tuottajien välillä. Siksi vain luotettavat ja erittäin kannattavat voimalaitokset pystyvät jatkossa tarjoamaan lisäpääomasijoituksia uusiin hankkeisiin.
CCGT:n valintakriteerit
Yhden tai toisen CCGT-tyypin valinta riippuu monista tekijöistä. Yksi tärkeimmistä kriteereistä hankkeen toteutuksessa on sen taloudellinen kannattavuus ja turvallisuus.
Nykyisten voimalaitosmarkkinoiden analyysi osoittaa, että edullisille, luotettaville ja erittäin tehokkaille voimalaitoksille on merkittävä tarve. Tämän konseptin mukaan tehty modulaarinen, räätälöity muotoilu tekee asennuksesta helposti mukautettavissa kaikkiin paikallisiin olosuhteisiin ja asiakkaan erityisvaatimuksiin.
Tällaiset tuotteet tyydyttävät yli 70 % asiakkaista. Nämä olosuhteet vastaavat suurelta osin GT- ja SG-CHP-käyttötyyppisiä (binäärisiä) laitoksia.
Energia umpikuja
Useiden akateemisten laitosten tekemä Venäjän energiasektorin analyysi osoittaa: jo nyt Venäjän sähköteollisuus menettää kapasiteetistaan käytännössä 3-4 GW vuodessa. Tämän seurauksena vuoteen 2005 mennessä fyysisen voimavaransa käyttäneiden laitteiden määrä on Venäjän RAO UES:n mukaan 38 % kokonaiskapasiteetista, ja vuoteen 2010 mennessä tämä luku on jo 108 miljoonaa kW (46 %). .
Jos tapahtumat kehittyvät täsmälleen tämän skenaarion mukaan, suurin osa voimayksiköistä tulee ikääntymisen vuoksi vakavan onnettomuusriskin vyöhykkeelle tulevina vuosina. Kaikentyyppisten olemassa olevien voimalaitosten teknisen uudelleenvarustelun ongelmaa pahentaa se, että jopa jotkin suhteellisen "nuorista" 500-800 MW:n voimayksiköistä ovat kuluttaneet pääkomponenttiensa käyttöiän loppuun ja vaativat vakavia kunnostustöitä.
Lue myös: Pääoman merkitys kombilaitoksen suunnittelussa
Voimalaitosten kunnostaminen on helpompaa ja halvempaa
Laitosten käyttöiän pidentäminen vaihtamalla päälaitteiston suuria komponentteja (turbiinien roottorit, kattiloiden lämmityspinnat, höyryputket) on tietysti paljon halvempaa kuin uusien voimalaitosten rakentaminen.
Voimalaitosten ja tuotantolaitosten on usein kätevää ja kannattavaa korvata laitteet jollain vastaavalla kuin purettavalla. Tämä ei kuitenkaan hyödynnä mahdollisuutta lisätä merkittävästi polttoainetaloutta, ei vähennä ympäristön saastumista, ei käytä nykyaikaisia menetelmiä uusien laitteiden automatisoituihin järjestelmiin ja lisää käyttö- ja korjauskustannuksia.
Voimalaitosten alhainen hyötysuhde
Venäjä astuu vähitellen Euroopan energiamarkkinoille ja liittyy WTO:hon, mutta samalla olemme useiden vuosien ajan pitäneet sähkövoimateollisuuden lämpöhyötysuhteen erittäin alhaisena. Voimalaitosten keskimääräinen hyötysuhde lauhdutustilassa on 25 %. Tämä tarkoittaa, että jos polttoaineen hinta nousee maailman tasolle, sähkön hinta maassamme nousee väistämättä puolitoista-kaksi kertaa korkeammaksi kuin maailman hinta, mikä vaikuttaa muihin tavaroihin. Siksi voimalaitosten ja lämpöasemien jälleenrakentaminen on toteutettava siten, että käyttöönotetut uudet laitteet ja voimalaitosten yksittäiset komponentit ovat nykyaikaisella maailman tasolla.
Energiateollisuus valitsee yhdistelmäkaasuteknologiat
Nyt vaikeasta taloudellisesta tilanteesta huolimatta voimatekniikan ja lentokoneiden moottoreiden tutkimuslaitosten suunnittelutoimistot ovat jatkaneet uusien lämpövoimalaitosten laitejärjestelmien kehittämistä. Erityisesti puhumme lauhduttavien höyry-kaasuvoimaloiden luomisesta, joiden hyötysuhde on jopa 54-60%.
Erilaisten kotimaisten organisaatioiden tekemät talousarviot osoittavat todellisen mahdollisuuden alentaa sähköntuotannon kustannuksia Venäjällä, jos tällaisia voimalaitoksia rakennetaan.
Jopa yksinkertaiset kaasuturbiinit ovat hyötysuhteeltaan tehokkaampia
Lämpövoimalaitoksilla ei tarvitse yleisesti käyttää samantyyppisiä CCGT-yksiköitä kuin PGU-325 ja PGU-450. Piiriratkaisut voivat vaihdella erityisolosuhteiden mukaan, erityisesti lämpö- ja sähkökuormituksen suhteen.
Lue myös: Kuinka valita kaasuturbiiniyksikkö asemalle, jossa on CCGT-yksikkö
Yksinkertaisimmassa tapauksessa, kun käytetään pakokaasujen lämpöä kaasuturbiiniyksikössä lämmön syöttöön tai prosessihöyryn tuotantoon, nykyaikaisilla kaasuturbiiniyksiköillä varustetun lämpövoimalaitoksen sähköinen hyötysuhde saavuttaa 35 prosentin tason, mikä on myös huomattavasti korkeampi kuin nykyään. Kaasuturbiinilaitosten ja höyryturbiinilaitosten hyötysuhteen eroista - lue artikkeli Kuinka kaasuturbiinilaitosten hyötysuhde ja yhdistelmäkaasuturbiinilaitosten hyötysuhde eroavat kotimaisissa ja ulkomaisissa voimalaitoksissa
Kaasuturbiiniyksiköiden käyttö lämpövoimalaitoksissa voi olla hyvin laajaa. Tällä hetkellä noin 300 lämpövoimalaitosten höyryturbiiniyksikköä, joiden teho on 50-120 MW, toimii höyryllä kattiloista, jotka polttavat 90 prosenttia tai enemmän maakaasusta. Periaatteessa ne kaikki ovat ehdokkaita teknisiin uusintalaitteistoihin käyttämällä kaasuturbiineja, joiden yksikköteho on 60-150 MW.
Kaasuturbiiniyksiköiden ja yhdistetyn syklin kaasuturbiiniyksiköiden käyttöönotossa on ongelmia
Kaasuturbiiniyksiköiden ja yhdistelmäkaasuturbiiniyksiköiden teollinen käyttöönottoprosessi maassamme etenee kuitenkin erittäin hitaasti. Pääsyynä ovat investointivaikeudet, jotka liittyvät melko suurten taloudellisten investointien tarpeeseen mahdollisimman lyhyessä ajassa.
Toinen rajoittava seikka liittyy suuressa mittakaavassa testattujen puhtaan energian kaasuturbiinien käytännölliseen puuttumiseen kotimaisten valmistajien valikoimasta. Uuden sukupolven kaasuturbiinit voidaan pitää tällaisten kaasuturbiinien prototyypeinä.
Binäärinen CCGT ilman regeneraatiota
Binäärisillä CCGT-yksiköillä on tietty etu, koska ne ovat halvimpia ja luotettavimpia toiminnassa. Binääristen CCGT-yksiköiden höyryosa on hyvin yksinkertainen, koska höyryn regenerointi on kannattamatonta eikä sitä käytetä. Tulistetun höyryn lämpötila on 20-50 °C alhaisempi kuin pakokaasujen lämpötila kaasuturbiiniyksikössä. Tällä hetkellä se on saavuttanut energiastandarditason 535-565 °C. Tuorehöyryn paine valitaan siten, että loppuvaiheessa varmistetaan hyväksyttävä kosteus, jonka käyttöolosuhteet ja siipien koot ovat suunnilleen samat kuin suuritehoisissa höyryturbiineissa.
Höyrynpaineen vaikutus CCGT-yksiköiden tehokkuuteen
Tietenkin taloudelliset ja kustannustekijät otetaan huomioon, koska höyrynpaineella on vain vähän vaikutusta CCGT-yksikön lämpötehokkuuteen. Kaasujen ja höyry-vesiväliaineen välisen lämpötilapaineen alentamiseksi ja kaasuturbiinilaitoksessa poistuvien kaasujen lämmön hyödyntämiseksi paremmin pienemmillä termodynaamisilla häviöillä syöttöveden haihdutus järjestetään kahdelle tai kolmelle painetasolle. Matalissa paineissa syntyvää höyryä sekoitetaan turbiinin virtausreitin välipisteissä. Suoritetaan myös höyryn välitulistus.
Lue myös: Yhdistelmäkiertolaitoksen syklin valinta ja CCGT-yksikön kytkentäkaavio
Savukaasujen lämpötilan vaikutus CCGT-laitoksen hyötysuhteeseen
Kaasujen lämpötilan noustessa turbiinin sisään- ja ulostulossa GTU-syklin höyryparametrit ja höyryosan tehokkuus kasvavat, mikä osaltaan lisää CCGT:n tehokkuutta.
Tiettyjen suuntien valinta energiakoneiden luomiseksi, parantamiseksi ja laajamittaiseksi tuotannolle tulee päättää ottamalla huomioon termodynaamisen täydellisyyden lisäksi myös hankkeiden investointivetoisuus. Venäjän teknisten ja tuotannollisten hankkeiden investointi houkuttelevuus mahdollisille sijoittajille on tärkein ja kiireellisin ongelma, jonka ratkaiseminen ratkaisee pitkälti Venäjän talouden elpymisen.
(Vierailtu 3 318 kertaa, 4 käyntiä tänään)
