Instalacje pracujące w cyklu kombinowanym wytwarzają energię elektryczną i cieplną. Instalacja o cyklu kombinowanym składa się z dwóch oddzielnych bloków: elektrowni parowej i turbiny gazowej. Paliwem krajowych jednostek CCGT jest gaz ziemny, ale może to być zarówno gaz ziemny, jak i produkty przemysłu petrochemicznego, np. olej opałowy. W elektrowniach pracujących w cyklu kombinowanym pierwszy generator znajduje się na tym samym wale co turbina gazowa, która wytwarza prąd elektryczny w wyniku obrotu wirnika. Przechodząc przez turbinę gazową produkty spalania oddają jej część swojej energii, a następnie produkty spalania trafiają do elektrowni parowej, kotła na ciepło odzysknicowe, gdzie wytwarzana jest para wodna dostarczana do turbiny parowej.
Głównym trendem w rozwoju światowej i krajowej energetyki cieplnej jest w ostatnim czasie budowa elektrowni o cyklu kombinowanym (CCGT). Połączenie cykli bazujących na turbinach gazowych, tj. zespół turbiny gazowej i zespół turbiny parowej (odpowiednio obiegi Braytona i Rankine'a) zapewniają gwałtowny skok sprawności cieplnej elektrowni, przy czym około dwie trzecie jej mocy pochodzi z zespołu turbiny gazowej. Jak już wspomniano, para wytwarzana z ciepła gazów spalinowych turbiny gazowej napędza turbinę parową.
Ogólną koncepcję kotłów na ciepło odpadowe w schemacie CCGT można uzyskać na podstawie krótkiego opisu HRSG typu HRSG:
Kocioł na ciepło odpadowe typu HRSG w ramach bloku CCGT przeznaczony jest do wytwarzania pary przegrzanej o wysokim, średnim i niskim ciśnieniu, wykorzystując ciepło gorących gazów spalinowych zespołu turbiny gazowej.
Kocioł na ciepło odpadowe HRSG jest typem bębna pionowego, z naturalnym obiegiem w obiegach odparowania wysokiego, średniego i niskiego ciśnienia, z własną ramą nośną.
Konstrukcja kotła na ciepło odpadowe zapewnia możliwość wstępnego rozruchu i operacyjnego płukania wodno-chemicznego ścieżki para-woda, a także konserwację wewnętrznych powierzchni kotła podczas przestojów.
Na drodze para-woda obieg hydrauliczny kotła odzysknicowego składa się z trzech niezależnych obiegów o różnych poziomach ciśnienia:
ścieżka niskiego ciśnienia;
przewód średniociśnieniowy;
ścieżkę wysokiego ciśnienia.
Powierzchnie grzewcze rur (parowniki, przegrzewacze itp.) tego kotła są umieszczone poziomo. Wszystkie mają konstrukcję wężową z układami rurowymi, które są połączone kolektorami i za pomocą systemu rurociągów wylotowych są połączone z bębnem separatora. Dzięki tej konstrukcji naprężenia termiczne podczas zmian obciążenia i rozruchów są znacznie niższe, pakiety rur mogą swobodnie się rozszerzać, co minimalizuje ryzyko zakleszczenia, prowadzącego do zniszczenia rury.
Rury wymienników ciepła sekcji HP, SD i LP wykonane są z ciągłymi żebrami, uwzględniając konwekcyjny charakter wymiany ciepła pomiędzy gorącymi gazami z zespołu turbiny gazowej a powierzchniami wymiany ciepła. Żebra wykonane są ze stali węglowej o średnicy 62-68 mm i grubości 1 mm.
System oczyszczania pary z kropli wody kotłowej jest uproszczony, nie posiada cyklonów wewnątrzbębnowych, jak to ma miejsce w konwencjonalnych kotłach parowych. Istnieją linie do okresowego czyszczenia bębnów, natomiast nie ma specjalnych linii do okresowego czyszczenia parowników z dolnych punktów, gdzie linie te są bardziej istotne w związku z usuwaniem nagromadzonych osadów z kotła.
Z bębna para nasycona wchodzi do przegrzewacza wysokociśnieniowego.
Kocioł na ciepło odpadowe HRSG wykorzystuje gazy spalinowe turbiny gazowej bloku. Wzdłuż ruchu spalin powierzchnie grzewcze kotła są rozmieszczone w następującej kolejności:
Stopień wyjściowy przegrzewacza HP;
stopień ponownego nagrzewania wyjścia;
druga część stopnia wejściowego przegrzewacza HP;
podgrzać stopień wejściowy;
pierwsza część stopnia wlotowego przegrzewacza HP;
Parownik HP;
Drugi stopień ekonomizera HP;
przegrzewacz SD;
przegrzewacz niskiego ciśnienia;
Pierwszy stopień ekonomizera HP;
Parownik LED;
Ekonomizer LED, część wyjściowa pierwszego stopnia / ekonomizer HP, część wyjściowa pierwszego stopnia;
Parownik LPG;
część wlotowa ekonomizera SD pierwszego stopnia / część wlotowa ekonomizera HP pierwszego stopnia;
podgrzewacz kondensatu (ekonomizer LP).
W części spalinowej kotła zamontowany jest tłumik i przepustnica, które zapobiegają przedostawaniu się opadów atmosferycznych do kotła podczas postoju.
Bardziej szczegółowe informacje na temat tego kotła na ciepło odzysknicowe można znaleźć w naszym przykładzie „
Instalacja CCGT przeznaczona do jednoczesnego przetwarzania energii dwóch ciał roboczych, pary i gazu, na energię mechaniczną. [GOST 26691 85] Instalacja o cyklu kombinowanym Urządzenie zawierające radiacyjne i konwekcyjne powierzchnie grzewcze,... ...
Instalacja pracująca w cyklu kombinowanym- urządzenie zawierające radiacyjne i konwekcyjne powierzchnie grzewcze, które wytwarzają i przegrzewają parę do pracy turbiny parowej poprzez spalanie paliwa organicznego i odzysk ciepła produktów spalania stosowanych w turbinie gazowej w... ... Oficjalna terminologia
Instalacja pracująca w cyklu kombinowanym- GTU 15. Instalacja gazowo-parowa Instalacja przeznaczona do jednoczesnego przetwarzania energii dwóch cieczy roboczych, pary i gazu, na energię mechaniczną. Źródło: GOST 26691 85: Elektroenergetyka cieplna. Terminy i definicje dokument oryginalny 3.13 par... Słownik-podręcznik terminów dokumentacji normatywnej i technicznej
Elektrownia gazownicza pracująca w cyklu kombinowanym ze zgazowaniem biomasy w cyklu kombinowanym- (w zależności od zastosowanej technologii zgazowania sprawność sięga 36–45%) [A.S. Goldberg. Angielsko-rosyjski słownik energii. 2006] Tematy: energia ogólnie EN biomasa zintegrowane zgazowanie instalacja w cyklu kombinowanym ... Przewodnik tłumacza technicznego
gazownia pracująca w cyklu kombinowanym ze zgazowaniem węgla w cyklu- - [A.S. Goldberg. Angielsko-rosyjski słownik energii. 2006] Tematy: energia ogólnie EN zgazowanie instalacja w cyklu kombinowanym ... Przewodnik tłumacza technicznego
Elektrownia gazownicza pracująca w cyklu kombinowanym ze zgazowaniem węgla w cyklu (CCP-VGU)- - [A.S. Goldberg. Angielsko-rosyjski słownik energii. 2006] Tematy: energia ogólnie EN elektrownia zgazowująca węgiel zintegrowana elektrownia zgazowująca węgiel instalacja w cyklu kombinowanym ... Przewodnik tłumacza technicznego
Instalacja gazowa o cyklu kombinowanym ze zgazowaniem węgla w cyklu za pomocą podmuchu powietrza- - [A.S. Goldberg. Angielsko-rosyjski słownik energii. 2006] Tematy: Energia ogólnie EN Instalacja kombinowana ze zintegrowanym zgazowaniem węgla wdmuchiwanym powietrzem ... Przewodnik tłumacza technicznego
Instalacja gazowa pracująca w cyklu kombinowanym ze zgazowaniem węgla w cyklu za pomocą podmuchu tlenu- - [A.S. Goldberg. Angielsko-rosyjski słownik energii. 2006] Tematy: Energia ogólnie EN Instalacja kombinowana ze zintegrowanym zgazowaniem węgla z wdmuchiwaniem tlenu ... Przewodnik tłumacza technicznego
Instalacja o cyklu kombinowanym z dopalaniem paliwa- - [A.S. Goldberg. Angielsko-rosyjski słownik energii. 2006] Ogólne tematy dotyczące energii EN Instalacja w cyklu kombinowanym z dodatkowym spalaniem ... Przewodnik tłumacza technicznego
Instalacja o cyklu kombinowanym z dodatkowym spalaniem paliwa- - [A.S. Goldberg. Angielsko-rosyjski słownik energii. 2006] Tematy: Energia ogólnie EN Instalacja kombinowana opalana dodatkowym paliwem ... Przewodnik tłumacza technicznego
Agregaty do wytwarzania pary niskociśnieniowej i wysokociśnieniowejDo produkcji energii elektrycznej wykorzystuje się połączone jednostki parowo-gazowe (CCG), połączone w jeden obwód cieplny. Pozwala to na zmniejszenie jednostkowego zużycia paliwa i kosztów kapitałowych. Największe zastosowanie znajdują bloki CCGT z wytwornicą pary wysokociśnieniowej (HNPPU) oraz z wytwornicą pary niskociśnieniowej (LNPPU). Czasami VNPPU nazywane są kotłami wysokociśnieniowymi.
W przeciwieństwie do kotłów pracujących w próżni po stronie gazowej, w komorze spalania i kanałach gazowych kotłów wysokociśnieniowych i doładowanych wytwarza się stosunkowo niskie ciśnienie dla NNPPU (0,005-0,01 MPa) i zwiększone dla VNPPU (0,5-0,7 MPa).
Praca kotła pod ciśnieniem charakteryzuje się wieloma pozytywnymi cechami. Dzięki temu całkowicie eliminuje się zasysanie powietrza do paleniska i kanałów gazowych, co prowadzi do zmniejszenia strat ciepła ze spalinami, a także do zmniejszenia
zmniejszenie zużycia energii potrzebnej do ich pompowania. Zwiększenie ciśnienia w komorze spalania otwiera możliwość pokonania wszelkich oporów powietrza i gazu ze strony wentylatora nadmuchowego (może nie być ciągu dymnego), co również prowadzi do zmniejszenia zużycia energii ze względu na pracę urządzenia nadmuchowego na zimno powietrze.
Wytworzenie nadciśnienia w komorze spalania powoduje odpowiednią intensyfikację procesu spalania paliwa i umożliwia znaczne zwiększenie prędkości gazów w elementach konwekcyjnych kotła do 200-300 m/s. Jednocześnie wzrasta współczynnik przenikania ciepła z gazów do powierzchni grzewczej, co prowadzi do zmniejszenia wymiarów kotła. Jednocześnie jego działanie pod ciśnieniem wymaga gęstej wykładziny i różnych urządzeń zapobiegających wybijaniu produktów spalania do pomieszczenia.
Ryż. 15.1. Schemat ideowy instalacji gazowej z cyklem kombinowanym z VNPPU:
/ - Wlot powietrza; 2 - sprężarka; 3 - paliwo; 4 - komora spalania; 5 - turbina gazowa; 6 - wydech spalin; 7 - generator elektryczny; 8 - kocioł; 9 - turbina parowa; 10 - kondensator; // - pompa; 12 - grzejnik wysokociśnieniowy; 13 - grzejnik regeneracyjny wykorzystujący gazy odlotowe (ekonomizer)
Na ryc. Rysunek 15.1 przedstawia schemat instalacji gazowej o cyklu kombinowanym (CCP) z kotłem wysokociśnieniowym. Spalanie paliwa w piecu takiego kotła odbywa się pod ciśnieniem do 0,6-0,7 MPa, co prowadzi do znacznego obniżenia kosztów metalu na powierzchnie odbierające ciepło. Za kotłem produkty spalania trafiają do turbiny gazowej, na której wale znajduje się sprężarka powietrza i generator elektryczny.
torus Para z kotła wchodzi do turbiny z innym generatorem elektrycznym.
Sprawność termodynamiczną kombinowanego obiegu parowo-gazowego z kotłem wysokociśnieniowym, turbinami gazowymi i parowo-wodnymi przedstawiono na rys. 15.2. Na schemacie i-T obszar 1-2-3-4-1 - praca stopnia gazowego bm, obszar cе\алс - praca stopnia parowego b „; 1-5-6-7-1 - straty ciepła ze spalinami; sbdps - straty ciepła w skraplaczu. Stopień gazowy zabudowany jest częściowo nad stopniem parowym, co powoduje znaczny wzrost sprawności cieplnej instalacji.
Działający kocioł wysokociśnieniowy, opracowany przez NPO TsKTI, ma wydajność 62,5 kg/s. Kocioł wodnorurowy z wymuszonym obiegiem. Ciśnienie pary 14 MPa, temperatura pary przegrzanej 545°C. Paliwem jest gaz (olej opałowy), spalany z objętościową gęstością wydzielania ciepła około 4 MW/m3. Produkty spalania opuszczające kocioł w temperaturze do 775°C i pod ciśnieniem do 0,7 MPa rozprężają się w turbinie gazowej do ciśnienia bliskiego atmosferycznemu. Do ekonomizera trafiają spaliny o temperaturze 460°C, po czym spaliny mają temperaturę około 120°C.
Zasadniczy schemat cieplny bloku CCGT z VNPPU o mocy 200 MW przedstawiono na rys. 15.3. W skład instalacji wchodzi turbina parowa K-160-130 oraz turbina gazowa GT-35/44-770. Ze sprężarki powietrze dostaje się do pieca VNPPU, gdzie dostarczane jest paliwo. Gazy pod wysokim ciśnieniem za przegrzewaczem o temperaturze 770°C trafiają do turbiny gazowej, a następnie do ekonomizera. Schemat przewiduje dodatkową komorę spalania, która zapewnia nominalną temperaturę gazów przed turbiną gazową przy zmianie obciążenia. W kombinowanych jednostkach CCGT jednostkowe zużycie paliwa jest o 4-6% mniejsze niż w konwencjonalnych turbinach parowych, a także zmniejszają się inwestycje kapitałowe. 
Ryż. 15.2. T, ї-diagram dla połączonego cyklu parowo-gazowego
Do elektrowni cieplnych(CHP) obejmują elektrownie, które wytwarzają i dostarczają odbiorcom nie tylko energię elektryczną, ale także energię cieplną. W tym przypadku para z pośrednich wyciągów turbiny, częściowo wykorzystana już w pierwszych etapach rozbudowy turbiny do produkcji energii elektrycznej, a także gorąca woda o temperaturze 100-150°C, podgrzewana parą pobieraną z turbiny , służą jako chłodziwa. Para z kotła parowego wchodzi do turbiny przewodem parowym, gdzie rozpręża się do ciśnienia w skraplaczu, a jej energia potencjalna zamieniana jest na mechaniczną pracę obrotową wirnika turbiny i połączonego z nim wirnika generatora. Po kilku etapach rozprężania część pary jest pobierana z turbiny i przesyłana rurociągiem parowym do odbiornika pary. Miejsce poboru pary, a co za tym idzie jej parametry, ustalane są z uwzględnieniem wymagań odbiorcy. Ponieważ ciepło w elektrowni cieplnej jest wykorzystywane do produkcji energii elektrycznej i cieplnej, efektywność elektrowni cieplnych różni się w zakresie produkcji i dostarczania energii elektrycznej oraz wytwarzania i dostarczania energii cieplnej.
Zespoły turbin gazowych(GTU) składają się z trzech głównych elementów: sprężarki powietrza, komory spalania i turbiny gazowej. Powietrze z atmosfery dostaje się do sprężarki napędzanej silnikiem rozrusznika i jest sprężane. Następnie jest podawany pod ciśnieniem do komory spalania, gdzie pompa paliwowa dostarcza jednocześnie paliwo ciekłe lub gazowe. Aby obniżyć temperaturę gazu do akceptowalnego poziomu (750-770°C), do komory spalania dostarcza się 3,5-4,5 razy więcej powietrza niż potrzeba do spalania paliwa. W komorze spalania dzieli się na dwa strumienie: jeden wpływa do płomienicy i zapewnia całkowite spalenie paliwa, drugi opływa płomienicę od zewnątrz i mieszając się z produktami spalania, obniża ich temperaturę. Za komorą spalania gazy trafiają do turbiny gazowej, która znajduje się na tym samym wale, co sprężarka i generator. Tam rozszerzają się (do ciśnienia w przybliżeniu atmosferycznego), wykonują pracę poprzez obrót wału turbiny, a następnie są wyrzucane przez komin. Moc turbiny gazowej jest znacznie mniejsza od mocy turbiny parowej i obecnie jej sprawność wynosi około 30%.
Instalacje pracujące w cyklu kombinowanym(CCG) to połączenie jednostek turbiny parowej (STU) i turbiny gazowej (GTU). Takie połączenie pozwala na ograniczenie strat ciepła odpadowego z turbin gazowych lub ciepła ze gazów spalinowych kotłów parowych, co zapewnia wzrost sprawności w porównaniu do pojedynczych turbin parowych i turbin gazowych. Ponadto dzięki takiemu połączeniu uzyskuje się szereg zalet konstrukcyjnych, co prowadzi do tańszego montażu. Rozpowszechniły się dwa typy jednostek CCGT: z kotłami wysokociśnieniowymi i z odprowadzaniem gazów spalinowych z turbiny do komory spalania konwencjonalnego kotła. Kocioł wysokociśnieniowy zasilany jest gazem lub oczyszczonym paliwem płynnym. Spaliny opuszczające kocioł o wysokiej temperaturze i nadciśnieniu kierowane są do turbiny gazowej, na tym samym wale, przy którym znajduje się sprężarka i generator. Sprężarka wtłacza powietrze do komory spalania kotła. Para z kotła wysokociśnieniowego kierowana jest do turbiny kondensacyjnej, na tym samym wale, na którym znajduje się generator. Para wydobywająca się z turbiny przechodzi do skraplacza i po skropleniu jest dostarczana z powrotem do kotła za pomocą pompy. Gazy spalinowe z turbiny kierowane są do ekonomizera w celu podgrzania wody zasilającej kocioł. W tym schemacie oddymiacz nie jest wymagany do usuwania gazów spalinowych z kotła wysokociśnieniowego, funkcję pompy dmuchawy pełni sprężarka. Sprawność instalacji jako całości sięga 42-43%. W innym schemacie instalacji z cyklem kombinowanym ciepło gazów spalinowych z turbiny wykorzystywane jest w kotle. Możliwość odprowadzania spalin turbinowych do komory spalania kotła polega na tym, że w komorze spalania zespołu turbiny gazowej spalane jest paliwo (gaz) przy dużym nadmiarze powietrza i zawartości tlenu w spalinach (16-18%) wystarczy do spalenia większości paliwa.
29. EJ: konstrukcja, rodzaje reaktorów, parametry, charakterystyki eksploatacyjne.
Elektrownie jądrowe zaliczane są do elektrowni cieplnych, ponieważ ich urządzenie zawiera generatory ciepła, chłodziwo i generator elektryczny. prąd - turbina.
Elektrownie jądrowe mogą obejmować elektrownie kondensacyjne, elektrociepłownie (CHP), elektrownie jądrowe (HSP).
Reaktory jądrowe są klasyfikowane według różnych kryteriów:
1. według poziomu energii neutronów:
O neutronach termicznych
O szybkich neutronach
2. według rodzaju moderatora neutronów: woda, ciężka woda, grafit.
3. według rodzaju chłodziwa: woda, ciężka woda, gaz, ciekły metal
4. według liczby obwodów: jedno-, dwu-, trzyobwodowe
W nowoczesnych reaktorach neutrony termiczne wykorzystuje się głównie do rozszczepienia jąder paliwa źródłowego. Wszystkie posiadają przede wszystkim tzw rdzeń, do którego ładowane jest paliwo jądrowe zawierające uran 235 moderator(zwykle grafit lub woda). Aby ograniczyć wyciek neutronów z rdzenia, ten ostatni jest otoczony reflektor , zwykle wykonane z tego samego materiału co moderator.
Za reflektorem na zewnątrz reaktora znajduje się zabezpieczenie betonu od promieniowania radioaktywnego. Obciążenie reaktora paliwem jądrowym zwykle znacznie przekracza obciążenie krytyczne. Aby w sposób ciągły utrzymać reaktor w stanie krytycznym w miarę wypalania się paliwa, do rdzenia wprowadza się silny absorber neutronów w postaci prętów borowo-mocznikowych. Taki pręty zwany regulujący lub kompensacyjne. Podczas rozszczepienia jądrowego uwalniana jest duża ilość ciepła, które jest usuwane płyn chłodzący do wymiennika ciepła generator pary, gdzie zamienia się w płyn roboczy - parę. Wchodzi para turbina i obraca swój wirnik, którego wał jest połączony z wałem generator. Dopływa para wyczerpana w turbinie kondensator, po czym skroplona woda ponownie trafia do wymiennika ciepła i cykl się powtarza.
Jakie są przyczyny wprowadzenia jednostek CCGT w Rosji, dlaczego decyzja ta jest trudna, ale konieczna?
Dlaczego rozpoczęli budowę elektrowni CCGT?
Zdecentralizowany rynek wytwarzania energii elektrycznej i ciepła narzuca przedsiębiorstwom energetycznym konieczność zwiększania konkurencyjności swoich produktów. Najważniejsze jest dla nich zminimalizowanie ryzyka inwestycji i realnych efektów, jakie można uzyskać stosując tę technologię.
Zniesienie państwowych regulacji na rynku energii elektrycznej i ciepła, który stanie się produktem komercyjnym, spowoduje wzrost konkurencji pomiędzy ich producentami. Dlatego w przyszłości jedynie niezawodne i wysoce rentowne elektrownie będą w stanie zapewnić dodatkowe inwestycje kapitałowe w nowe projekty.
Kryteria wyboru CCGT
Wybór tego czy innego rodzaju CCGT zależy od wielu czynników. Jednym z najważniejszych kryteriów realizacji projektu jest jego opłacalność ekonomiczna i bezpieczeństwo.
Analiza istniejącego rynku elektrowni wskazuje na duże zapotrzebowanie na elektrownie niedrogie, niezawodne i wysokosprawne. Modułowa, dostosowana do indywidualnych potrzeb konstrukcja wykonana zgodnie z tą koncepcją sprawia, że instalację można łatwo dostosować do wszelkich warunków lokalnych i specyficznych wymagań klienta.
Takie produkty zadowalają ponad 70% klientów. Warunki te w dużej mierze odpowiadają elektrociepłowniom typu GT i SG-CHP typu utylizacyjnego (binarnego).
Impas energetyczny
Z analizy rosyjskiej energetyki przeprowadzonej przez szereg instytutów akademickich wynika, że już dziś rosyjska elektroenergetyka traci praktycznie 3-4 GW mocy rocznie. W rezultacie do 2005 r. ilość sprzętu, który wyczerpał swoje zasoby fizyczne, wyniesie według RAO JES z Rosji 38% całkowitej mocy, a do 2010 r. liczba ta będzie już wynosić 108 mln kW (46%) .
Jeśli wydarzenia rozwiną się dokładnie według tego scenariusza, to większość bloków energetycznych na skutek starzenia się w nadchodzących latach wejdzie w strefę zagrożenia poważną awarią. Problem technicznego doposażenia wszystkich typów istniejących elektrowni pogłębia fakt, że nawet niektóre ze stosunkowo „młodych” bloków energetycznych o mocy 500-800 MW wyczerpały żywotność swoich głównych podzespołów i wymagają poważnych prac renowacyjnych.
Przeczytaj także: Znaczenie kapitału przy projektowaniu instalacji o cyklu kombinowanym
Rekonstrukcja elektrowni jest łatwiejsza i tańsza
Wydłużenie żywotności elektrowni poprzez wymianę dużych elementów głównych urządzeń (wirników turbin, powierzchni grzewczych kotłów, rurociągów parowych) jest oczywiście znacznie tańsze niż budowa nowych elektrowni.
Dla elektrowni i zakładów produkcyjnych często wygodna i opłacalna jest wymiana sprzętu na podobny do tego, który jest demontowany. Nie wykorzystuje to jednak możliwości znacznego zwiększenia zużycia paliwa, nie zmniejsza zanieczyszczenia środowiska, nie wykorzystuje nowoczesnych środków zautomatyzowanych systemów nowego sprzętu oraz zwiększa koszty eksploatacji i napraw.
Niska sprawność elektrowni
Rosja stopniowo wkracza na europejski rynek energii i przystąpi do WTO, ale jednocześnie od wielu lat utrzymujemy niezwykle niski poziom sprawności cieplnej elektroenergetyki. Średni poziom sprawności elektrowni pracujących w trybie kondensacyjnym wynosi 25%. Oznacza to, że jeśli cena paliwa wzrośnie do poziomu światowego, cena energii elektrycznej w naszym kraju nieuchronnie stanie się półtora do dwóch razy wyższa niż światowa, co wpłynie na inne towary. Dlatego też należy przeprowadzić przebudowę bloków energetycznych i ciepłowni tak, aby wprowadzane nowe urządzenia i poszczególne podzespoły elektrowni odpowiadały współczesnemu, światowemu poziomowi.
Branża energetyczna wybiera technologie gazowe w cyklu kombinowanym
Obecnie, pomimo trudnej sytuacji finansowej, biura projektowe energetyki i instytuty badawcze silników lotniczych wznowiły prace nad nowymi systemami wyposażenia elektrowni cieplnych. W szczególności mówimy o stworzeniu elektrowni kondensacyjnych parowo-gazowych o sprawności do 54-60%.
Oceny ekonomiczne różnych organizacji krajowych wskazują na realną szansę na obniżenie kosztów produkcji energii elektrycznej w Rosji w przypadku budowy takich elektrowni.
Nawet proste turbiny gazowe będą bardziej wydajne pod względem wydajności
W elektrowniach cieplnych nie ma konieczności powszechnego stosowania jednostek CCGT tego samego typu co PGU-325 i PGU-450. Rozwiązania obwodów mogą się różnić w zależności od konkretnych warunków, w szczególności stosunku obciążeń termicznych i elektrycznych.
Przeczytaj także: Jak dobrać zespół turbiny gazowej do stacji z zespołem CCGT
W najprostszym przypadku, wykorzystując ciepło gazów spalinowych z turbozespołu gazowego do zaopatrzenia w ciepło lub do produkcji pary technologicznej, sprawność elektryczna elektrowni cieplnej wyposażonej w nowoczesne bloki turbiny gazowej osiągnie poziom 35%, co jest jednocześnie znacznie wyższe od istniejących obecnie. O różnicach w sprawności elektrowni z turbiną gazową i elektrowni z turbiną parową - przeczytaj artykuł Czym różni się sprawność elektrowni z turbiną gazową od sprawności elektrowni z turbiną gazową o cyklu kombinowanym dla elektrowni krajowych i zagranicznych
Zastosowanie turbozespołów gazowych w elektrowniach cieplnych może być bardzo szerokie. Obecnie około 300 turbozespołów parowych elektrowni cieplnych o mocy 50-120 MW zasilanych jest parą z kotłów spalających 90 i więcej procent gazu ziemnego. W zasadzie wszystkie nadają się do doposażenia technicznego z wykorzystaniem turbin gazowych o mocy jednostkowej 60-150 MW.
Trudności w realizacji zespołów turbin gazowych i zespołów turbin gazowych o cyklu kombinowanym
Jednakże proces przemysłowego wdrażania bloków turbin gazowych i bloków gazowo-parowych w naszym kraju postępuje niezwykle wolno. Główną przyczyną są trudności inwestycyjne związane z koniecznością przeprowadzenia dość dużych inwestycji finansowych w jak najkrótszym czasie.
Kolejna okoliczność ograniczająca związana jest z wirtualną nieobecnością w ofercie krajowych producentów turbin gazowych czysto energetycznych, które zostały przetestowane w działaniu na dużą skalę. Za prototypy takich turbin gazowych można uznać turbiny gazowe nowej generacji.
Binarny CCGT bez regeneracji
Binarne jednostki CCGT mają pewną zaletę, ponieważ są najtańsze i najbardziej niezawodne w działaniu. Część parowa binarnych jednostek CCGT jest bardzo prosta, ponieważ regeneracja pary jest nieopłacalna i nie jest wykorzystywana. Temperatura pary przegrzanej jest o 20-50°C niższa od temperatury gazów spalinowych w zespole turbiny gazowej. Obecnie osiągnął poziom normy energetycznej 535-565°C. Ciśnienie pary świeżej dobiera się tak, aby w końcowych etapach zapewnić akceptowalną wilgotność, której warunki pracy i rozmiary łopatek są w przybliżeniu takie same jak w turbinach parowych dużej mocy.
Wpływ ciśnienia pary na sprawność bloków CCGT
Oczywiście brane są pod uwagę czynniki ekonomiczne i kosztowe, ponieważ ciśnienie pary ma niewielki wpływ na sprawność cieplną jednostki CCGT. W celu obniżenia ciśnienia temperaturowego pomiędzy gazami a ośrodkiem parowo-wodnym oraz lepszego wykorzystania ciepła gazów odlotowych w turbinie gazowej przy mniejszych stratach termodynamicznych, odparowywanie wody zasilającej organizuje się na dwóch lub trzech poziomach ciśnienia. Para powstająca pod niskim ciśnieniem jest mieszana w pośrednich punktach toru przepływu turbiny. Prowadzone jest także pośrednie przegrzanie pary.
Przeczytaj także: Wybór cyklu instalacji o cyklu kombinowanym i schemat obwodu jednostki CCGT
Wpływ temperatury gazów spalinowych na sprawność instalacji CCGT
Wraz ze wzrostem temperatury gazów na wlocie i wylocie turbiny wzrastają parametry pary i sprawność części parowej cyklu GTU, przyczyniając się do ogólnego wzrostu sprawności CCGT.
O wyborze konkretnych kierunków tworzenia, udoskonalania i produkcji maszyn energetycznych na dużą skalę należy decydować, biorąc pod uwagę nie tylko doskonałość termodynamiczną, ale także atrakcyjność inwestycyjną projektów. Atrakcyjność inwestycyjna rosyjskich projektów techniczno-produkcyjnych dla potencjalnych inwestorów jest najważniejszym i palącym problemem, którego rozwiązanie w dużej mierze determinuje ożywienie rosyjskiej gospodarki.
(Odwiedziono 3318 razy, dzisiaj 4 wizyty)
