คุณสมบัติของโรงผลิตก๊าซหมุนเวียน แผนผังของโรงผลิตก๊าซหมุนเวียน CCGT พร้อมวงจรแรงดันสามเท่า

โรงไฟฟ้าพลังความร้อนร่วมผลิตไฟฟ้าและพลังงานความร้อน โรงไฟฟ้าพลังความร้อนร่วมประกอบด้วยสองช่วงตึกที่แยกจากกัน: พลังไอน้ำและกังหันก๊าซ เชื้อเพลิงของหน่วย CCGT ในประเทศคือก๊าซธรรมชาติ แต่อาจเป็นก๊าซธรรมชาติหรือผลิตภัณฑ์ของอุตสาหกรรมปิโตรเคมี เช่น น้ำมันเตาก็ได้ ในโรงไฟฟ้าพลังความร้อนร่วม เครื่องกำเนิดไฟฟ้าเครื่องแรกจะอยู่บนเพลาเดียวกันกับกังหันแก๊ส ซึ่งผลิตกระแสไฟฟ้าเนื่องจากการหมุนของโรเตอร์ เมื่อผ่านกังหันแก๊ส ผลิตภัณฑ์ที่เผาไหม้จะให้พลังงานส่วนหนึ่ง จากนั้นผลิตภัณฑ์ที่เผาไหม้จะเข้าสู่โรงไฟฟ้าพลังไอน้ำ ซึ่งเป็นหม้อต้มความร้อนเหลือทิ้ง ซึ่งเป็นที่ซึ่งไอน้ำที่จ่ายให้กับกังหันไอน้ำจะถูกสร้างขึ้น

เมื่อเร็ว ๆ นี้ การก่อสร้างโรงไฟฟ้าพลังความร้อนร่วม (หรือ CCGT) ถือเป็นเทรนด์หลักในการพัฒนาวิศวกรรมพลังงานความร้อนทั้งในประเทศและทั่วโลก การรวมกันของรอบการทำงานที่ใช้กังหันก๊าซ ได้แก่ หน่วยกังหันก๊าซและหน่วยกังหันไอน้ำ (รอบของ Brayton และ Rankine ตามลำดับ) ช่วยให้ประสิทธิภาพเชิงความร้อนของโรงไฟฟ้าเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว โดยประมาณสองในสามของพลังงานที่มาจากหน่วยกังหันก๊าซ ไอน้ำที่เกิดจากความร้อนของก๊าซไอเสียของกังหันก๊าซดังที่ได้กล่าวไปแล้วจะขับเคลื่อนกังหันไอน้ำ

แนวคิดทั่วไปเกี่ยวกับหม้อไอน้ำความร้อนเหลือทิ้งในโครงการ CCGT สามารถรับได้จากคำอธิบายสั้น ๆ ของ HRSG ประเภท HRSG:

หม้อต้มความร้อนเหลือทิ้งประเภท HRSG ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของหน่วย CCGT ได้รับการออกแบบมาเพื่อผลิตไอน้ำร้อนยวดยิ่งที่มีความดันสูง ปานกลาง และต่ำ โดยใช้ความร้อนของก๊าซไอเสียร้อนของหน่วยกังหันก๊าซ

หม้อต้มความร้อนทิ้ง HRSG เป็นแบบถังแนวตั้งที่มีการหมุนเวียนตามธรรมชาติในวงจรการระเหยแรงดันสูง ปานกลาง และต่ำ พร้อมโครงรองรับของตัวเอง

การออกแบบหม้อต้มความร้อนเหลือทิ้งช่วยให้มีความเป็นไปได้ในการล้างสารเคมีน้ำและน้ำก่อนเริ่มต้นและการปฏิบัติงานของเส้นทางไอน้ำและน้ำตลอดจนการรักษาพื้นผิวภายในของหม้อไอน้ำในระหว่างการปิดเครื่อง

ตลอดเส้นทางไอน้ำ-น้ำ วงจรไฮดรอลิกของหม้อต้มความร้อนเหลือทิ้งประกอบด้วยวงจรอิสระสามวงจรที่มีระดับแรงดันต่างกัน:

เส้นทางแรงดันต่ำ

ทางเดินแรงดันปานกลาง

เส้นทางแรงดันสูง

พื้นผิวทำความร้อนของท่อ (เครื่องระเหย, เครื่องทำความร้อนยิ่งยวด ฯลฯ ) ของหม้อไอน้ำนี้อยู่ในแนวนอน ทั้งหมดมีการออกแบบระบบท่อแบบขดซึ่งเชื่อมต่อกันโดยนักสะสมและเชื่อมต่อกับดรัมแยกโดยใช้ระบบท่อทางออก ด้วยการออกแบบนี้ ความเครียดจากความร้อนระหว่างการเปลี่ยนแปลงโหลดและการสตาร์ทจะลดลงอย่างมาก บรรจุภัณฑ์ของท่อสามารถขยายได้อย่างอิสระ ซึ่งช่วยลดความเสี่ยงของการหนีบ ส่งผลให้ท่อถูกทำลาย

ท่อแลกเปลี่ยนความร้อนของส่วน HP, SD และ LP ถูกสร้างขึ้นด้วยครีบต่อเนื่อง โดยคำนึงถึงลักษณะการพาความร้อนของการแลกเปลี่ยนความร้อนระหว่างก๊าซร้อนจากหน่วยกังหันก๊าซและพื้นผิวการแลกเปลี่ยนความร้อน ครีบทำจากเหล็กคาร์บอน เส้นผ่านศูนย์กลาง 62-68 มม. และความหนา 1 มม.

ระบบทำความสะอาดไอน้ำจากหยดน้ำในหม้อต้มนั้นง่ายขึ้น เนื่องจากไม่มีไซโคลนในถังเหมือนที่มีในหม้อต้มไอน้ำทั่วไป มีเส้นสำหรับการไล่ออกจากถังเป็นระยะ แต่ไม่มีเส้นพิเศษสำหรับการไล่ล้างคอยล์เย็นเป็นระยะจากจุดที่ต่ำกว่า ซึ่งเส้นเหล่านี้มีความเกี่ยวข้องมากกว่าในการกำจัดตะกอนที่สะสมออกจากหม้อไอน้ำ

จากถังซัก ไอน้ำอิ่มตัวจะเข้าสู่เครื่องทำความร้อนยิ่งยวดยิ่งแรงดันสูง

หม้อต้มความร้อนเหลือทิ้ง HRSG ทำงานโดยใช้ก๊าซไอเสียของกังหันก๊าซของตัวเครื่อง ในทิศทางการเคลื่อนที่ของก๊าซไอเสีย พื้นผิวทำความร้อนของหม้อไอน้ำจะอยู่ตามลำดับต่อไปนี้:

ขั้นตอนการส่งออก HP superheater;

ขั้นตอนการอุ่นเอาต์พุต

ส่วนที่สองของขั้นตอนการป้อนข้อมูลของ HP superheater

อุ่นขั้นตอนการป้อนข้อมูล;

ส่วนแรกของระยะทางเข้าของ HP superheater

เครื่องระเหย HP;

HP Economizer ขั้นตอนที่สอง

SD ซุปเปอร์ฮีทเตอร์;

LP ซุปเปอร์ฮีทเตอร์;

HP economizer ขั้นแรก;

เครื่องระเหย LED;

LED Economizer ส่วนเอาต์พุตของสเตจแรก / HP Economizer ส่วนเอาท์พุตของสเตจแรก

LP เครื่องระเหย;

ส่วนทางเข้า Economizer SD ของระยะแรก / ส่วนทางเข้า Economizer HP ของระยะแรก

เครื่องทำความร้อนคอนเดนเสท (LP economizer)

มีการติดตั้งท่อไอเสียและแดมเปอร์ในส่วนไอเสียของหม้อไอน้ำเพื่อป้องกันการตกตะกอนจากการเข้าสู่หม้อไอน้ำในระหว่างการหยุดนิ่ง

ข้อมูลรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับหม้อต้มความร้อนเหลือทิ้งนี้สามารถพบได้ในตัวอย่างของเรา "

การติดตั้ง CCGT ออกแบบมาเพื่อแปลงพลังงานของหน่วยงานสองแห่ง ได้แก่ ไอน้ำและก๊าซให้เป็นพลังงานกลไปพร้อมๆ กัน [GOST 26691 85] โรงงานวงจรรวม อุปกรณ์ที่มีพื้นผิวการแผ่รังสีและการพาความร้อน... ...

โรงงานวงจรรวม- อุปกรณ์ที่มีพื้นผิวการแผ่รังสีและการพาความร้อนที่สร้างและไอน้ำร้อนยวดยิ่งสำหรับการทำงานของกังหันไอน้ำโดยการเผาไหม้เชื้อเพลิงอินทรีย์และรีไซเคิลความร้อนของผลิตภัณฑ์ที่เผาไหม้ที่ใช้ในกังหันก๊าซใน... ... คำศัพท์ที่เป็นทางการ

โรงงานวงจรรวม- GTU 15. โรงไฟฟ้าพลังความร้อนร่วม การติดตั้งที่ออกแบบมาเพื่อแปลงพลังงานของของไหลทำงาน 2 ชนิด ไอน้ำและก๊าซ เป็นพลังงานกลไปพร้อมๆ กัน ที่มา: GOST 26691 85: วิศวกรรมพลังงานความร้อน ข้อกำหนดและคำจำกัดความเอกสารต้นฉบับ 3.13 พาร์... หนังสืออ้างอิงพจนานุกรมเกี่ยวกับเอกสารเชิงบรรทัดฐานและทางเทคนิค

โรงงานผลิตก๊าซหมุนเวียนแบบผสมผสานที่มีการแปรสภาพเป็นก๊าซชีวมวลภายในวงจร- (ขึ้นอยู่กับเทคโนโลยีการแปรสภาพเป็นแก๊สที่ใช้ ประสิทธิภาพจะสูงถึง 36–45%) [A.S. Goldberg. พจนานุกรมพลังงานภาษาอังกฤษเป็นภาษารัสเซีย 2549] หัวข้อ: พลังงานโดยทั่วไป โรงไฟฟ้าชีวมวลรวมชีวมวล EN วงจรรวม ... คู่มือนักแปลด้านเทคนิค

โรงผลิตก๊าซธรรมชาติแบบผสมผสานที่มีการแปรสภาพเป็นแก๊สถ่านหินในวัฏจักร- - [เอเอส โกลด์เบิร์ก พจนานุกรมพลังงานภาษาอังกฤษเป็นภาษารัสเซีย 2549] หัวข้อ: พลังงานโดยทั่วไป โรงไฟฟ้าพลังความร้อนร่วมแปรสภาพเป็นแก๊ส EN ... คู่มือนักแปลด้านเทคนิค

โรงผลิตก๊าซธรรมชาติแบบผสมผสานที่มีการแปรสภาพเป็นแก๊สถ่านหินในวัฏจักร (CCP-VGU)- - [เอเอส โกลด์เบิร์ก พจนานุกรมพลังงานภาษาอังกฤษเป็นภาษารัสเซีย 2549] หัวข้อ: พลังงานโดยทั่วไป โรงไฟฟ้าถ่านหิน EN แปรสภาพเป็นแก๊ส โรงไฟฟ้าพลังความร้อนร่วมแบบรวมถ่านหินแปรสภาพเป็นแก๊ส ... คู่มือนักแปลด้านเทคนิค

โรงผลิตก๊าซธรรมชาติแบบผสมผสานที่มีการแปรสภาพเป็นก๊าซถ่านหินในวัฏจักรโดยใช้ระเบิดทางอากาศ- - [เอเอส โกลด์เบิร์ก พจนานุกรมพลังงานภาษาอังกฤษเป็นภาษารัสเซีย 2549] หัวข้อ: พลังงานโดยทั่วไป EN โรงไฟฟ้าพลังความร้อนร่วมที่ใช้ถ่านหินแบบผสมผสานโดยใช้อากาศเป่า ... คู่มือนักแปลด้านเทคนิค

โรงผลิตก๊าซธรรมชาติแบบผสมผสานที่มีการแปรสภาพเป็นแก๊สถ่านหินในวัฏจักรโดยใช้การระเบิดของออกซิเจน- - [เอเอส โกลด์เบิร์ก พจนานุกรมพลังงานภาษาอังกฤษเป็นภาษารัสเซีย 2549] หัวข้อ: พลังงานโดยทั่วไป EN ออกซิเจนเป่าแบบบูรณาการถ่านหินแปรสภาพเป็นแก๊สพืชวงจรรวม ... คู่มือนักแปลด้านเทคนิค

โรงไฟฟ้าพลังความร้อนร่วมพร้อมเชื้อเพลิงหลังการเผาไหม้- - [เอเอส โกลด์เบิร์ก พจนานุกรมพลังงานภาษาอังกฤษเป็นภาษารัสเซีย 2549] หัวข้อด้านพลังงานในโรงไฟฟ้าพลังความร้อนร่วม EN ทั่วไปที่มีการเผาเสริม ... คู่มือนักแปลด้านเทคนิค

โรงไฟฟ้าพลังความร้อนร่วมที่มีการเผาไหม้เชื้อเพลิงเพิ่มเติม- - [เอเอส โกลด์เบิร์ก พจนานุกรมพลังงานภาษาอังกฤษเป็นภาษารัสเซีย 2549] หัวข้อ: พลังงานโดยทั่วไปในโรงไฟฟ้าพลังความร้อนร่วมที่ใช้เชื้อเพลิงเสริม EN ... คู่มือนักแปลด้านเทคนิค

หน่วยผลิตไอน้ำแรงดันต่ำและแรงดันสูง
สำหรับการผลิตไฟฟ้าจะใช้หน่วยก๊าซไอน้ำรวม (CCG) ซึ่งรวมอยู่ในวงจรความร้อนเดียว ส่งผลให้สามารถลดการใช้เชื้อเพลิงเฉพาะและต้นทุนเงินทุนได้ การใช้งานสูงสุดพบได้ในหน่วย CCGT ที่มีหน่วยสร้างไอน้ำแรงดันสูง (HNPPU) และหน่วยสร้างไอน้ำแรงดันต่ำ (LNPPU) บางครั้ง VNPPU เรียกว่าหม้อต้มน้ำแรงดันสูง
ต่างจากหม้อไอน้ำที่ทำงานภายใต้สุญญากาศด้านแก๊ส แรงดันค่อนข้างต่ำถูกสร้างขึ้นในห้องเผาไหม้และท่อก๊าซของหม้อไอน้ำแรงดันสูงและซุปเปอร์ชาร์จสำหรับ NNPPU (0.005-0.01 MPa) และเพิ่มขึ้นสำหรับ VNPPU (0.5-0.7 MPa)
การทำงานของหม้อไอน้ำภายใต้ความกดดันนั้นมีคุณลักษณะเชิงบวกหลายประการ ดังนั้นการดูดอากาศเข้าสู่เตาเผาและท่อก๊าซจึงถูกกำจัดออกไปโดยสิ้นเชิง ซึ่งนำไปสู่การลดการสูญเสียความร้อนจากก๊าซไอเสียตลอดจนการลดลง
ลดการใช้พลังงานในการสูบน้ำ การเพิ่มความดันในห้องเผาไหม้เปิดโอกาสให้เอาชนะความต้านทานของอากาศและก๊าซทั้งหมดเนื่องจากพัดลมเป่า (อาจไม่มีควัน) ซึ่งยังนำไปสู่การลดการใช้พลังงานเนื่องจากการทำงานของอุปกรณ์เป่าในที่เย็น อากาศ.
การสร้างแรงดันส่วนเกินในห้องเผาไหม้นำไปสู่การเพิ่มความเข้มข้นของกระบวนการเผาไหม้เชื้อเพลิงที่สอดคล้องกันและทำให้สามารถเพิ่มความเร็วของก๊าซในองค์ประกอบการพาความร้อนของหม้อไอน้ำได้อย่างมีนัยสำคัญเป็น 200-300 m/s ในเวลาเดียวกันค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนจากก๊าซไปยังพื้นผิวทำความร้อนจะเพิ่มขึ้นซึ่งนำไปสู่การลดขนาดของหม้อไอน้ำ ในเวลาเดียวกันการทำงานภายใต้ความกดดันนั้นต้องใช้การบุที่หนาแน่นและอุปกรณ์ต่าง ๆ เพื่อป้องกันไม่ให้ผลิตภัณฑ์ที่เผาไหม้ถูกกระแทกเข้าไปในห้อง

ข้าว. 15.1. แผนผังของโรงงานวงจรรวมกับ VNPPU:
/ - ช่องอากาศเข้า; 2 - คอมเพรสเซอร์; 3 - เชื้อเพลิง; 4 - ห้องเผาไหม้; 5 - กังหันก๊าซ; 6 - ไอเสียไอเสีย; 7 - เครื่องกำเนิดไฟฟ้า; 8 - หม้อไอน้ำ; 9 - กังหันไอน้ำ; 10 - ตัวเก็บประจุ; // - ปั๊ม; 12 - เครื่องทำความร้อนแรงดันสูง; 13 - เครื่องทำความร้อนแบบสร้างใหม่โดยใช้ก๊าซเสีย (เครื่องประหยัด)

ในรูป รูปที่ 15.1 แสดงแผนภาพของโรงผลิตก๊าซหมุนเวียน (CCP) ที่มีหม้อต้มน้ำแรงดันสูง การเผาไหม้เชื้อเพลิงในเตาเผาของหม้อไอน้ำดังกล่าวเกิดขึ้นภายใต้แรงกดดันสูงถึง 0.6-0.7 MPa ซึ่งส่งผลให้ต้นทุนโลหะลดลงอย่างมากสำหรับพื้นผิวรับความร้อน หลังจากหม้อไอน้ำผลิตภัณฑ์ที่เผาไหม้จะเข้าสู่กังหันก๊าซบนเพลาซึ่งมีเครื่องอัดอากาศและเครื่องกำเนิดไฟฟ้า
พรู ไอน้ำจากหม้อไอน้ำจะเข้าสู่กังหันพร้อมกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าอีกเครื่องหนึ่ง
ประสิทธิภาพทางอุณหพลศาสตร์ของวงจรไอน้ำ-ก๊าซรวมกับหม้อต้มแรงดันสูง กังหันก๊าซ และไอน้ำ-น้ำแสดงไว้ในรูปที่ 1 15.2. บน T, i-diagram: พื้นที่ 1-2-3-4-1 - งานของเวทีแก๊ส bm, พื้นที่ cе\алс - งานของเวทีไอน้ำ b„; 1-5-6-7-1 - การสูญเสียความร้อนด้วยก๊าซไอเสีย sbdps - การสูญเสียความร้อนในคอนเดนเซอร์ เวทีแก๊สถูกสร้างขึ้นบางส่วนเหนือเวทีไอน้ำ ซึ่งทำให้ประสิทธิภาพเชิงความร้อนของการติดตั้งเพิ่มขึ้นอย่างมาก
หม้อต้มน้ำแรงดันสูงที่ใช้งานอยู่ ซึ่งพัฒนาโดย NPO TsKTI มีกำลังการผลิต 62.5 กิโลกรัม/วินาที หม้อต้มน้ำแบบท่อน้ำที่มีการหมุนเวียนแบบบังคับ แรงดันไอน้ำ 14 MPa อุณหภูมิไอน้ำร้อนยวดยิ่ง 545 °C เชื้อเพลิงคือก๊าซ (น้ำมันเชื้อเพลิง) เผาด้วยความหนาแน่นของการปลดปล่อยความร้อนตามปริมาตรประมาณ 4 MW/m3 ผลิตภัณฑ์ที่เผาไหม้ออกจากหม้อไอน้ำที่อุณหภูมิสูงถึง 775 °C และแรงดันสูงถึง 0.7 MPa จะขยายตัวในกังหันก๊าซจนมีความดันใกล้เคียงกับบรรยากาศ ก๊าซไอเสียที่อุณหภูมิ 460 °C จะเข้าสู่เครื่องประหยัด หลังจากนั้นก๊าซไอเสียจะมีอุณหภูมิประมาณ 120 °C
แผนภาพความร้อนหลักของหน่วย CCGT ที่มี VNPPU ที่มีกำลัง 200 MW แสดงในรูปที่ 1 15.3. การติดตั้งประกอบด้วยกังหันไอน้ำ K-160-130 และกังหันก๊าซ GT-35/44-770 จากคอมเพรสเซอร์ อากาศจะเข้าสู่เตา VNPPU ซึ่งเป็นแหล่งจ่ายเชื้อเพลิง ก๊าซแรงดันสูงหลังจากฮีทเตอร์ยิ่งยวดที่อุณหภูมิ 770 °C จะเข้าสู่กังหันแก๊สแล้วเข้าไปในเครื่องประหยัด โครงการนี้จัดให้มีห้องเผาไหม้เพิ่มเติมที่ช่วยให้มั่นใจถึงอุณหภูมิที่กำหนดของก๊าซที่ด้านหน้ากังหันก๊าซเมื่อโหลดเปลี่ยนแปลง ในหน่วย CCGT แบบรวม ปริมาณการใช้เชื้อเพลิงจำเพาะจะน้อยกว่ากังหันไอน้ำทั่วไปถึง 4-6% และยังลดการลงทุนด้านทุนอีกด้วย


ข้าว. 15.2. T, α-แผนภาพสำหรับวงจรไอน้ำ-ก๊าซรวม

ไปจนถึงโรงไฟฟ้าพลังความร้อน(CHP) รวมถึงโรงไฟฟ้าที่ผลิตและจ่ายให้กับผู้บริโภคไม่เพียงแต่ไฟฟ้าเท่านั้น แต่ยังรวมถึงพลังงานความร้อนด้วย ในกรณีนี้ ไอน้ำจากการสกัดขั้นกลางของกังหันซึ่งบางส่วนได้นำไปใช้แล้วในขั้นตอนแรกของการขยายกังหันเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า เช่นเดียวกับน้ำร้อนที่มีอุณหภูมิ 100-150 ° C ซึ่งได้รับความร้อนจากไอน้ำที่นำมาจากกังหัน ทำหน้าที่เป็นสารหล่อเย็น ไอน้ำจากหม้อต้มไอน้ำจะเข้าสู่กังหันผ่านท่อไอน้ำ ซึ่งจะขยายไปสู่ความดันในคอนเดนเซอร์และพลังงานศักย์จะถูกแปลงเป็นงานทางกลในการหมุนของโรเตอร์กังหันและโรเตอร์เครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่เชื่อมต่ออยู่ หลังจากขั้นตอนการขยายตัวหลายขั้นตอน ไอน้ำส่วนหนึ่งจะถูกดึงออกจากกังหันและส่งผ่านท่อส่งไอน้ำไปยังผู้ใช้ไอน้ำ ตำแหน่งของการสกัดไอน้ำและพารามิเตอร์ต่างๆ ถูกกำหนดโดยคำนึงถึงความต้องการของผู้บริโภค เนื่องจากความร้อนที่โรงไฟฟ้าพลังความร้อนถูกใช้ไปกับการผลิตพลังงานไฟฟ้าและพลังงานความร้อน ประสิทธิภาพของโรงไฟฟ้าพลังความร้อนจึงแตกต่างกันในด้านการผลิตและการจัดหาไฟฟ้า ตลอดจนการผลิตและการจัดหาพลังงานความร้อน

หน่วยกังหันก๊าซ(GTU) ประกอบด้วยองค์ประกอบหลักสามประการ: เครื่องอัดอากาศ ห้องเผาไหม้ และกังหันก๊าซ อากาศจากบรรยากาศเข้าสู่คอมเพรสเซอร์ซึ่งขับเคลื่อนโดยมอเตอร์สตาร์ทและถูกบีบอัด จากนั้นจะถูกป้อนภายใต้ความกดดันเข้าไปในห้องเผาไหม้ โดยที่ปั๊มเชื้อเพลิงจะจ่ายเชื้อเพลิงเหลวหรือก๊าซไปพร้อมๆ กัน เพื่อลดอุณหภูมิของก๊าซให้อยู่ในระดับที่ยอมรับได้ (750-770 ° C) อากาศจะถูกส่งไปยังห้องเผาไหม้มากกว่าที่จำเป็นสำหรับการเผาไหม้เชื้อเพลิง 3.5-4.5 เท่า ในห้องเผาไหม้แบ่งออกเป็นสองกระแส: กระแสหนึ่งเข้าสู่ท่อเปลวไฟและทำให้แน่ใจว่าการเผาไหม้เชื้อเพลิงสมบูรณ์และกระแสที่สองไหลรอบท่อเปลวไฟจากด้านนอกและเมื่อผสมกับผลิตภัณฑ์ที่เผาไหม้จะช่วยลดอุณหภูมิลง หลังจากห้องเผาไหม้ ก๊าซจะเข้าสู่กังหันก๊าซซึ่งอยู่บนเพลาเดียวกันกับคอมเพรสเซอร์และเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ที่นั่นพวกมันจะขยายตัว (จนถึงความดันบรรยากาศโดยประมาณ) ทำงานโดยการหมุนเพลากังหัน จากนั้นจึงถูกโยนออกไปทางปล่องไฟ กำลังของกังหันก๊าซน้อยกว่ากำลังของกังหันไอน้ำอย่างมาก และปัจจุบันประสิทธิภาพอยู่ที่ประมาณ 30%

พืชรอบรวม(CCG) คือหน่วยกังหันไอน้ำ (STU) และกังหันแก๊ส (GTU) รวมกัน การรวมกันนี้ทำให้สามารถลดการสูญเสียความร้อนเหลือทิ้งจากกังหันก๊าซหรือความร้อนจากก๊าซไอเสียของหม้อต้มไอน้ำได้ ซึ่งรับประกันประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้นเมื่อเปรียบเทียบกับกังหันไอน้ำและกังหันก๊าซแต่ละตัว นอกจากนี้ด้วยการผสมผสานดังกล่าว ทำให้ได้ข้อดีด้านการออกแบบหลายประการ ส่งผลให้มีการติดตั้งที่ถูกกว่า หน่วย CCGT สองประเภทแพร่หลายมากขึ้น: หน่วยที่มีหม้อไอน้ำแรงดันสูงและหน่วยที่มีการปล่อยก๊าซไอเสียจากกังหันเข้าไปในห้องเผาไหม้ของหม้อไอน้ำทั่วไป หม้อต้มน้ำแรงดันสูงทำงานโดยใช้ก๊าซหรือเชื้อเพลิงเหลวบริสุทธิ์ ก๊าซไอเสียที่ออกจากหม้อไอน้ำที่อุณหภูมิสูงและแรงดันส่วนเกินจะถูกส่งไปยังกังหันก๊าซบนเพลาเดียวกันกับคอมเพรสเซอร์และเครื่องกำเนิดไฟฟ้า คอมเพรสเซอร์จะดันอากาศเข้าไปในห้องเผาไหม้ของหม้อไอน้ำ ไอน้ำจากหม้อต้มแรงดันสูงจะถูกส่งไปยังกังหันควบแน่นบนเพลาเดียวกันกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ไอน้ำที่ระบายออกในกังหันจะไหลเข้าสู่คอนเดนเซอร์ และหลังจากการควบแน่น ปั๊มจะถูกส่งกลับไปยังหม้อไอน้ำ ก๊าซไอเสียจากกังหันจะถูกป้อนเข้าเครื่องประหยัดเพื่อให้ความร้อนแก่น้ำป้อนของหม้อไอน้ำ ในรูปแบบนี้ไม่จำเป็นต้องใช้เครื่องระบายควันเพื่อกำจัดก๊าซไอเสียของหม้อไอน้ำแรงดันสูง การทำงานของปั๊มโบลเวอร์จะดำเนินการโดยคอมเพรสเซอร์ ประสิทธิภาพการติดตั้งโดยรวมอยู่ที่ 42-43% ในอีกรูปแบบหนึ่งของโรงไฟฟ้าพลังความร้อนร่วม ความร้อนของก๊าซไอเสียจากกังหันจะถูกนำมาใช้ในหม้อไอน้ำ ความเป็นไปได้ในการปล่อยก๊าซไอเสียจากกังหันเข้าไปในห้องเผาไหม้ของหม้อไอน้ำนั้นขึ้นอยู่กับความจริงที่ว่าในห้องเผาไหม้ของหน่วยกังหันก๊าซเชื้อเพลิง (ก๊าซ) จะถูกเผาด้วยอากาศส่วนเกินจำนวนมากและปริมาณออกซิเจนในก๊าซไอเสีย (16-18%) เพียงพอที่จะเผาผลาญเชื้อเพลิงจำนวนมาก

29. NPP: การออกแบบ ประเภทของเครื่องปฏิกรณ์ พารามิเตอร์ ลักษณะการทำงาน

โรงไฟฟ้านิวเคลียร์จัดเป็นโรงไฟฟ้าพลังความร้อนเพราะว่า อุปกรณ์ของพวกเขาประกอบด้วยเครื่องกำเนิดความร้อน สารหล่อเย็น และเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ปัจจุบัน - กังหัน

NPP สามารถควบแน่น โรงไฟฟ้าพลังความร้อนร่วม (CHP) โรงจ่ายความร้อนนิวเคลียร์ (HSP)

เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์จัดประเภทตามเกณฑ์ต่างๆ:

1. ตามระดับพลังงานนิวตรอน:

บนนิวตรอนความร้อน

บนนิวตรอนเร็ว

2. ตามประเภทของตัวหน่วงนิวตรอน: น้ำ, น้ำหนักหนัก, กราไฟท์

3. ตามประเภทของสารหล่อเย็น: น้ำ, น้ำหนัก, แก๊ส, โลหะเหลว

4. ตามจำนวนวงจร: หนึ่ง-, สอง-, สามวงจร

ในเครื่องปฏิกรณ์สมัยใหม่ นิวตรอนความร้อนส่วนใหญ่จะใช้ในการแยกนิวเคลียสของเชื้อเพลิงต้นทาง ก่อนอื่นพวกเขาทั้งหมดมีสิ่งที่เรียกว่า แกนกลางซึ่งบรรจุเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ที่มียูเรเนียม 235 เข้าไป พิธีกร(โดยปกติจะเป็นกราไฟท์หรือน้ำ) เพื่อลดการรั่วไหลของนิวตรอนจากแกนกลาง จึงมีการล้อมรอบส่วนหลัง แผ่นสะท้อนแสง , มักทำจากวัสดุเดียวกับผู้ดำเนินรายการ

ด้านหลังตัวสะท้อนแสงด้านนอกเครื่องปฏิกรณ์ตั้งอยู่ การป้องกันคอนกรีตจากรังสีกัมมันตภาพรังสี โหลดของเครื่องปฏิกรณ์ที่มีเชื้อเพลิงนิวเคลียร์มักจะเกินภาระวิกฤตอย่างมีนัยสำคัญ เพื่อที่จะรักษาเครื่องปฏิกรณ์ให้อยู่ในสถานะวิกฤตอย่างต่อเนื่องในขณะที่เชื้อเพลิงเผาไหม้ จึงมีการใช้ตัวดูดซับนิวตรอนที่แข็งแกร่งในรูปของแท่งโบรอนยูเรียเข้าไปในแกนกลาง เช่น แท่งเรียกว่า ควบคุมหรือชดเชย ในระหว่างการแตกตัวของนิวเคลียร์ ความร้อนจำนวนมากจะถูกปล่อยออกมาและถูกกำจัดออกไป สารหล่อเย็นไปยังเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน เครื่องกำเนิดไอน้ำโดยที่มันกลายเป็นของไหลทำงาน - ไอน้ำ ไอน้ำเข้ามา กังหันและหมุนโรเตอร์ซึ่งมีเพลาเชื่อมต่อกับเพลา เครื่องกำเนิดไฟฟ้า. ไอน้ำที่ระบายออกจากกังหันจะเข้ามา ตัวเก็บประจุ, หลังจากนั้นน้ำที่ควบแน่นจะเข้าสู่ตัวแลกเปลี่ยนความร้อนอีกครั้งและวงจรจะเกิดซ้ำ

อะไรคือสาเหตุของการแนะนำหน่วย CCGT ในรัสเซีย เหตุใดการตัดสินใจครั้งนี้จึงยาก แต่จำเป็น

ทำไมพวกเขาถึงเริ่มสร้างโรงงาน CCGT?

ตลาดที่มีการกระจายอำนาจสำหรับการผลิตไฟฟ้าและความร้อนกำหนดว่าบริษัทพลังงานจำเป็นต้องเพิ่มความสามารถในการแข่งขันของผลิตภัณฑ์ของตน สิ่งสำคัญหลักสำหรับพวกเขาคือการลดความเสี่ยงในการลงทุนและผลลัพธ์ที่แท้จริงที่สามารถรับได้จากการใช้เทคโนโลยีนี้

การยกเลิกกฎระเบียบของรัฐในตลาดไฟฟ้าและความร้อนซึ่งจะกลายเป็นผลิตภัณฑ์เชิงพาณิชย์จะนำไปสู่การแข่งขันที่เพิ่มขึ้นระหว่างผู้ผลิต ดังนั้นในอนาคตมีเพียงโรงไฟฟ้าที่เชื่อถือได้และให้ผลกำไรสูงเท่านั้นที่จะสามารถลงทุนเพิ่มเติมสำหรับโครงการใหม่ได้

เกณฑ์การคัดเลือก CCGT

การเลือก CCGT ประเภทใดประเภทหนึ่งหรือประเภทอื่นขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย เกณฑ์ที่สำคัญที่สุดประการหนึ่งในการดำเนินโครงการคือความสามารถในการทำกำไรและความปลอดภัยทางเศรษฐกิจ

การวิเคราะห์ตลาดที่มีอยู่สำหรับโรงไฟฟ้าแสดงให้เห็นถึงความต้องการที่สำคัญสำหรับโรงไฟฟ้าที่มีราคาไม่แพง เชื่อถือได้ และมีประสิทธิภาพสูง การออกแบบแบบโมดูลาร์ที่ปรับแต่งตามความต้องการนี้ทำให้การติดตั้งสามารถปรับให้เข้ากับสภาพท้องถิ่นและข้อกำหนดเฉพาะของลูกค้าได้อย่างง่ายดาย

ผลิตภัณฑ์ดังกล่าวตอบสนองลูกค้ามากกว่า 70% เงื่อนไขเหล่านี้ส่วนใหญ่สอดคล้องกับโรงงาน GT และ SG-CHP ที่เป็นประเภทการใช้งาน (ไบนารี)

ภาวะทางตันของพลังงาน

การวิเคราะห์ภาคพลังงานของรัสเซียซึ่งดำเนินการโดยสถาบันการศึกษาหลายแห่งแสดงให้เห็นว่า: ทุกวันนี้อุตสาหกรรมพลังงานไฟฟ้าของรัสเซียกำลังสูญเสียกำลังการผลิตจริง 3-4 GW ต่อปี เป็นผลให้ภายในปี 2548 ปริมาณของอุปกรณ์ที่ใช้ทรัพยากรทางกายภาพจนหมดตาม RAO UES ของรัสเซียจะเท่ากับ 38% ของกำลังการผลิตทั้งหมดและภายในปี 2553 ตัวเลขนี้จะเป็น 108 ล้านกิโลวัตต์ (46%) .

หากเหตุการณ์เกิดขึ้นตามสถานการณ์นี้ทุกประการ หน่วยกำลังส่วนใหญ่ซึ่งมีอายุมากขึ้นจะเข้าสู่โซนเสี่ยงอุบัติเหตุร้ายแรงในปีต่อๆ ไป ปัญหาของอุปกรณ์ทางเทคนิคใหม่ของโรงไฟฟ้าที่มีอยู่ทุกประเภทนั้นรุนแรงขึ้นจากข้อเท็จจริงที่ว่าแม้แต่หน่วยพลังงานที่ค่อนข้าง "ใหม่" ขนาด 500-800 เมกะวัตต์ก็ยังหมดอายุการใช้งานของส่วนประกอบหลักและต้องมีการบูรณะอย่างจริงจัง

อ่านเพิ่มเติม: ความสำคัญของเงินทุนในการออกแบบโรงงานวงจรรวม

การฟื้นฟูโรงไฟฟ้าทำได้ง่ายกว่าและถูกกว่า

แน่นอนว่าการยืดอายุการใช้งานของพืชโดยการเปลี่ยนส่วนประกอบขนาดใหญ่ของอุปกรณ์หลัก (ใบพัดกังหัน พื้นผิวทำความร้อนหม้อไอน้ำ ท่อส่งไอน้ำ) นั้นถูกกว่าการสร้างโรงไฟฟ้าใหม่มาก

มักจะสะดวกและให้ผลกำไรสำหรับโรงไฟฟ้าและโรงงานผลิตในการเปลี่ยนอุปกรณ์ด้วยสิ่งที่คล้ายกับอุปกรณ์ที่ถูกรื้อถอน อย่างไรก็ตาม สิ่งนี้ไม่ได้ใช้ประโยชน์จากโอกาสในการเพิ่มการประหยัดน้ำมันเชื้อเพลิงอย่างมีนัยสำคัญ ไม่ลดมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อม ไม่ใช้วิธีการที่ทันสมัยของระบบอัตโนมัติของอุปกรณ์ใหม่ และเพิ่มต้นทุนการดำเนินงานและการซ่อมแซม

โรงไฟฟ้าประสิทธิภาพต่ำ

รัสเซียกำลังค่อยๆ เข้าสู่ตลาดพลังงานของยุโรปและจะเข้าร่วมกับ WTO แต่ในขณะเดียวกัน เป็นเวลาหลายปีที่เรารักษาประสิทธิภาพเชิงความร้อนของอุตสาหกรรมพลังงานไฟฟ้าในระดับที่ต่ำมาก ระดับประสิทธิภาพของโรงไฟฟ้าโดยเฉลี่ยเมื่อทำงานในโหมดควบแน่นคือ 25% ซึ่งหมายความว่าหากราคาเชื้อเพลิงสูงขึ้นสู่ระดับโลก ราคาไฟฟ้าในประเทศของเราจะสูงกว่าราคาโลกหนึ่งถึงครึ่งถึงสองเท่าอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ซึ่งจะส่งผลกระทบต่อสินค้าอื่น ๆ ดังนั้นจึงต้องดำเนินการสร้างหน่วยพลังงานและสถานีความร้อนขึ้นใหม่เพื่อให้อุปกรณ์ใหม่และส่วนประกอบแต่ละส่วนของโรงไฟฟ้าอยู่ในระดับโลกสมัยใหม่

อุตสาหกรรมพลังงานเลือกเทคโนโลยีก๊าซหมุนเวียน

ขณะนี้แม้จะมีสถานการณ์ทางการเงินที่ยากลำบาก แต่สำนักออกแบบของสถาบันวิจัยวิศวกรรมพลังงานและเครื่องยนต์อากาศยานได้กลับมาดำเนินการพัฒนาระบบอุปกรณ์ใหม่สำหรับโรงไฟฟ้าพลังความร้อนอีกครั้ง โดยเฉพาะอย่างยิ่งเรากำลังพูดถึงการสร้างโรงไฟฟ้าก๊าซไอน้ำควบแน่นที่มีประสิทธิภาพสูงถึง 54-60%

การประเมินทางเศรษฐกิจโดยองค์กรในประเทศหลายแห่งบ่งบอกถึงโอกาสที่แท้จริงในการลดต้นทุนการผลิตไฟฟ้าในรัสเซียหากมีการสร้างโรงไฟฟ้าดังกล่าว

แม้แต่กังหันก๊าซธรรมดาก็ยังมีประสิทธิภาพมากกว่าในแง่ของประสิทธิภาพ

ที่โรงไฟฟ้าพลังความร้อนไม่จำเป็นต้องใช้หน่วย CCGT ประเภทเดียวกันกับ PGU-325 และ PGU-450 ในระดับสากล วิธีแก้ปัญหาของวงจรอาจแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับสภาวะเฉพาะ โดยเฉพาะอย่างยิ่งอัตราส่วนของโหลดความร้อนและไฟฟ้า

อ่านเพิ่มเติม: วิธีการเลือกหน่วยกังหันก๊าซสำหรับสถานีที่มีหน่วย CCGT

ในกรณีที่ง่ายที่สุด เมื่อใช้ความร้อนของก๊าซไอเสียในหน่วยกังหันก๊าซเพื่อการจ่ายความร้อนหรือการผลิตไอน้ำในกระบวนการ ประสิทธิภาพทางไฟฟ้าของโรงไฟฟ้าพลังความร้อนที่มีหน่วยกังหันก๊าซที่ทันสมัยจะถึงระดับ 35% ซึ่งก็คือ สูงกว่าปัจจุบันอย่างเห็นได้ชัด เกี่ยวกับความแตกต่างระหว่างประสิทธิภาพของโรงไฟฟ้ากังหันก๊าซและโรงไฟฟ้ากังหันไอน้ำ - อ่านบทความประสิทธิภาพของโรงไฟฟ้ากังหันก๊าซและประสิทธิภาพของโรงไฟฟ้ากังหันก๊าซรอบรวมแตกต่างกันอย่างไรสำหรับโรงไฟฟ้าในประเทศและต่างประเทศ

การใช้หน่วยกังหันก๊าซที่โรงไฟฟ้าพลังความร้อนสามารถทำได้ในวงกว้างมาก ปัจจุบัน โรงไฟฟ้าพลังความร้อนกังหันไอน้ำประมาณ 300 หน่วยที่มีกำลังการผลิต 50-120 เมกะวัตต์ ใช้พลังงานจากไอน้ำจากหม้อไอน้ำที่เผาไหม้ก๊าซธรรมชาติตั้งแต่ร้อยละ 90 ขึ้นไป โดยหลักการแล้ว พวกเขาทั้งหมดเป็นตัวเลือกสำหรับอุปกรณ์ทางเทคนิคใหม่โดยใช้กังหันก๊าซที่มีกำลังการผลิตต่อหน่วย 60-150 เมกะวัตต์

ความยากลำบากในการใช้งานหน่วยกังหันก๊าซและหน่วยกังหันก๊าซรอบรวม

อย่างไรก็ตาม กระบวนการดำเนินการเชิงอุตสาหกรรมของหน่วยกังหันก๊าซและหน่วยกังหันก๊าซแบบผสมในประเทศของเรากำลังดำเนินการช้ามาก สาเหตุหลักคือปัญหาในการลงทุนที่เกี่ยวข้องกับความจำเป็นในการลงทุนทางการเงินขนาดใหญ่พอสมควรในเวลาที่สั้นที่สุด

สถานการณ์ที่จำกัดอีกประการหนึ่งเกี่ยวข้องกับการขาดหายไปเสมือนของผู้ผลิตกังหันก๊าซพลังงานบริสุทธิ์ในประเทศที่ได้รับการทดสอบในการดำเนินงานขนาดใหญ่ กังหันก๊าซรุ่นใหม่สามารถนำมาเป็นต้นแบบของกังหันก๊าซดังกล่าวได้

CCGT ไบนารีที่ไม่มีการงอกใหม่

หน่วย CCGT ไบนารี่มีข้อได้เปรียบบางประการ เนื่องจากมีราคาถูกที่สุดและเชื่อถือได้มากที่สุดในการทำงาน ส่วนไอน้ำของหน่วย CCGT ไบนารี่นั้นง่ายมาก เนื่องจากการฟื้นฟูพลังไอน้ำไม่ได้ประโยชน์และไม่ได้ถูกนำมาใช้ อุณหภูมิของไอน้ำร้อนยวดยิ่งต่ำกว่าอุณหภูมิของก๊าซไอเสียในหน่วยกังหันก๊าซ 20-50 °C ปัจจุบันถึงระดับมาตรฐานพลังงาน 535-565 °C แล้ว แรงดันไอน้ำใหม่ถูกเลือกเพื่อให้แน่ใจว่าความชื้นที่ยอมรับได้ในขั้นตอนสุดท้าย สภาพการทำงานและขนาดใบพัดจะใกล้เคียงกับในกังหันไอน้ำกำลังสูงโดยประมาณ

อิทธิพลของแรงดันไอน้ำต่อประสิทธิภาพของหน่วย CCGT

แน่นอนว่าต้องคำนึงถึงปัจจัยทางเศรษฐกิจและต้นทุนด้วย เนื่องจากแรงดันไอน้ำมีผลเพียงเล็กน้อยต่อประสิทธิภาพเชิงความร้อนของหน่วย CCGT เพื่อลดความดันอุณหภูมิระหว่างก๊าซและตัวกลางไอน้ำ-น้ำ และเพื่อใช้ความร้อนของก๊าซที่ระบายออกในโรงงานกังหันแก๊สได้ดีขึ้น โดยมีการสูญเสียทางอุณหพลศาสตร์น้อยลง การระเหยของน้ำป้อนจะถูกจัดระเบียบที่ระดับความดันสองหรือสามระดับ ไอน้ำที่สร้างขึ้นที่ความดันต่ำจะถูกผสมที่จุดกึ่งกลางในเส้นทางการไหลของกังหัน นอกจากนี้ยังดำเนินการให้ความร้อนยวดยิ่งระดับกลางของไอน้ำด้วย

อ่านเพิ่มเติม: การเลือกวงจรของโรงงานวงรอบรวมและแผนภาพวงจรของหน่วย CCGT

อิทธิพลของอุณหภูมิก๊าซไอเสียต่อประสิทธิภาพของโรงงาน CCGT

เมื่ออุณหภูมิของก๊าซเพิ่มขึ้นที่ทางเข้าและทางออกของกังหัน พารามิเตอร์ไอน้ำและประสิทธิภาพของส่วนไอน้ำของวงจร GTU จะเพิ่มขึ้น ส่งผลให้ประสิทธิภาพของ CCGT โดยรวมเพิ่มขึ้น

การเลือกทิศทางเฉพาะสำหรับการสร้าง การปรับปรุง และการผลิตเครื่องจักรพลังงานขนาดใหญ่ควรพิจารณาโดยคำนึงถึงความสมบูรณ์แบบทางอุณหพลศาสตร์ แต่ยังรวมถึงความน่าดึงดูดใจในการลงทุนของโครงการด้วย ความน่าดึงดูดใจในการลงทุนของโครงการด้านเทคนิคและการผลิตของรัสเซียสำหรับผู้มีโอกาสเป็นนักลงทุนคือปัญหาที่สำคัญที่สุดและเร่งด่วน ซึ่งแนวทางแก้ไขส่วนใหญ่จะเป็นตัวกำหนดการฟื้นตัวของเศรษฐกิจรัสเซีย

(เข้าชม 3,318 ครั้ง เข้าชม 4 ครั้งในวันนี้)