Газовые турбины проблемы и перспективы. Манушин Э.А. (1014151), страница 8
Текст из файла (страница 8)
ратора. цензии этой фирмы выпускают энергетические ГТУ фирмы многих стран. Авиационные фирмы США, Великобритании и других стран применяют достижения в области авиационной техники при создании стационарных ГТУ. Некоторые параметры и показатели энергетических ГТУ, выполненных на базе авиационных прототипов, приведены в табл. 2.6 (32) . В некоторых развивающихся странах, имеющих собственные источники нефти или газа, ГТУ служат основными источниками энергии. Особенно большое количество ГТУ работает в Саудовской Аравии, Объединенных Арабских эмира~ах. Одной из крупмейших электростанций, работающих на природном газе, является станция в Саудовской Аравии мощностью 800 МВт, состоящая из 16 ГТУ типа 11 фирмы "Браун Бовери" (Швей. цария), В странах Среднего Востока работает значительное число ГТУ других фирм.
В Бахрейне электроэнергия, вырабатываемая 19 ГТУ типа М85001 фирмы "Джон Браун" (Великобритания) общей мощностью более 300 МВт, используется для выплавки алюминия, производимого из при. возмого сырья. Одна из этих ГТУ к маю 1983 г. проработала 100 тыс ч.
Олним из путей применения ГТУ большой мощности в энергетике является включение их в состав ПГУ или ГПУ. Таким комбинированным установкам в последнее время уделяется большое внимание. Это объясняется возможностью змачительного повышения экономичности те!шовых электростамций при применении серийно выпускаемых паротурбинных блоков и ГТУ. В СС ." на Невинномысской ГРЭС с 1972 г. проходит опытно-промышленную эксплуатацию ПГУ номинальной мощностью 200 МВт, выпол- 36 %251В %50П) (60 Гц) %50!!)(50 Гд) 22,9 38,9 9,0 13,0 13,0 12,8 9,15 3,0 4,0 4,0 12,8 8,5 3,0 6.0 6,0 ° «~Включая генератор и компрессорную группу.
ззмКПд па зажимах электрогене- пенная по схеме с высоконапорным парогенератором (ВПГ) (см. рис. 1.7, а), К 1980 г. общая наработка ПГУ составила около 30 тыс, ч; было выработано около 3,8 млрд. кВт ч электроэнергии. Максимальная достигнутая нагрузка ПГУ составила 180 МВт при мощности входящей в нее ГТУ 26 МВт, наименьший средмесуточный удельный расход топлива в пересчете на условное топливо равен с, = 328 г/(кВт ч), среднегодовой расхоп с = 342 + 345 г/(кВт ч). Наибольшая длитсльмость непрерывной работы составила 1400 ч (31]. Несмотря на то что расчетные показатели у этой ПГУ достигнуты не были, ее средняя экономичность оказалась значительно — на 20 — 25 г/(кВт ° ч) — выше, чем у паротурбинного блока К-160-130, в сочетании с которыми работает ГТУ типа ГГ-35-770 На основе эксплуатации ПГУ-200 с ВПГ спроектирована по аналогичной схеме установка ПГУ 250 мощностью 250 МВт [31) .
Развитие у нас в стране получили также ПГУ с низконзпорным пара- генератором (НПГ), в которых отработавшие в турбине газы поступают в топку обычного котла и используются для сжигания топлива. Такая ' схема аналогична схеме ПГУ, изображенной на рис. 1.7, б. Две установки такого типа мощмостью по 250 МВт (ПГУ-250), разработанные Львовским отделением института "Теплоэлектропроект" и ЦКТИ, эксплуатиРуются на Молдавской ГРЭС.
Установка состоит из ГТУ типа ГТ-35 ПО ХТЗ и паровой турбины К-210-1ЗОЛМЗ (1, 31). ПГУ с НПГ имеют высокую экономичность (хотя и уступающую экономичности ПГу бинарного типа, т.е. ПГУ без дожигания топлива за газовой турбиной), поэтому они обычно рассматриваю~ся как базовые. При ~емпературе наружного воздуха 283 К эта установка развивает мощность около 250 МВт, 37 Таблица 2.6. Харак»аристипп зарубежных энергетических ГТУ с промыша Фирма-изготовитель, страна и таа амм мя вариант»ма аааационаых ГТД ГТД начало производства "Роллс-Ройс" (Великобритания) Показатели н параметры ЕМ2500 1.М5000 ' ГТ4С.ЗР 1973 г. !973 г.
!977 г. 1974 г 14,7 11,9 21,5 19,5 26,1 19 — 20,1 34,2 — 36,0 32,3 17,5 зо,~~/ 32,2 33 31 2 33,9 34,2 28,9 21,7 23,8 33,5 28,2 138 163 35,5 — 36,5 35 — 37 26,9 20 34 28,8 19 10 60,9 79,5 34,9 18,6 92 315 . 346 11,0 19 109 91 27,8 10,3 108,5 35,9-37,2 29-31 132-!37 32,5 13,8 136 18 65-67 1450-1460 710 1210» 750 1300» 700 1360 1340» 1390» 803. 670 718 1420-1450 763-778 1210 760' 1350 740 7+6 5 + 11 17 !+1 2+2 3 2 2 2 К** 10 8 7+6 1+1 2 К»» 5+7 1+1 2-3 8 16 2 2-6 К»» 5+7 1+1 2 8 5+ 14 2»1 2-3 К'»» 8+8 1+2 3 '8 1,5 1,6 26,3 20,5 4,9 7,3 3,4 .
3,4 3,1 3,1 2,6 2,6 . 24 2,2 25,5 2,2 23 3,85 28,5-43 21,5-35,5 19,5 6,7 3,4 3,1 9,2 3,4 3,4 9,2 3,1 4,0 5,5-6,4 2,1 — 3,4 2,1-3,4 8,8-9,8 3,4 3,1-3,4 8,8 3,05 2,08 9150 3600(3000) 6070/6750 3600(3000) 3800/10 ЗОО 3600(3000) 6950/8360 3600 »Температура газа перед турбиной и частота вращения валов ГТД *'Эарн 1535" му. "" Буквой "К'* обозначены кольцевые камеры сгорания, .а ее КПД превышает 39%. Надежность таких установок высока, так как может быть обесцечсна независимал работа газового и парового конг , туров.
Одно иэ важнейших преимуществ ПГУ с НПГ по сравнению с ПГУ с ВПà — возможность использования низкокачественного жид. . кого или твердого топлива в паровом контуре, причем доля этого топлива достигает 70 — 75% общего расхода на ПГУ. Выполнены проектные проработки ПГУ с НПГ мощностью 800 МВт; такая ПГУ должна состоять из двух разрабатываемых ЛМЭ ГТУ,типа ГТЭ-150, двух котлов-утилиэаторов и одной серийно выпускаемой тем же заводом паровой турбины типа К-500-!66. Применеэше таких ПГУ вместо паротурбинных энергоблоков может обеспечить с!щжение удельной стоимости электростанций примерно на 25% [36). Экономия топлива (в пе- 38 Мощность ГТУ в базовом режиме, МВт КПД ГТУ а базовом режиме,% Мощность ГТУ в пиковом режиме, МВт КПД ГТУ в пиковом режиме, % Степень повышения давления Расход воздуха, кг/с Температура газа, К: перед турбиной за турбиной Число ступеней: компрессора турбины газогенератора силовой турбины Число жаровых теуб Масса, т; ГТД ГТУ Габаритные размеры ГТУ, м: длина ширина высота Номинальная частота вращения валов ГТД, мин вала низкого/высокого давления силового вала "Дженерал электрик (СП!») д о лоджиэ" (( щй) Олимп В" "ОлимпС" ВВ2!1-22 КВ2!1-24 "Спей" чВаои1535" 1975 г.
1975 г. 1978 г. 1976 г. 1975 г, 6250/9315» 6675/9155» 7950/12 000» 7550» 4950 4950 5900 5200 "Спей" а КВ,211 соотеетстауют базовому режиму, остальных ГТД вЂ” пиковому рюки- ресчете на условное) по сравнению с экономией на современных паротурбннных блоках мощностью 800 МВт может составить около 40 г/(кВт ч), или 13 — 15 %. С учетом возможных масштабов ввода может быть получена экономия капитальных вложений 250 — 300 млн. руб., а экономия топ.
лина 2,5 — 3 млн. т в год. В ближайшем будущем возможна установка 20 блоков таких ПГУ, что позволило бы сэкономить около 500 млн. руб. капитальных затрат. Направление работ отечественного гаэотурбостроения на создание высокотемпературных ГТу типов ГТЭ.150 и ГТЭ-200 позволбет рассматривать возможность реализации чисто бинарных циклов в ГПу. По суп!еству описанная выше установка ПГУ-750 уже близка к бинарной„ особенно при Гг = 1373 К, поскольку основная часть (72 — 73%) топлива сжигается в камере сгорания ГТУ.
39 Очевидна необходимость всемерного повышения зкономичност энергоустановок на электростанциях, поскольку свыше 25% всего ежи гаемого на них топлива составляет газообразное и почти 29 % — жидкое Применение высокоэкономичных ГТУ и ПГУ может заметно повысит эффективность использования таких количеств топлива, а сннжени удельного расхода топлива на электростанциях всего на 1 % приводит экономии более 6 млн. т годового расхода топлива (в пересчете на угл Канско-Ачинского месторождения) . За рубежом ПГУ с НПГ получили широкое распространение; сумма ная мощность их превышает 25 млн.
кВт. Основное применение в настоящее время за рубежом находйт ГПУ работающие по схеме, прецставленной на рис. 1.7. Они работают на газе жидком топливе и имеют единичную мощность 100 — 600 МВт. Общее число таких ГПУ достигает 150, а их суммарная мощность состав. ляет свыше 20 млн. кВт. Особенно широко они распространены в США. Фирмой "Дженерал зчектрик" разработаны ГПУ нескольких типов, предназначенные для работы в полупиковой части графика нагрузок. Эти установки типа БТАС (Бгеаш апб Оаа, т.е. пар и газ) состоят из нескольких ГТУ и одной паровой турбины.
Установки выполняются как с дожиганнем топлива перед котлом-утилизатором, так и без дожигания.' Аналогичные установки типа РАСЕ (Рожег аг СошЬ!пеб ЕП(с!епсу, т.е. мощность при комбинированной эффективности) мощностью от 55 до 650 МВт выпускает фирма "Вестингауз". Они включают ГТУ типа 1У251 мощностью 40 МВт или 1У501 мощностью 95 МВт (в базовом режиме). Фирма "Вестингауз" выпускает также ГТУ с дожиганием то~пива перед котлом-утилизатором.
Среди всех многочисленных построеннных н проектируемых электростанций, оборудованных ГПУ с котлами-уппизаторами без дожигания топлива, выделяются девять станций на природном газе, намеченные к постройке в Японии. Общая мощность девяти станций составляет 7000 МВт; мощность каждой из них — от 500 до 1090 МВт. Три станции мощностью 1090, 1007 и 1007 МВт должны быть введены в эксплуатацию в Японии в конце 1985 г. Самая крупная электростанция мощностью 1090 МВт оборудуется шестые ГТУ типа М%701О номинальной мощностью 120 МВт, котлом-утилизатором и двумя паровыми турбинами мощностые по 170 МВт. Станции по 1007 МВт оборудуются семью ГТУ типа "Фрейм 9Е" фирмы "Дженерал электрик" мощностью по 96 МВт, котломутилизатором без дожигания и семью паровыми турбинами мощностью по 47 МВт.
Фактически зта станция состоит из семи установок типа БТАО!09, о которых говорилось выше !601. Расчетный полный КПД этих станций очень высок — около 47%. Расчеты показьаают, что применение в составе таких ГПУ газотурбинных установок сложного цикла (подобного тому, по которому работает отечественная ГТУ ГТ-100, но с Тг = 1323 К) обеспечит КПД станций на уровне 55 %. Поскольку в Японии уже ведутся испытания прототипа таких ГТУ, то, вероятно, зти расчеты могут быть воплощены в реальные ГПУ в недалеком будущем. Многие. проблемы применения ГТУ и ПГУ в энергетике СССР упростятся, и эти установки получат новое, более широкое развитие, если 40 ет решена проблема использования в них твердого топлива (угля).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
