что такое пгу тэц
Принцип работы пгу
Принцип действия и технические характеристики ПГУ
Парогазовые установки — сравнительно новый тип генерирующих станций, работающих на газе или на жидком топливе.
Принцип работы самой экономичной и распространенной классической схемы таков.
Устройство состоит из двух блоков: газотурбинной (ГТУ) и паросиловой (ПС) установок.
В ГТУ вращение вала турбины обеспечивается образовавшимися в результате сжигания природного газа, мазута или солярки продуктами горения — газами. Образовавшиеся в камере сгорания газотурбинной установки продукты горения вращают ротор турбины, а та, в свою очередь, крутит вал первого генератора.
В первом, газотурбинном, цикле КПД редко превышает 38%.
Отработавшие в ГТУ, но все еще сохраняющие высокую температуру продукты горения поступают в так называемый котел-утилизатор.
Там они нагревают пар до температуры и давления (500 °С и 80 атмосфер), достаточных для работы паровой турбины, к которой подсоединен еще один генератор.
Во втором, паросиловом, цикле используется еще около 20% энергии сгоревшего топлива.
В сумме КПД всей установки оказывается около 58%.
Описание работы и схемы ПГУ
Паротурбинные установки (ПТУ) составляют основу современной энергетики. Они применяются как на обычных тепловых, так и на атомных электростанциях. Работа их базируется на осуществлении прямого термодинамического цикла преобразования теплоты, в механическую работу вращения ротора турбины и привода электрогенератора с использованием в качестве рабочего тела воды и ее пара.
Современные ПГУ характеризуются низким уровнем вредных выбросов в атмосферу. Выработка значительной доли мощности газотурбинной установкой обеспечивает меньшие потребности ПГУ в охлаждающей воде и меньшее тепловое загрязнение окружающей среды по сравнению с паротурбинными энергоблоками равной мощности.
Конструкция ПГУ для ТЭС, принцип работы
В состав парогазовых агрегатов входит паросиловой и газотурбинный двигатель.
В газотурбинном двигателе вращение турбины выполняется посредством продуктов сгорания, получаемых от сжигания газа или дизельного топлива. Кроме турбины на валу зафиксирован генератор. Движение ротора в генераторе обеспечивает выработку электричества.
Но продукты сгорания, проходя через газовую турбину, не полностью использует свою энергию — давление уже минимальное, совершение работы невозможно, при этом их температура остается высокой.
Эту особенность стали использовать следующим образом — при выходе из турбины продукты сгорания попадают в котел-утилизатор, в результате чего вода, находящаяся в нем, нагревается до образования пара с температурой 500°C и давлением в 100 атмосфер. Этого состояния пара достаточно, чтобы использовать его в паровой турбине. Так в действие приводится второй электрогенератор. Конструкция и принцип работы делают такие ПГУ для ТЭС максимально эффективными.
Преимущества строительства ПГУ для ТЭС
Парогазовая установка на Кировской ТЭЦ-3
Парогазовая установка
Парогазовая установка — электрогенерирующая станция, служащая для производства электроэнергии. Отличается от паросиловых и газотурбинных установок повышенным КПД. [источник не указан 404 дня]
Содержание
Принцип действия и устройство
Парогазовая установка состоит из двух отдельных установок: паросиловой и газотурбинной. В газотурбинной установке турбину вращают газообразные продукты сгорания топлива. Топливом может служить как природный газ, так и продукты нефтяной промышленности (мазут, солярка). На одном валу с турбиной находится первый генератор, который за счет вращения ротора вырабатывает электрический ток. Проходя через газовую турбину, продукты сгорания отдают ей лишь часть своей энергии и на выходе из газотурбины все ещё имеют высокую температуру. С выхода из газотурбины продукты сгорания попадают в паросиловую установку, в котел-утилизатор, где нагревают воду и образующийся водяной пар. Температура продуктов сгорания достаточна для того, чтобы довести пар до состояния, необходимого для использования в паровой турбине (температура дымовых газов около 500 градусов по Цельсию позволяет получать перегретый пар при давлении около 100 атмосфер). Паровая турбина приводит в действие второй электрогенератор.
Существуют парогазовые установки, у которых паровая и газовая турбины находятся на одном валу, в этом случае устанавливается только один генератор.
Иногда парогазовые установки создают на базе существующих старых паросиловых установок. В этом случае уходящие газы из новой газовой турбины сбрасываются в существующий паровой котел, который соответствующим образом модернизируется. КПД таких установок, как правило, ниже, чем у новых парогазовых установок, спроектированных и построенных «с нуля».
Преимущества ПГУ
Недостатки ПГУ
Применение на электростанциях
По состоянию на середину 2011 г. в России в различных стадиях проектирования или строительства находятся несколько ПГУ.
По сравнению с Россией, в странах Западной Европы и США парогазовые установки стали широко применяться раньше. На западных электростанциях, использующих в качестве топлива природный газ, установки такого типа используются гораздо чаще.
Зачем строить Парогазовые ТЭЦ? В чем преимущества парогазовых установок.
Поделиться «Зачем строить Парогазовые ТЭЦ? В чем преимущества парогазовых установок.»
Какие причины внедрения ПГУ в России, почему это решение трудное но необходимое?
Почему начали строить ПГУ
Децентрализованный рынок производства электроэнергии и теплоты диктует энергетическим компаниям необходимость повышения конкурентоспособности своей продукции. Основное значение для них имеют минимизация риска инвестиций и реальные результаты, которые можно получить при использовании данной технологии.
Отмена государственного регулирования на рынке электроэнергии и теплоты, которые станут коммерческим продуктом, приведет к усилению конкуренции между их производителями. Поэтому в будущем только надежные и высокорентабельные электростанции смогут обеспечить дополнительные капиталовложения в осуществление новых проектов.
Критерии выбора ПГУ
Выбор того или иного типа ПГУ зависит от многих факторов. Одними из наиболее важных критериев в реализации проекта являются его экономическая выгодность и безопасность.
Анализ существующего рынка энергетических установок показывает значительную потребность в недорогих, надежных в эксплуатации и высокоэффективных энергетических установках. Выполненная в соответствии с этой концепцией модульная конструкция с заданными параметрами делает установку легко адаптируемой к любым местным условиям и специфическим требованиям заказчика.
Такая продукция удовлетворяет более 70 % заказчиков. Этим условиям в значительной степени соответствуют ГТ и ПГ-ТЭС утилизационного (бинарного) типа.
Энергетический тупик
Большая часть оборудования ТЭЦ в России исчерпала свой ресурс
Анализ энергетики России, выполненный рядом академических институтов, показывает: уже сегодня электроэнергетика России практически теряет ежегодно 3—4 ГВт своих мощностей. В результате к 2005 г. объем отработавшего свой физический ресурс оборудования будет составлять, по данным РАО “ЕЭС России”, 38 % общей мощности, а к 2010 г. этот показатель составит уже 108 млн. кВт (46 %).
Если события будут развиваться именно по такому сценарию, то большинство энергоблоков из-за старения в ближайшие годы войдут в зону серьезного риска аварий. Проблему технического перевооружения всех типов существующих электростанций обостряет то, что даже часть сравнительно “молодых” энергоблоков 500—800 МВт исчерпала ресурс работы основных узлов и требует серьезных восстановительных работ.
Реконструкция электростанций – это проще и дешевле
Продление сроков эксплуатации станций с заменой крупных узлов основного оборудования (роторов турбин, поверхностей нагрева котлов, паропроводов), конечно, значительно дешевле, чем строительство новых электростанций.
Электростанциям и заводам-изготовителям зачастую удобно и выгодно заменять оборудование на аналогичное демонтируемому. Однако при этом не используются возможности значительного увеличения экономии топлива, не уменьшается загрязнение окружающей среды, не применяются современные средства автоматизированных систем нового оборудования, увеличиваются затраты на эксплуатацию и ремонт.
Низкий КПД электростанций
Россия постепенно выходит на европейский энергетический рынок, войдет в ВТО, вместе с тем у нас много лет сохраняется крайне низкий уровень тепловой эффективности электроэнергетики. Средний уровень коэффициента полезного действия энергоустановок при работе на конденсационном режиме равен 25 %. Это означает, что при повышении цены на топливо до мирового уровня цена на электроэнергию у нас неизбежно станет в полтора-два раза выше мировой, что отразится на других товарах. Поэтому реконструкция энергоблоков и тепловых станций должна производиться так, чтобы вводимое новое оборудование и отдельные узлы электростанций были на современном мировом уровне.
Энергетика выбирает парогазовые технологии
Сейчас, несмотря на тяжелое финансовое положение, в конструкторских бюро энергомашиностроительных и авиадвигательных научно-исследовательских институтов возобновились разработки новых систем оборудования для тепловых электростанций. В частности, речь идет о создании конденсационных парогазовых электростанций с коэффициентом полезного действия до 54—60 %.
Экономические оценки, сделанные разными отечественными организациями, свидетельствуют о реальной возможности снизить издержки производства электроэнергии в России, если строить подобные электростанции.
Даже простые ГТУ будут эффективнее по КПД
На ТЭЦ не обязательно повсеместно применять ПГУ такого типа, как ПГУ-325 и ПГУ-450. Схемные решения могут быть различными в зависимости от конкретных условий, в частности, от соотношения тепловых и электрических нагрузок.
Применение ГТУ на ТЭЦ может быть очень широким. В настоящее время около 300 паротурбинных агрегатов ТЭЦ мощностью 50—120 МВт питаются паром от котлов, сжигающих 90 и более процентов природного газа. В принципе все они являются кандидатами на техническое перевооружение с использованием газовых турбин единичной мощностью 60—150 МВт.
Трудности с внедрением ГТУ и ПГУ
Однако процесс промышленного внедрения ГТУ и ПГУ в нашей стране идет крайне медленно. Главная причина — инвестиционные трудности, связанные с необходимостью достаточно крупных финансовых вложений в минимально возможные сроки.
Другое сдерживающее обстоятельство связано с фактическим отсутствием в номенклатуре отечественных производителей чисто энергетических газовых турбин, проверенных в широкомасштабной эксплуатации. За прототипы таких газовых турбин можно принять ГТУ нового поколения.
Бинарные ПГУ без регенерации
Определенным преимуществом обладают бинарные ПГУ, как наиболее дешевые и надежные в эксплуатации. Паровая часть бинарных ПГУ очень проста, так как паровая регенерация невыгодна и не используется. Температура перегретого пара на 20—50 °С ниже температуры отработавших в ГТУ газов. В настоящее время она достигла уровня стандартных в энергетике 535—565 °С. Давление свежего пара выбирается так, чтобы обеспечить приемлемую влажность в последних ступенях, условия работы и размеры лопаток которых примерно такие же, как и в мощных паровых турбинах.
Влияние давления пара на эффективность ПГУ
Учитываются, конечно, экономические, стоимостные факторы, так как давление пара мало влияет на термический КПД ПГУ. Чтобы уменьшить температурные напоры между газами и пароводяной средой и лучшим образом с меньшими термодинамическими потерями использовать тепло отработавших в ГТУ газов, испарение питательной воды организуют при двух или трех уровнях давления. Выработанный при пониженных давлениях пар подмешивают в промежуточных точках проточной части турбины. Осуществляют также промежуточный перегрев пара.
Влияние температуры уходящих газов на КПД ПГУ
С повышением температуры газов на входе в турбину и выходе из нее параметры пара и экономичность паровой части цикла ГТУ возрастают, способствуя общему увеличению КПД ПГУ.
Выбор конкретных направлений создания, совершенствования и широкомасштабного производства энергетических машин должен решаться с учетом не только термодинамического совершенства, но и инвестиционной привлекательности проектов. Инвестиционная привлекательность российских технических и производственных проектов для потенциальных инвесторов — важнейшая и актуальнейшая проблема, от решения которой в значительной мере зависит возрождение экономики России.
Поделиться «Зачем строить Парогазовые ТЭЦ? В чем преимущества парогазовых установок.»
Фотографии строительства главного корпуса ПГУ
Фотографии других объектов ПГУ:
Парогазовые установки (ПГУ)
Парогазовая установка — электрогенерирующая станция, служащая для производства электроэнергии. Отличается от паросиловых и газотурбинных установок повышенным КПД.
Парогазовые установки производят электричество и тепловую энергию. Тепловая энергия используется для дополнительного производства электричества.
Принцип действия и устройство парогазовой установки (ПГУ)
Парогазовая установка состоит из двух отдельных блоков: паросилового и газотурбинного. В газотурбинной установке турбину вращают газообразные продукты сгорания топлива.
Топливом может служить как природный газ, так и продукты нефтяной промышленности (например мазут, дизельное топливо). На одном валу с турбиной находится генератор, который за счет вращения ротора вырабатывает электрический ток.
Проходя через газовую турбину, продукты сгорания отдают лишь часть своей энергии и на выходе из неё, когда их давление уже близко к наружному и работа не может быть ими совершена, все ещё имеют высокую температуру. С выхода газовой турбины продукты сгорания попадают в паросиловую установку, в котел-утилизатор, где нагревают воду и образующийся водяной пар. Температура продуктов сгорания достаточна для того, чтобы довести пар до состояния, необходимого для использования в паровой турбине (температура дымовых газов около 500°C позволяет получать перегретый пар при давлении около 100 атмосфер). Паровая турбина приводит в действие второй электрогенератор.
Существуют парогазовые установки, у которых паровая и газовая турбины находятся на одном валу, в этом случае устанавливается только один генератор. Также часто пар с двух блоков ГТУ—котёл-утилизатор направляется в одну общую паросиловую установку.
Иногда парогазовые установки создают на базе существующих старых паросиловых установок. В этом случае уходящие газы из новой газовой турбины сбрасываются в существующий паровой котел, который соответствующим образом модернизируется. КПД таких установок, как правило, ниже, чем у новых парогазовых установок, спроектированных и построенных «с нуля».
На установках небольшой мощности поршневая паровая машина обычно эффективнее, чем лопаточная радиальная или осевая паровая турбина, и есть предложение применять современные паровые машины в составе ПГУ.
Преимущества и недостатки парогазовых установок (ПГУ)
Парогазовые установки (ПГУ) — относительно новый тип электростанций, работающих на газе, жидком или твердом топливе. Парогазовые установки (ПГУ) предназначены для получения максимального количества электроэнергии.
Общий электрический КПД парогазовой установки составляет
58-64%. Для сравнения, у работающих отдельно паросиловых установок КПД обычно находится в пределах 33-45%, в стандартных газотурбинных установках КПД составляет
Парогазовая установка ПГУ-115 на ТЭЦ СЗР Курска: пройден 10-летний рубеж эффективной эксплуатации
ТЭЦ Северо-Западного района (ТЭЦ СЗР, ПАО «Квадра») является одним из основных источников энергоснабжения Курска. Она обеспечивает теплом и горячей водой самые густонаселенные районы города — Северо-Западный, Юго-Западный, СХА и проспект Победы.
Вехой в истории ТЭЦ СЗР стал 2011 год, когда на её площадке построили современную парогазовую установку ПГУ-115. Это увеличило отпуск тепла и позволило начать выработку электроэнергии для поставок на оптовый рынок.
В целом, ввод ПГУ повысил КПД и экономичность станции, оптимизировал электро- и теплоснабжение города, увеличил надежность и устойчивость энергосистемы Курской области, а также обеспечил дополнительные возможности для экономического развития региона.
Проведенная в феврале этого года очередная аттестация показала, что при установленной мощности в 116,9 МВт фактическая располагаемая мощность парогазового энергоблока превышает 118 МВт.
ПГУ-115 оснащена эффективным оборудованием с высокими техническими показателями. Здесь действуют две аэропроизводные газотурбинные установки производства GE — ГТУ типа LM6000 PD с системой повышения мощности SPRINT. Эта технология помогает снижать температуру в камере сгорания за счет разбрызгивания мелкодисперсной водяной пыли. При этом компрессор осуществляет сжатие и подачу большего количества воздуха, что увеличивает производительность турбины. Единичная электрическая мощность ГТУ, обеспечивающих базовую генерацию, составляет 45 МВт.
Из турбин отработавшие горячие газы (продукты сгорания топлива) попадают в котлы-утилизаторы типа Пр-75-39-440Д, изготовленные Подольским машиностроительным заводом, которые вырабатывают пар для вторичной генерации электроэнергии. Полученный перегретый пар направляется в турбоустановку номинальной мощностью 25 МВт на базе паровой турбины Т-25/34-3,4/0,12 Калужского турбинного завода (парогазовый цикл).
Таким образом, применяемые на ПГУ-115 технологии гарантируют комбинированную выработку энергии, высокую отдачу от использования газового топлива и общую эффективность объекта.
В состав энергоблока входят также две дожимные компрессорные станции «ЭНЕРГАЗ». Блочно-модульные ДКС обеспечивают подачу топливного газа в турбины с установленными проектными параметрами по давлению (4,9 МПа), температуре (до +60°C) и расходу (13 000 м 3 /ч). Эти технологические установки, выполненные на основе винтовых маслозаполненных компрессоров, работают в автоматическом режиме, их системы управления интегрированы с верхним уровнем АСУ ТП Курской ТЭЦ СЗР.