Дипломная работа: Модернизация существующей тепловой схемы на Череповецкой государственной районной электрической станции

33- шибер воздухозаборника; 34-промежуточный участок; 35 - переходный участок;

36- угольник; 37- глушитель воздухозаборника - 1; 38-раструб воздухозаборника;

40-защита вала; 46-несущая конструкция;49-глушитель - 2; 50-несущая конструкция канала; 60-площадки короба фильтров; 61-площадки и лестницы для заслонки;

71-трубопроводы подогревателя

Экраны для защиты от насекомых изготовлены из сетки и предназначены для дополнительной защиты подогревателей от насекомых и семян растений. Чистку этих экранов можно проводить в любое время при помощи пылесоса.

Рисунок 1.9- Экраны для защиты от насекомых:

1-профиль; 2-экраны для защиты от насекомых; 3-резиновый профиль.

Панель коагулятора уменьшает содержание влаги в воздухе для горения за счет удаления капель воды из потока воздуха. Панель состоит из рам (выполненных из профиля) и коагулирующих кассет Macrogen.

Фильтр-коагулятор улавливает аэрозольные жидкости с образованием капель, которые легко стекают вниз. Эти крупные капли проходят через фильтрующую среду и стекают в отстойник коагулятора. Здесь капли собираются и направляются в промливневую канализацию.

Рисунок 1.10 - Коагулятор:

1-профили; 2-коагулятор Macrogen; А-направление потока воздуха

Каждый комбинированный блок фильтров состоит из рамы и секции фильтров. В состав секции фильтров входит фильтр грубой очистки Novatex PAL-35?G4 и фильтр тонкой очистки TMPC F8 G10N.

Датчик «Vaisala» измеряет влажность и температуру наружного воздуха для расчета точки росы в устройстве управления противообледенительной системой.

Рисунок 1.11 - Датчик точки росы

Он содержит следующие основные компоненты:

-датчик температуры;

-датчик влажности;

-преобразователь.

Для удобства транспортировки и установки воздухозаборный отвод (угольник) и канал выполнены в виде нескольких отдельных секций:

-воздухозаборный угольник;

-кожух глушителя;

-переходный участок;

-промежуточный участок;

-заслонка воздухозаборника;

-воздухозаборный канал (верхняя и нижняя части).

Воздухозаборный угольник крепится болтами к нижней части короба фильтров и кожуху глушителя. Его основное назначение - направлять воздух в глушитель и далее к компрессору газовой турбины.

Конструкция глушителя и кожуха глушителя обеспечивает поддержание уровня шума в определенных пределах. Для этой цели в кожухе глушителя имеется два ряда звукопоглощающих перегородок. Все секции кожуха скреплены между собой болтами и состоят из элементов с двойными стенками и звукоизоляцией.

Основное назначение переходного участка - выполнять функции переходного элемента в соответствии с размерами кожуха заслонки воздухозаборного канала. Последний состоит из элементов с двойными стенками, имеющими звукоизоляцию.

Заслонка воздухозаборника представляет собой отсечное устройство на входе в компрессор, соответствующее полному сечению канала. Если газовая турбина не работает, заслонка воздухозаборника закрыта для предотвращения вентиляции и, соответственно, попадания влаги в компрессор во время простоя системы забора воздуха. Также отсечная заслонка не допускает вращение ротора газовой турбины в следствие самотяги в период простоя энергоблока. Кроме того, на входе компрессора имеются соединительные элементы для подключения осушителя, что позволяет продувать турбину сухим воздухом в периоды простоя. Осушитель включается автоматически во время остановки газовой турбины.

Отсечная заслонка располагается перед компрессором в потоке воздуха канала. Управление приводом заслонки осуществляет система управления газовой турбины. После остановки газовой турбины заслонка 2 часа находится в открытом состоянии, потом закрывается.

Сам кожух имеет двойные стенки со звукоизоляцией на входе и крепится болтами к переходному участку и промежуточному участку.

Основное назначение промежуточного участка - выполнять функции переходного элемента в соответствии с размерами воздухозаборного канала и лопастями заслонки воздухозаборного канала в открытом положении.

Воздухозаборный канал служит для равномерной подачи воздуха для горения в компрессор без турбулентного движения. Для этого он оборудован внутренним воздухозаборным раструбом с защитой вала турбины, а также специальным наружным воздухозаборным конусом и раструбом. Внутри воздухозаборного раструба проходит ведущий вал от турбины к генератору. Воздухозаборный канал оснащен системой очистки лопаток.

Система подогрева ротора, изображенная на рисунке 1.5, служит для поддержания минимальной температуры вала ГТ, когда турбина в режиме вращения на валоповоротном устройстве. Для этого воздух к турбине поступает через модули фильтров воздухозаборника и электрический воздухонагреватель.

Система управления наблюдает за входной температурой воздухозаборника и задает необходимое количество тепла через фазный угол модуляции мощности теплообменников. Для этого до и после электрического воздухонагревателя располагаются датчики температуры.

Рисунок 1.12-Система подогрева ротора:

1- модуль фильтра воздухозаборника; 2,4-промежуточные детали; 3-электрический воздухонагреватель; 5-компенсатор; 6-заслогка воздухозаборника; 7-опорная конструкция; 8-платформа

Система подогрева используется для подогрева, поступающего в газовую турбину воздуха для горения при работе в условиях низкой температуры, а также для защиты фильтров и канала от обледенения при температуре воздуха ниже нуля. Система осуществляет нагрев приточного воздуха в теплообменниках до температуры, превышающей точку росы и температуру обледенения.

В систему подогрева воздуха входит:

-замкнутый контур подогрева воздуха КВОУ;

-греющий контур подогрева воздуха.

В замкнутый контур подогрева воздуха КВОУ входит следующее оборудование:

?теплообменники ПВК подогрева воздуха GWA (18 шт.);

?2 насоса замкнутого контура НЭ NBG 200-150-400/431 Е-F-N GQQE («Grundfos»);

-пластинчатые подогреватели замкнутого контура ПГСК FP 405-135-1- EH («Funke») (2 шт.), нагреваемая сторона-этиленгликоль;

-компенсационный бак БЭК V=1 м3;

-бак приготовления раствора этиленгликоля V=4м3;

?насос НЗЭ заполнения этиленгликолем НЗЭ CR 1-13 B-FGJ-G-E-HQQE («Grundfos»);

-трехходовой клапан BR 340S (HORA).

Теплообменники ПВК подогрева воздуха GWA представляют собой пластинчатые теплообменники, в которых передача тепла от греющей среды (этиленгликоль) к нагреваемой (воздух) производится через стальные гофрированные пластины, которые установлены на раму и сварены в пакет.

Характеристика и рабочие параметры теплообменников КВОУ указаны в таблице 1.4.

Таблица 1.4 - Характеристика теплообменников ПВК

Насос замкнутого контура НЭ NBG 200-150-400/431 E-F-N GQQE («Grundfos) предназначен для перекачивания по замкнутому контуру этиленгликолевой смеси.

Таблица 1.5 - Характеристика подогревателей ПГСК

Ядром пластинчатого теплообменника является пакет рифленых пластин с проходными отверстиями. Пластины поворачиваются по отношению друг к другу под углом в 1800, формируют, таким образом, каналы, по которым протекают среды. На каждую пластину прикрепляется уплотнение, обеспечивающее надежную герметичность каналов протекания сред, участвующих в теплообмене.

Рисунок 1.13- Пластинчатый теплообменник.

Подогреватели замкнутого контура ПГСК FP 405-135-1- EH представляют собой пластинчатые теплообменники, в которых передача тепла от греющей среды (прямая сетевая вода) к нагреваемой (этиленгликолевая смесь) производится через стальные гофрированные пластины, которые установлены на раму и сварены в пакет. В таблице 1.5 указаны параметры рабочей среды, теплообменников замкнутого контура подогрева этиленгликоля.

В качестве теплоносителя замкнутого контура используется жидкость DOWCAL100(объемная доля 60%) на основе этиленгликоля со специальным составом ингибиторов для защиты от коррозии.

Таблица 1.6 - Характеристики этиленгликоля

Для подогрева замкнутого контура подогрева воздуха КВОУ используется греющий контур подогрева воздуха. Рабочей средой является сетевая вода. Тепло от сетевой воды через теплообменники передается этиленгликолевой смеси. В греющий контур подогрева воздуха входит следующее оборудование:

?насосы греющего контура подогрева воздуха НС NBG 150-125-200/219 Е-F-A-BAQE («Grundfos») (2шт.);

?подогреватели замкнутого контура подогрева воздуха ПГСК FP 405-135-1- EH (2 шт.), греющая сторона сетевая вода.

Насосы греющего контура подогрева воздуха предназначены для перекачивания сетевой воды греющего контура КВОУ.

Согласно проведенному исследованию выявлено, что при наличии значительных преимуществ ПГУ перед паротурбинными установками (меньше удельная стоимость, высокий КПД ПГУ), существуют и недостатки.

Их главным недостатком является значительная зависимость генерируемой электрической мощности от параметров наружного воздуха. Например, по эксплуатационным данным ПГУ-420: реальная мощность газотурбинной установки при температуре и давлении атмосферного воздуха, равными t = 1,5 C, р = 98,8 кПа, составила NГТУ =283,3 МВт, а мощность всей ПГУ - NПГУ =420 МВт. При температуре и давлении атмосферного воздуха, равными t = 30 C, р = 99,2 кПа мощность ГТУ составила NГТУ =253 МВт, а мощность всей ПГУ - NПГУ =365 МВт. Таким образом, при повышении температуры воздуха от 1,5 до 30 C мощность ГТУ снижается на NГТУ =30,3 МВт, а мощность всей ПГУ снижается на NПГУ =55 МВт, что составляет 13 % от номинальной мощности ПГУ-420. Таким образом, снижение мощности происходит примерно линейно в зависимости от температуры воздуха.

Немало важным недостатком также является необходимость подготовки воздуха (фильтрация), который в дальнейшем используется для сжигания топлива. А также существуют ограничения на использование определенного типа топлива, так как применение угля как основного топлива возможно только в установках с внутрицикловой газификацией угля, что сильно удорожает строительство таких электростанций.

Известным решением проблемы снижения мощности ПГУ является охлаждение атмосферного воздуха перед поступлением его в компрессор ГТУ.

Рассмотрим энергетический эффект охлаждения атмосферного воздуха перед ПГУ-420 с использованием холода в абсорбционных холодильных машинах (АБХМ), работающих на природном газе, паре или горячей воде. Для Череповецкой ГРЭС лучше подходят АБХМ на природном газе, поскольку на ГРЭС нет теплофикационных турбин.

2. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ НАРУЖНОГО ВОЗДУХА НА ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ГТУ

Данная глава работы состоит из выполнения расчета ГТУ при нормальных условиях и при повышенной температуре воздуха, расчета холодильной мощности, построения графиков с изменением характеристик ГТУ в зависимости от температуры наружного воздуха. Расчет производится по методике, предложенной Рыжковым В.Я [10].