Энергетика. Прогнозируемый в ближайшие годы рост цен на топливные ресурсы и, прежде всего, природный газ - делает проблему эфф Газотурбинные установки ГП НПКГ "Зоря-Машпроект"

на данный момент максимальная экономия энергетических ресурсов и их эффективное использование являются одними из самых важных составляющих строительства системы энергетической безопасности каждого государства. Прогнозируемый в ближайшие годы рост цен на топливные ресурсы и, прежде всего, природный газ - делает проблему эфф. энергетической установки требованием времени. Другой важнейшей проблемой является маневренность энергосистемы, принцип. возможность погашения пиков суточных и сезонных нагрузок. Нехватка высокоманевренных и пиковых мощностей стала одной из главных проблем энергетики стран СНГ. так же одной важнейшей задачей для каждой страны является решение проблемы экологической безопасности ее граждан. Необходимый прирост населения, снижение общего уровня заболеваемости, обеспечение увеличения трудоспособного возраста для граждан необходимы для динамичного развития страны в 21 веке.
Внедрение новых высокоманевренных энергетических установок с высоким коэффициентом полезного действия позволит решить проблему максимальной экономии энергетических ресурсов, регулирования мощности энергосистемы страны и создания системы экологической безопасности. Сохранение себестоимости произведенной электроэнергии, при увеличении ее выработки, позволит обеспечить стабильность ценовых показателей для промышленности и населения страны. на данный момент во всем мире наиболее привлекательным направлением создания новых энергетических установок является использование газотурбинных технологий.
Газотурбинные двигатели (газовые турбины) и созданные на их основе когенерационные и парогазовые установки на на данный моментшний день являются одним из наиболее перспективных направлений создания высокоэффективных, высокоманевренных и экологически чистых установок для энергетики.
Научно-производственным комплексом газотурбостроения Зоря-Машпроект (г. Николаев, Украина) разработаны две новые газотурбинные установки для энергетики мощностью 45 МВт (ГТЭ-4 и 60 МВт (ГТЭ-6 . Установки предназначены для использования в составе как вновь проектируемых, так и реконструируемых тепло- и электростанций различной мощности.
Установки соответствуют лучшим аналогам таких ведущих мировых фирм как General Electric, MAN, Alstom как по техническим, так и по экономическим показателям.
Необходимо отметить так же ряд важнейших факторов, которые могут быть положительно оценены потенциальным Заказчиком.
Одним из важнейших показателей, является маневренность газотурбинной установки, позволяющая использовать ее в режиме погашения пиковых нагрузок. Время пуска и выхода на режим номинальной мощности ГТЭ-45 и ГТЭ-60 не превышает 30 минут. Время остановки с режима номинальной мощности до полного снятия нагрузки не превышает 30 минут. Работа в пиковом классе использования на на данный моментшний день, да и в будущем будет востребована в любой стране.
Другим важнейшим показателем, без которого не может существовать современная техника, являются показатели экологической безопасности. Установки ГТЭ-45 и ГТЭ-60 по своим экологическим показателям соответствуют лучшим мировым аналогам. Уровень эмиссии окислов азота (NOX) не превышает 50 мг/нм Этот показатель уже экспериментально подтвержден. Комплексная система шумоглушения обеспечивает уровень шума не более 80 ДБа. Такие показатели позволяют размещать газотурбинные установки непосредственно в городской черте, что особенно важно при реконструкции ранее действующих ТЭЦ и ТЭС.
Предлагаемые газотурбинные установки ГТЭ-45 и ГТЭ-60 специально спроектированы для работы в составе когенерационных или парогазовых установок - температура выхлопных газов для подачи в котел-утилизатор составляет соответственно 547 и 517С.
Основой установки является новый газотурбинный двигатель (ГТД), разработки ГП НПКГ Зоря-Машпроект. При проектировании ГТД, использовался опыт ГП НПКГ Зоря-Машпроект по созданию газотурбинных установок для морского флота, газовой промышленности и энергетики, эксплуатирующихся на данный момент в 25 странах мира и, в том числе, в Белоруссии, Индии, Канаде, Китае, России, США. Немаловажным является и опыт, полученный при создании газотурбинной установки ГТЭ-110 мощностью 110 МВт. Первый блок ПГУ мощностью 325 МВт с двумя серийно изготовленными ГТД-110 смонтирован в ИвГРЭС (г. Комсомольск, Ивановская область, Россия).
Конструктивно газотурбинный двигатель ГТД-60, используемый в газотурбинных установках ГТЭ-45 и ГТЭ-60, выполнен на единой раме, и имеет следующие габариты: 5,6 м - в длину, 3,3 м - в ширину, 3,5 м - в высоту. Масса газотурбинного двигателя в сборе - не превышает 30 тонн. Моноблочная конструкция, небольшие габариты и масса двигателя позволяют его испытывать в собранном виде и предъявлять Заказчику на заводском испытательном стенде, что невозможно для промышленных энергетических турбин. Значительно упрощается цикл замены двигателя в эксплуатации. Обеспечивается принцип. возможность транспортирования его любым видом транспорта.
Газотурбинный двигатель состоит из следующих узлов:
- пятнадцатиступенчатого компрессора, служащего для сжатия и подачи сжатого воздуха на горение;
- камеры сгорания, с двадцатью жаровыми трубами, в которую подается топливо и организуется цикл горения;
- четырехступенчатой турбины, в которой вырабатывается полезная мощность.
Ротор двигателя - диско-барабанного типа, с установленными на нем рабочими лопатками компрессора и турбины. Рабочие лопатки выполнены из титановых и жаропрочных никелевых сплавов.
Газотурбинная энергетическая установка ( состоит из газотурбинного двигателя, электрогенератора, редуктора, оборудования и систем, необходимых для ее функционирования - системы смазки, топливной системы, системы охлаждения и других систем.
Газотурбинный двигатель и редуктор размещены в теплозвукоизолирующих контейнерах.
Рядом с ГТД расположен маслобак, обеспечивающий подачу масла к двигателю, редуктору и генератору, блок топливных агрегатов газообразного топлива, обеспечивающий подачу и регулирование расхода топлива на всех режимах.
Воздух к входной улитке ГТД подается по воздуховоду от комплексного воздухоочистительного устройства, расположенного у машинного зала.
Такая блочная компоновка позволяет значительно снизить затраты на капитальное строительство и уменьшить его продолжительность. Оборудование можно размещать как и в уже существующих капитальных сооружениях, так и в сооружениях из легкосборных металлических панелей, что значительно снижает стоимость необходимого капитального строительства, и естественно, весьма соблазнительно для любого инвестора.
принцип. возможность гибкой компоновки оборудования позволяет максимально эффективно использовать существующие инженерные сети и сооружения, а также уменьшать площадь занимаемой территории и создавать оптимальную схему непосредственно для каждого объекта.
На базе ГТЭ-60 ГП НПКГ Зоря-Машпроект разработан ряд парогазовых установок различной мощности. Парогазовые установки ПГУ-85 мощностью 85 МВт и ПГУ-170 - мощностью 168 МВт имеют k полезного действия не ниже 52%.
Следует отметить, что для множественных стран СНГ наиболее оптимальным является вариант с использованием газотурбинной установки ГТЭ-60 в качестве газотурбинной надстройки к существующим паросиловым блокам ТЭЦ или ТЭС. соблазнительность такого способа повышения мощности и экономичности паросилового блока состоит в том, что используется сущ- щее оборудование с минимальной его модернизацией. При этом мощность тепловой электростанции повышается на 25 - 30%, а ее экономичность на 18 - 20%. Предлагаемая схема модернизации существующих паросиловых блоков позволяет минимизировать затраты и сократить время реконструкции теплоэлектростанции. Немаловажным фактором является и то, что для размещения оборудования не нужны значительные дополнительные площади, что позволяет реконструировать теплоэлектростанции в черте города, где практически невозможен отвод дополнительной земли.
ГП НПКГ Зоря - Машпроект уже имеет успешный опыт модернизации паросиловых блоков Березовской ГРЭС (г. Белоозерск, Брестская область, Беларусь). В период июль 2003 - декабрь 2004 г. на электростанции были установлены и введены в эксплуатацию в качестве газотурбинной надстройки существующих котлов ПК-38Р - 4 газотурбинных установки ГТЭ-25 (мощность 25 МВт каждая ) ГП НПКГ Зоря - Машпроект. Мощность ГРЭС увеличилась с 330 до 420 МВт, а суммарный расход топливного газа вырос только на 5%. Удельный расход условного топлива снизился с 370 грам условного топлива на кВт*час до 307 гут/ кВт*час.
В качестве примера такой модернизации с использованием газотурбинной установки ГТЭ-60 в таблице 3 приведены показатели парогазовой установки ПГУ-220 мощностью 220 МВт.
В парогазовой установке ПГУ-220 газотурбинная установка ГТЭ-60 используется для повышения экономичности блока в качестве газотурбинной надстройки к существующему котлу типа ТП-90, паропроизводительностью 500 т/ч, который входит в состав паросилового блока мощностью 150-160 МВт. В качестве пилотного проекта - принято действующее основное оборудование (котлоагрегат и паровая турбина) паросилового блока мощностью 150 МВт Приднепровской тепловой электростанции (ПД ТЭС), на которой находятся в эксплуатации четыре блока мощностью 150 МВт, установленные в 1958 - 1961 годах. В 1981 -1987 годах блоки модернизированы - конденсационные турбины типа К-150-130 переведены в теплофикационный режим.
Проведенные расчеты, показывают, что удельный расход условного топлива энергетических установок на базе ГТЭ-60 для выработки электроэнергии составляет 275,6 грамм условного топлива на кВт*час, что на 37,5% ниже существующего на на данный момент уровня - 379 гут / кВт*час. Это свидетельствует о целесообразности предлагаемой реконструкции станции в условиях возрастания цен на топливные ресурсы.
В заключение, хотелось бы так же раз отметить исключительные достоинства газотурбинных и парогазовых энергетических установок:
- высокая экономичность. КПД нового блока не ниже 50%, КПД реконструируемого блока ПГУ около 40%;
- высокая маневренность и тепловая эффективность. Время пуска с выходом на номинальную мощность составляет не более 30 минут, а в экстренных случаях - до 10 мин;
- продолжительность строительства от начала до ввода в эксплуатацию не превышает двух лет, а срок окупаемости составляет 4-6 лет, что весьма соблазнительно для любых субъектов инвестирования;
- принцип. возможность размещения в черте города за счет высоких экологических показателей и отсутствия необходимости отвода земли;
Создание системы энергетической безопасности государства на базе газотурбинных технологий является важнейшим фактором стабильности жизни граждан и процветания страны.

Источник: http://www.combienergy.ru