В данной статье рассматривается модернизация Безымянской ТЭЦ, с применением парогазовой установки. Целью модернизации Безымянской ТЭЦ парогазовой установкой является увеличение станцией выработки электрической и тепловой энергии, в связи с возрастающими потребностями в тепловой и электрической энергии. ПГУ в цикле станции дает возможность существенно повысить КПД теплоэлектроцентрали с 35 %-40 % до 50 %. Данная парогазовая установка позволит снизить удельные расходы топлива на выработку тепла и электроэнергии.
Ключевые слова: газовая турбина, теплоэлектроцентраль, котел-утилизатор, паровая турбина.
Одной из важнейших задач, стоящей перед топливно-энергетическим комплексом страны на перспективу, является максимальная эффективность использования природного газа. Кроме того, на сегодняшний день важным является проблема окупаемости установок. Выдвигаются такие требования как: быстрый срок окупаемости и относительно низкие капиталовложения. В настоящее время не вызывает сомнений средство достижения поставленной цели — применение газотурбинной технологии производства электроэнергии и тепла.
Безымянская ТЭЦ была пущена 18 октября 1941 года. Первой в действие вступила турбина типа АТ-25 (ст. № 2) с генератором мощностью 25 тыс. кВт и котлом производительностью 200 тонн пара в час. Впоследствии в январе 1942 года была пущена турбина АП-25 (ст. № 1). 1952–1955 гг. ввод в работу трех турбин высокого давления мощностью 100Мвт. 1962–1969 г. ввод в работу пяти котлов ПТВМ-100.
Установленная мощность Безымянской ТЭЦ 94 МВт. Основным топливом является природный газ, резервное топливо мазут марки М100.
Ограничения мощности по станции связаны со следующими причинами:
− Работа блоков в теплофикационном режиме
− Работа РОУ собственных нужд.
− Физический износ оборудования, отработавшего парковый ресурс.
− Ухудшение вакуума в конденсаторах турбин при ограничении по каналу р. Самарки, изменение уровня в подводящем канале.
Некоторые турбины уже выработали свой энергоресурс в 200 тыс.часов. Естественно, износ оборудования понизил коэффициент полезного действия турбин, он неуклонно падает, а удельные расходы топлива приходящиеся на 1кВт /ч отпущенной электроэнергии доходит до 300–350 г. Износ оборудования вызывает частые отказы в работе. Основными причинами отключений блоков по турбине являются повреждения и вибрация подшипников.
Применение парогазовой установки тепловая схема которой включает в себя одну ГТУ с КУ, деаэратор и паровую турбину с конденсацией отработавшего пара. Деаэратор питается паром из коллектора, к которому присоединены трубопроводы контуров НД КУ. Поток перегретого пара, выходящий из контура ВД КУ, подается к паровой турбине. Потоки пара, вышедшие из контура НД, перемешиваются друг с другом и подаются в камеру смешения, расположенную в ЦВД.
В статье представлена ГТУ ГТЭ-45, указаны ее технические характеристики, габаритные размеры и принципиальная схема ГТУ. Разработчик и изготовитель — НПО «Турбоатом» (г. Харьков, Украина).
Газотурбинная установка ГТЭ-45 предназначена для выработки электроэнергии в составе парогазовой установки с высоконапорным парогенератором и в составе парогазовой установки со сбросом газов в котел или с подогревом • отработавшими газами питательной воды, а также в качестве автономной ГТУ с утилизацией или без утилизации тепла уходящих газов.
Может использоваться в базовом, полупиковом и пиковом режимах.
Техническая характеристика ГТЭ-45–3М
− электрическая мощность 57,7МВт;
− расход воздуха на входе в компрессор 303кг/с;
− температура газов на выходе 
;
− электрический КПД ГТУ 30 %
− топливо-природный газ, газотурбинное топливо.
Паровая турбина Т-22–6/0,12 РЭП холдинг с регулируемым отбором пара на теплофикацию с давлением 1,2–2,5 кгс/см2 и четырьмя нерегулируемыми отборами для регенеративного подогрева питательной воды. Турбина рассчитана на начальные параметры пара 30 кгс/см2 и 428°С, с расходом свежего пара 90 т/ч.
Целью модернизации Безымянской ТЭЦ является обеспечение стабильного энергообеспечения потребителей с повышением энергоэффективности и снижения отрицательного влияния ТЭЦ на экологию. После внедрения ПГУ на Безымянскую ТЭЦ:
− концентрация оксидов азота в дымовых газах ПГУ снизится более чем в 6 раз ниже эмиссии двух энергоблоков, которые с пуском ПГУ будут остановлены;
− концентрация основных вредных веществ в зоне влияния снизится с 1,6 ПДК до 1,4 ПДК;
− экономия топлива составит 396 тыс. тонн / год, и, соответственно, эмиссия СО2, как основного парникового газа, снизится на 640 тыс. т / год;
− удельный расход топлива на ПГУ составит 225 г / квт. ч, что на 112 г / квт. ч ниже, чем на Безымянской ТЭЦ в настоящее время;
− расход воды на нужды ПГУ на 3903,6 т / ч ниже, сброс термальных вод в канал Самарки сократится на 1473,6 т / ч по сравнению со сбросами от в настоящее время;
Таким образом, проведенная экологическая оценка показала, что введение в эксплуатацию ПГУ на Безымянской теплоэлектроцентрали приведет к снижению антропогенной нагрузки на окружающую среду.
Литература:
- Буров В. Д., Дорохов Е. В., Елизаров Д. П. и др. Тепловые электрические станции: учебник для вузов. М.: Издательский дом МЭИ, 2007. 466 с.
- Безлепкин В. П. Парогазовые и паротурбинные установки электростанций. СПб.: СПбГТУ, 1997.
- Кудинов А. А. Тепловые электрические станции: учеб. пособие для вузов. М.: ИНФРА-М, 2015. 325 с.
- Кудинов А. А., Зиганшина С. К. Энергосбережение в теплоэнергетике и теплотехнологиях. М.: Машиностроение, 2011. 374 с.
- Кудинов А. А. Горение органического топлива: учеб. пособие для вузов. М.: ИНФРА-М, 2015. 390 с.
- Тепловой расчет котельных агрегатов (нормативный метод) / под редакцией Н. В. Кузнецова, В. В. Митора, И. Е. Дубовского, Э. С. Карасиной. — 2-е издание, переработанное. М.: «Энергия», 1973, 294 с.
- Кудинов А. А. Тепломассообмен: учеб. пособие для вузов. М.: ИНФРА-М, 2012. 375 с.
- Назмеев Ю. Г., Лавыгин В. М. Теплообменные аппараты ТЭС. Учеб. пособие для ВУЗов. — М.: Энергоатомиздат, 1988. — 288 с
- Цанев С. В., Буров В. Д., Ремезов А. Н. Газотурбинные и парогазовые установки тепловых электростанций. М.: Издательство МЭИ, 2002.-584с.
