Основные технические характеристики оборудования пгу-325

Характеристика	Значение
ГТЭ-110 (НПО «Сатурн»)
1. Электрическая мощность номинальная / пиковая, МВт	110 / 120
2. КПД, %	34,5 / 35,0
3. Температура выхлопных газов, °С	517 / 547
4. Расход выхлопных газов, кг/с	362±5
5. Расход топлива
5.1. Природный газ с Q = 50056 кДж/кг, кг/ч (м3/ч)	23000 /24700 (33500 / 36000)
5.2. Жидкое топливо с Q = 42000 кДж/кг	24300 / 29400
2* КУ П-88 («ЗиО- Подольск»)
1. Паропроизводительность контура ВД / НД, т/ч	308 / 73,3
2. Давление пара ВД / НД, МПа	7,05 / 0,69
3. Температура пара ВД / НД, °С	491,3 / 232,4
4. Тепловая нагрузка ВВТО, МВт	17,2
5. Давление в деаэраторе, МПа	0,74
6. Температура питательной воды, °С	166,9
7. Температура конденсата перед ГПК (до рецирк-и), °С	21,8
8. Аэродинамическое сопротивление КУ с учётом ДТ, Па	2588
9. Температура уходящих газов, °С	85,3
К-110-6,5 («Силовые Машины»)
1. Электрическая мощность номин./максим. МВт	110 / 114
2. Расход пара номин. / макс., т/ч
2.1. ВД	308 / 309,8
2.2. НД	70,3 / 80
2. Давление пара ВД / НД перед СК, МПа	6,85 / 0,64
3. Температура пара ВД / НД, °С	498 / 228
4. Расход охлаждающей воды через конденсатор, м3/ч	18000
5. Температура охлаждающей воды, °С	12
6. Давление в конденсаторе, кПа	5

Принципиальная тепловая схема ПГУ-450 с процессом генерации пара в КУ приведена на рис. 3.9 с упрощением (не приведена вторая ГТУ с КУ, а ПТ состоит из 3-х частей, но 2-х цилиндров).

Перегретый пар контура ВД направляется в ЧВД ПТ, а после ЧВД объединяется с перегретым паром контура НД и далее расширяется в ЧСД и ЧНД. Пар из регулируемых отборов используется в сетевых подогревателях СП₁ и СП_2. СП₃ является пиковым СП, а в качестве греющего пара в нём используется пар НД или ВД КУ. Такая схема соответствует расчётному коэффициенту теплофикации =1, а при < 1 вместо СП-3 устанавливают стандартные или специально спроектированные ПВК.

Конденсат греющего пара после СП и основной конденсат после ХВО направляется в ГПК КУ, а его температура на входе поддерживается на требуемом уровне (не ниже 50-60 °С при сжигании в КС природного газа и 110 °С при сжигании газотурбинного топлива) с помощью насосов рециркуляции НРц во избежание низкотемпературной коррозии ГПК.

а)

б)

Рис. 3.9. Принципиальная тепловая схема (а) и процесс генерации пара (б) ПГУ-450

ПЕ, И , ЭК и ПН ВД - пароперегреватель, испаритель, экономайзер и питательный насос контура ВД; ПЕ, И и ПН НД - пароперегреватель, испаритель и питательный насос контура НД; ГПК – газовый подогреватель конденсата

Подогретый в ГПК конденсат направляется в деаэратор питательной воды ДПВ, откуда деаэрированная питательна вода питательными насосами ПН НД и ПН ВД подаётся в соответствующий контур КУ. В качестве греющего теплоносителя в ДПВ используется часть перегретого пара НД. Двухконтурный КУ имеет два барабана – ВД и НД. Минимальные температурные напоры в КУ принимают по холодному концу И НД Θ₁ и И ВД Θ₂ на уровне 8-10 °С, а на горячем конце ПЕ ВД Θ_ПЕ = 20-30 °С. Циркуляция пароводяной смеси в И ВД и И НД может быть естественной или принудительной.

Такие ПГУ-450 электрической мощностью по 450 МВт установлены на Северо-Западной ТЭЦ (СПб), ТЭЦ-21 и ТЭЦ-27 (Москва), Калининградской ТЭЦ-2. Каждая ПГУ состоит из двух ГТЭ-160, двух двухконтурных КУ типа П-87 или П-96 («ЗиО-Подольск») и одной теплофикационной турбины типа Т-150-7,7 («Силовые Машины») - табл. 3.4.

Таблица 3.4

Основные технические характеристики оборудования ПГУ-450

Характеристика	Значение
2*КУ П-96 («ЗиО-Подольск»)
1. Паропроизводительность контура ВД / НД, т/ч	465 / 91,4
2. Давление пара ВД / НД, МПа	7,85 / 0,65
3. Температура пара ВД / НД, °С	510 / 226
4. Аэродинамическое сопротивление КУ, Па	3300
5. Температура выхлопных газов на входе, °С	537
6. Температура уходящих газов, °С	106
Т-150-7,7 («Силовые Машины»)
1. Электрическая мощность номин./максим., МВт	150 / 160
2. Расход пара максимальный ВД / НД, т/ч	525 / 120
3. Давление пара ВД / НД перед СК, МПа	7,6 / 0,62
4. Температура пара ВД / НД, °С	510 / 195
5. Нагрузка отборов, МВт (Гкал/ч)
5.1. Номинальная	395 (340)
5.2. Максимальная	487 (419)
6. Диапазон регулирования давления в оборах, МПа
6.1. Верхний отбор	0,1-0,21
6.2. Нижний отбор	0,04-0,18
7. Расход охлаждающей воды через конденсатор, м3/ч	20500
8. Температура охлаждающей воды, °С	27
9. Давление в конденсаторе, кПа	5
10. Гидравлическое сопротивление вод. тракта конденсатора, МПа	0,050
ГТЭ-160 («Силовые Машины»)
1. Электрическая мощность номинальная, МВт	157
2. КПД, %	34,4
3. Температура газа перед турбиной, °С	1060
3. Температура выхлопных газов, °С	537
4. Расход выхлопных газов, кг/с	509

В настоящее время ПГУ-325 и ПГУ-450 – самые мощные ПГУ с оборудованием производства энергомашиностроительных заводов России. В соответствиии с ЭС-2030 ожидается их широкое внедрение до 2030 г..

В качестве примера энерготехнологического применения ПГУ приведено сопоставление традиционной схемы энергоснабжения доменного производства со схемой, основанной на использования ПГУ (рис. 3.10). В традиционной схеме (рис. 3.10 а) энергоснабжение доменного производства осуществляется от ТЭЦ-ПВС с энергетическими котлами 7, теплофикационными ПТ 12, приводными ПТ 8 доменных компрессоров ДК 9. Дутьё, обогащённое кислородом от воздухоразделительных блоков ВРБ 10, с давлением около 0,5 МПа после ДК 9 подогревается в кауперах 11 и подаётся для сжигания природного газа в горне доменной печи ДП при плавке чугуна.

В процессе плавки чугуна в ДП образуется доменный газ ДГ с давлением на выходе ДП (под колошником) 0,3-0,35 МПа. Поэтому ДГ относится к группе горючих ВЭР и ВЭР избыточного давления. Подогрев дутья в кауперах производится за счёт сжигания ДГ. Поддержание заданного уровня давления ДГ интенсифицирует процесс плавки и регулируется дроссельной группой ДГР 5. Перед ДГР установлена мокрая или сухая газоочистка ГО 2, которая обеспечивает нормативное содержание в ДГ пыли по условиям его транспортировки и сжигания. Параллельно с ДГР устанавливают ГУБТ для выработки ЭЭ.

а) Традиционная схема 1 – доменная печь ДП; 2 – газоочистка ГО; 3 - смешивающий газоподогреватель СГП; 4 – газовая утилизационная бескомпрессорная турбина ГУБТ; 5 – дроссельная группа ДГР; 6 -. электрогенератор ЭГ; 7 – паровой котёл ПК; 8 – приводная ПТ; 9 – доменный компрессор ДК; 10 - воздухоразделительный блок ВРБ; 11 – воздухонагреватели (кауперы) ДП; 12 – теплофикационная турбина ПТ ТЭЦ-ПВС; 13 – потребители технологического пара ПТП; 14 – отопительно-вентиляционные потребители

б) Схема с энерготехнологической ПГУ 1, 2, 10-14 аналогичны традиционной схеме (а); 3 – компрессор доменного газа КДГ; 4 – воздушный компрессор ВК; 5 – выносная камера сгорания ВКС; 6 – основная ГТ ПГУ; 7 – ГТ для привода КДГ; 8 – КУ одно- (на схеме) или двухконтурный; 9 – дроссельная группа; 15 – электрогенератор ЭГ ПГУ; 16 – воздухоподогреватель ВП кауперов

Рис. 3.10. Принципиальная схема энергоснабжения доменного производства

Инновационный характер носит схема энергоснабжения доменного производства с энерготехнологической ПГУ (рис. 3.10 б), предложенная к внедрению на МК «Северсталь»¹. В этой схеме ДГ после ГО 2 и компрессора доменного газа КДГ 3 подаётся на сжигание в выносную КС 5, а воздух на горение поступает от воздушного компрессора ВК 4, который находится на общем валу с ГТ 6 и теплофикационной ПТ 12. Часть продуктов сгорания из КС 5 направляется в ГТ 7, предназначенную для привода КДГ. Выхлопные газы обеих ГТ используются в одно- или двухконтурном КУ для выработки пара энергетических параметров, который с помощью ПТ 12 обеспечивает комбинированное производство ЭЭ и ТЭ.

Из промежуточной камеры ВК 4 осуществляется отбор дутьевого воздуха с давлением около 0,5 МПа, который после обогащения кислородом от ВРБ 10 направляется в кауперы 11. Теплота продуктов сгорания ДГ после кауперов используется в воздухоподогревателях ВП 16, что приводит к снижению расхода ДГ и повышению температуры дутья на входе в ДП.

Таким образом, в предложенной схеме энергоснабжение доменного производства осуществляется с применением современного оборудования (ПГУ) с высокими ТЭП, которое наряду с решением энергетических задач обеспечивает технологические функции – обеспечение ДП дутьевым воздухом. Реализация предлагаемой схемы обладает всеми преимуществами ПГУ по эффективности комбинированного производства ЭЭ и ТЭ, а также снижает затраты на горячее дутьё и кокс при плавке чугуна.

К сожалению, смена формы собственности на МК «Северсталь» в 1990-х гг. не привела к технологическому совершенствованию производств предприятия и реализация предлагаемой схемы энергоснабжения ДП отложена на неопределённое время.

Справедливости ради необходимо отметить, что технические характеристики выпускаемого в России оборудования ПГУ-325 и ПГУ-450 заметно ниже характеристик ГТУ и ПГУ зарубежных фирм (табл. 3.5), что явилось следствием застоя в отечественном энергомашиностроении в связи с замедленными темпами реформирования экономики России, начиная с 1991 г.

Таблица 3.5