CC BY
25д.д. сулимов, ОАО «Авиадвигатель» д.А. капралов, ООО «Турбомашины»
НА Уфимской ТЭЦ-1 введена ГТЭс-25П
производства оао «авиадвигатель»
ГТЭС номинальной мощностью 22,5 МВт предназначена для комбинированной выработки электрической и тепловой энергии. В основе энергоблока - газотурбинный двигатель ПС-90ЭУ-2Г с КПД 37,5 %. Замена старых мощностей ТЭЦ газотурбинным оборудованием улучшит экономические показатели станции и повысит надежность электро- и теплоснабжения Уфы.
Накануне Дня Республики Башкортостан на старейшей в Уфе ТЭЦ-1, принадлежащей ООО «Башкирская генерирующая компания», вступила в строй газотурбинная электростанция ГТЭС-25П разработки и производства ОАО «Авиадвигатель». Электростанция построена на территории ТЭЦ-1 в рамках Программы технического перевооружения, реконструкции и капитального строительства генерирующих мощностей «Башкирэнерго». Выбор в пользу данного оборудования был сделан во многом благодаря многолетнему сотрудничеству энергетиков Башкирии с пермскими двигателе-строителями. С 2000 года на объектах ОАО «Башкирэнерго» успешно эксплуатируются три ГТЭС Урал-4000 разработки и производства компании «Авиадвигатель».
Расположена электростанция в северной части Уфы, на улице Ульяновых. Такое расположение позволило использовать существующие коммуникации: подводящий газопровод,теплотрассы, инфраструктуру городских электрических сетей. Благодаря этому существенно были снижены затраты на строительство объекта. Генеральным проектировщиком станции выступил институт «Башэнергопроект», генподрядчиком - холдинговая компания «Баш-уралэнергострой».
Для установки нового оборудования были демонтированы четыре старых котла и две паровые турбины, которые устарели физически и морально, а также верхняя часть главного корпуса блока среднего давления, южная стена и трансформаторы собственных нужд. На их месте и размещена газотурбинная установка со всем вспомогательным оборудованием.
Параллельно со строительством нового энергоблока на станции была выполнена реконструкция брызгального бассейна: укреплены его железобетонные конструкции, проведена очистка коллекторов. Бассейн используется для охлаждения генератора ГТЭС.
Также проведена перетрассировка паропровода и других коммуникаций станции.
конструкция
ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ ГТЭС-25П
Электростанция номинальной мощностью 22,5 МВт предназначена для комбинированной выработки электрической и тепловой энергии. ГТЭС укомплектована котлом-утилизатором и обеспечивает коэффициент использования топлива 85 %, что соответствует современным требованиям. Ввод эффективного энергоблока на ТЭЦ позволяет улучшить показатели всей станции и повысить надежность городской сети.
ведущими ■с ко го комплекса
объектах «Газпрома»?
по заказу крупнейших газовых и энергетических компаний в Перми изготовлено более 500 газовых турбин промышленного назначения, из них свыше 200 - энергетического назначения; показатели эффективности и экономичности на уровне мировых аналогов. I
ГТУ-4П
gtlmp
ГТУ-6ПГ
gtu-6pg
ГТУ-4ПГ
GTU-4PG
е*анические при®
PERM
GAS TURBINES
www.avid.ru FAMILY
Характеристики даны в станционных условиях:
Ни = 49,3 МДж/кг, потери давления на входе/выходе - 100/100 мм вод. ст.
таблица. основные технические характеристики Г1В-25П
общие показатели
Номинальная мощность на клеммах генератора, МВт 22,5
Номинальная мощность на валу силовой турбины, МВт 23,2
Тепловая мощность на выхлопе при tвых=110 °С, МВт 30,0
Номинальное напряжение электрического тока, кВ 6,3
показатели качества электроэнергии
Установившееся отклонение напряжения / частоты в установившемся тепловом состоянии при неизменной симметричной нагрузке в диапазоне 10-100 % номинальной мощности, % ±1,0 / ±0,4
Переходное отклонение напряжения / частоты при сбросе / набросе симметричной нагрузки 10% номинальной мощности, не более ±5 / 5
время восстановления, не более, с ±8/5
рабочие характеристики и параметры
КПД на клеммах генератора, % 36,2
КПД на валу силовой турбины, % 37,5
Степень повышения давления в компрессоре 27,26
Температура газа перед турбиной, °С 1277
Температура газа за силовой турбиной (на выхлопе) двигателя, °С 477
Расход газа за СТ (на выхлопе), кг/с 76
Расход топлива (при Ни=49,3 МДж/кг), кг/кВт.ч 0,197
Параметры топливного газа перед ГТЭС: • давление (изб.), МПа • температурный диапазон, °С 4,2...4,5 +5...+50
Номинальная частота вращения ротора генератора, об/мин 3 000
Номинальная частота вращения ротора СТ, об/мин 5 000
Выбросы NОх (при 15% О2 и 50%100 % N8), не более, мг/м3 200
Эквивалентный уровень шума при обслуживании, не более, дБА 80
Ресурс ГТЭС до капремонта/общетехнический, тыс. ч. 25 / 100
Безвозвратные потери масла: двигатель / редуктор и генератор, не более, кг/ч 0,4/0,3
условия эксплуатации
Допустимые параметры окружающего воздуха: • температура °С • барометрическое давление Рн, мм рт. ст. • относительная влажность, % -60...+45 630.800 до 100
габариты и масса гтэс
Габариты ГТЭС, ДхШхВ, не более, м 25х13х10,5
Общая масса ГТЭС, не более, кг 250 000
Масса наиболее тяжелого трансп. блока в состоянии поставки, не более, кг 60 000
Перед вводом в эксплуатацию ГТЭС была синхронизирована с энергосистемой и прошла 72-часовые испытания. Основу электростанции составляет газотурбинная установка ГТЭ-25П разработки ОАО «Авиадвигатель», которая является энергетическим вариантом ГТУ-25П, успешно применяющейся для привода компрессоров. В составе ГТЭС используется редуктор ТХ56/1С фирмы FLender (Германия) и генератор Т-25-23У3 производства ОАО «Привод».
Конструктивно ГТЭС-25П состоит из отдельных блоков полной заводской готовности, которые монтируются на фундамент на месте эксплуатации без разборки для ревизии. Высокая степень готовности снижает сроки монтажа оборудования и пусконаладочных работ и, соответственно, ввода объекта в эксплуатацию. Электростанция имеет простую и удобную для обслуживания конструкцию, оснащена всеми необходимыми системами жизнеобеспечения и вспомогательным оборудованием.
В силовом блоке ГТЭС размещаются входная камера, двигатель, редуктор, выходное устройство с компенсатором, а также агрегаты и системы, обеспечивающие работу двигателя и редуктора. Конструкция контейнера силового блока обеспечивает уровень шума не более 80 дБ.
ГТЭС может использоваться в качестве основного или резервного источника питания, работать как автономно, так и параллельно с другими источниками электроэнергии. Это существенно по-
\\ ТЕРРИТОРИЯ нефтегаз \\
№ 6 \\ июнь \ 2010
вышает энергобезопасность объектов, позволяя при аварийном отключении потребителей от сети автоматически переходить на локальную нагрузку. Таким образом, предотвращаются негативные последствия аварий в сети. При проектировании ГТЭС-25П (табл.) использован опыт, накопленный компанией при создании и эксплуатации газотурбинных двигателей и электростанций. Для энергоблока не нужно возводить дорогостоящих зданий и не требуется большого количества обслуживающего персонала.
привод гту
Электростанция разработана на основе газотурбинной установки ГТЭ-25П с двигателем ПС-90ЭУ-2Г. Привод создан на базе авиадвигателя четвертого поколения ПС-90А, который первым из российских авиационных моторов получил международный сертификат летной годности и успешно эксплуатируется на самолетах нового поколения: Ту-204, Ту-214, Ил-96-300, Ил-76МФ.
Двигатель имеет модульную конструкцию. Модули газогенератора (ГГ) и силовой турбины (СТ) соединяются друг с другом по наружным фланцам. Собранный двигатель на подмоторной раме монтируется на силовой раме энергоблока. На корпусе компрессора, турбины газогенератора и силовой турбины предусмотрены специальные смотровые лючки для визуально-оптического контроля газовоздушного тракта двигателя.
Жаровые трубы камеры сгорания также доступны для осмотра. Из проточной части завоздушным компрессором ГТД предусмотрены отборы подогретого сжатого воздуха в противообледенительную систему двигателя и в систему подогрева циклового воздуха воздухоочистительного устройства. В системе регулирования подачи топлива к газотурбинной установке последовательно установлены два отсечных быстродействующих газовых клапана типа СКВ. Камера сгорания, трубчато-кольцевая, с двенадцатью жаровыми трубами и общим газосборником. Осевая двухступенчатая турбина газогенератора имеет усиленный корпус. При ее изготовлении использованы коррозионно-стойкие и жаропрочные материалы.
На двигателе установлен корпус с коллекторами и форсунками для промывки газовоздушного тракта. Дополнительно двигатель оснащен датчиками измерения параметров, позволяющими контролировать техническое состояние узлов и систем.
Согласование частоты вращения ротора силовой турбины двигателя (5000 об/мин) с номинальной частотой вращения ротора генератора (3000 об/мин) производится с помощью одноступенчатого редуктора ТХ56/1С с передаточным числом 1,66.
Запуск двигателя осуществляется посредством электрозапуска. Время автоматического пуска ГТЭС из прогретого состояния с выходом на режим минимальной частоты вращения ротора ГГ (холостого хода), включая режим вентиляции продолжительностью 5 мин, составляет не более 7 мин. Время пуска и нагружения ГТЭС от момента подачи команды на запуск ГТУ до готовности принять нагрузку, включая режим прогрева, не более 12 мин. Энергоблок выдерживает сейсмическое воздействие по шкале MSK-64 интенсивностью до 7 баллов без специальных мероприятий.
Электроприводной компрессор до-жимной компрессорной станции обеспечивает повышение давления газа с 0,4 МПа до 4,5 МПа. Производительность компрессора составляет 7600 м3/ч.
системы маслообеспечения
В составе ГТЭС-25 применены две гидравлически не связанные между собой системы маслообеспечения: газотурбинного двигателя и объединенной системы редуктора и генератора. Системы маслообеспечения включают в себя маслоблок, фильтры с тонкостью фильтрации 12 мкм, АВОМ, редукционные клапаны,датчики давления и температуры.
Обе маслосистемы - принудительные, циркуляционные - используют масло «Петрим» и ТП-22С соответственно. Все элементы систем, за исключением аппаратов воздушного охлаждения масла, которые размещены на крыше блоков, расположены в блоках маслообеспечения, примыкающих непосредственно к энергоблоку.
В системе маслообеспечения редуктора и генератора подача масла осуществляется электронасосами. При работе ГТД подачу масла в двигатель и его откачку обеспечивает маслонасос, имеющий привод от коробки приводов двигателя.
воздухоочистительное устройство(воу)
Воздух проходит очистку в трех ступенях, выполненных на основе фильтрационной системы VKKW RU. Воздухоочистительное устройство оснащено байпасными клапанами,
WWW.NEFTEGAS.INFO
\\ энергетика \\ 121
которые открываются при предельном значении перепада давления в ступенях очистки. Необходимость в техобслуживании определяется по перепаду давления циклонной ступени очистки с выдачей сигнала оповещения оператору станции. Работа воздухоочистительного устройства осуществляется совместно с системой подогрева циклового воздуха, которая предотвращает обледенение элементов ВОУ.
Воздух для системы подогрева подается от блока двигателя и из компрессора ГТУ. Система включается и выключается автоматически, по сигналу САУ энергоблока. Внутри корпуса воздухоочистительного устройства со стороны всасывания установлен шумоглушитель, обеспечивающий снижение уровня шума до санитарных норм.
электропитание собственных нужд
Электропитание в ГТЭС осуществляется от внешней сети переменного трехфазного тока напряжением 380 В (основной источник) и от собственной батареи аккумуляторов 24 В и 220 В. Максимальная потребляемая мощность (на режиме пуска станции) - 350 кВт. Во время работы ГТЭС потребляемая мощность собственных нужд не превышает 250 кВт.
вентиляция
В блоке двигателя применяется вентиляция вытяжного типа. Поддержка оптимального температурного режима в блоках редуктора-генератора и двигателя осуществляется в автоматическом и, при необходимости, ручном режиме.
турбогенератор.
В составе энергоблока применен синхронный трехфазный двухполюсный турбогенератор Т-25-23У3 с бесщеточной диодной цифровой системой возбуждения. Система смазки циркуляционная, под давлением. Турбогенератор имеет воздушно-водяную систему охлаждения по замкнутому циклу. Режим циркуляции обеспечивается вентиляторами, установленными на валу ротора. Охлаждение воздуха осуществляется при помощи блока водяных воздухоохладителей.
ВОДОГРЕЙНЫЙ КОТЕЛ-УТИЛИЗАТОР
Котел-утилизатор К-25-150Н изготовлен холдинговой компанией «Энергомаш-строй» (Белгород). В котле осуществляется подогрев сетевой воды выхлопными газами ГТУ для общестанционного коллектора.
СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ГТЭС
САУ энергоблока построена на базе современных средств цифровой микропроцессорной техники фирмы Siemens. Она представляет собой интегрированную систему, осуществляющую комплексное автоматическое управление и защиту основного и вспомогательного оборудования энергоблока. Дистанционный контроль и управление работой энергоблока осуществляет оператор автоматизированного рабочего места в составе главного щита управления АСУ ТП станции. САУ ГТУ является подсистемой САУ энергоблока и обеспечивает запуск газотурбинного двигателя, управление на всех режимах его работы и при останове. Блоки управления и защиты реализованы на базе технических средств Siemens.
САУ верхнего уровня управляет системами энергоблока, дожимной компрессорной станцией, котлом-утилизатором, системами пожаротушения и др. Управ-
ление ГТЭС осуществляется из пультовой, находящейся в центральном щите управления ТЭЦ-1.
В заключение нужно отметить, что модульная конструкция и максимальная заводская готовность энергоблока позволили реализовать проект менее чем за два года. Благодаря высокой степени автоматизации оборудования не потребовалось привлечения дополнительного персонала. Группа специалистов ТЭЦ прошла обучение по вопросам эксплуатации и техобслуживания энергоблока на предприятии «Авиадвигатель».
оао «Авиадвигатель» - ведущее российское конструкторское бюро по разработке газотурбинных двигателей авиационного и промышленного назначения, входит в состав «объединенной двигателестроительной корпорации» - 100-% специализированной дочерней компании оАо «о ПК «оБоРоНПРоМ» по управлению двигателестроительными активами.
оАо «оПК «оБоРоНПРоМ» - многопрофильная машиностроительная группа, созданная в 2002 году. Входит в состав ГК «Российские технологии». основные направления деятельности: вертолетостроение (оАо «Вертолеты России»), двигате-лестроение (уК «объединенная дви-гателестроительная корпорация»), другие активы. Выручка предприятий корпорации в 2009 году превысила 130 млрд. руб.
ОАО «АВИАДВИГАТЕЛЬ» 614990, г. Пермь, ГСП, Комсомольский пр-т, д. 93 Тел.: +7 (342) 245-87-89, 240-91-59, 245-63-89 Факс: +7 (342) 245-97-77 e-mail: [email protected] www.avid.ru
32 года
газовых
истр
алях
• • » к
1 i'S i Щ | %
Высокоэкономичные газотурбинные приводы нагнетателей газа мощностью 6, 10,16 и 25 МВт, уникальные установки "Водолей" для новых и модернизируемых компрессорных станций
Государственное предприятие Научно-производственный комплекс газотурбостроения
Ii
ЗОРЯ"- МДШПРОЕКТ
п
Проспект Октябрьский, 42А. Николаев. 54018, Украина Тел,:+38 0512 49 46 62, +38 0512 55 69 92 Факс:+38 0512 49 37 94, +38 0512 55 68 68, E-mail; [email protected], [email protected]. из http:// www.zmturbines.com
