Показатели работы блока пгу-410т при переменных режимах

УДК 621.311.22

ПОКАЗАТЕЛИ РАБОТЫ БЛОКА ПГУ-410Т ПРИ ПЕРЕМЕННЫХ РЕЖИМАХ

А.В. МОШКАРИН, д-р техн. наук, Т.А. ЖАМЛИХАНОВ, асп.

Представлены результаты численного исследования зависимости технических показателей ПГУ-410Т с газовой турбиной Mitsubishi M701F4 от относительной нагрузки ГТУ и температуры наружного воздуха для конденсационного и теплофикационного режимов работы блока.

Ключевые слова: парогазовая установка (ПГУ), газотурбинная установка (ГТУ), температура наружного воздуха, КПД, электрическая мощность, котел-утилизатор, конденсационный режим, теплофикационный режим.

WORK PARAMETERS OF 410 MW CCGT UNIT AT VARIABLE MODES

AV. MOSHKARIN, Doctor of Engineering, TA ZHAMLIKHANOV, Post Graduate Student

The authors give the results of numerical research of technical parameters at 410 MW CCGT unit and Mitsubishi M701F4 gas turbine depending on relative loading of gas turbine plant and external air temperature for condensation and heating modes of unit work.

Keywords: Combined Cycle Gas Turbine (CCGT Unit), gas turbine plant (GTP), external air temperature, coefficient of efficiency, electric power, heat-recovery boiler, condensation mode, heating mode.

Перспективное направление технического перевооружения отечественных ТЭЦ связано с внедрением парогазовых установок (ПГУ) [1].

Для покрытия электрической и тепловой нагрузки ОАО «ЮГК ТГК-8» в настоящее время реализует проект расширения Краснодарской ТЭЦ парогазовым блоком мощностью 410 МВт.

Энергетический блок ПГУ-410Т является моноблочной парогазовой установкой с тремя

контурами давления пара и промежуточным перегревом, предназначенной для производства электроэнергии и тепла в базовом режиме работы. Блок ПГУ-410Т по своим показателям не уступает мировым аналогам. Он уникален тем, что для этого блока разработана паровая турбина Т-113/145-12,4 (первый российский проект, в котором она используется).

Тепловая схема ПГУ-410Т: КУ - котел-утилизатор; К - компрессор; ГТ - газовая турбина; ПЕ - пароперегреватель; ПП - пром-перегреватель; И - испарительный пакет; Э - экономайзер; ВД, СД, НД - контуры высокого, среднего и низкого давления соответственно; ГПК - газовый подогреватель конденсата; ПН - питательный насос; КН-2, КН-1 - конденсатные насосы; Д - деаэратор; К-р - конденсатор; ЧВД - часть высокого давления; ЧСД - часть среднего давления; ЧНД - часть низкого давления; ПО - пароохладитель; НРц - насос рециркуляции; СП-2, СП-1 - верхний и нижний сетевой подогреватели соответственно; ХВО -химводоочистка

В состав основного оборудования блока входят (см. рисунок):

1) газовая турбина (ГТУ) индустриального типа модели M701F4 (изготовитель - Mitsubishi Heavy Industries, Ltd) мощностью 303,4 МВт (при температуре наружного воздуха +15 оС и относительной нагрузке 100 %);

2) котел-утилизатор (КУ) Еп-307/353/41,5-12,6/3,1/0,5-565/560/250 (изготовитель ОАО

«ЭМАльянс»);

3) паровая турбина типа Т-113/145-12,4 (изготовитель - ЗАО «Уральский турбинный завод»).

С помощью программного комплекса Boiler Designer разработана расчетная модель блока [2].

Моделирование ГТУ осуществлялось с помощью ее разгрузочных и климатических характеристик по данным производителя компании Mitsubishi Heavy Industries, Ltd.

Результаты расчета сведены в табл. 1-6.

Таблица 1. Основные показатели работы ПГУ в конденсационном режиме с различной температурой наружного воздуха ^нар) при нагрузке ГТУ 100 %

W, "С Вгт, т/ч Nnry, МВт Ппгу, % Nrry, МВт Nm-y, МВт н b у, г у.т/

-20 64,2 487,1 56,7 344,9 142,1 216,7 6350,1

-10 64,7 493,2 56,9 344,9 148,3 215,7 6319,3

-1,7 63,7 485,8 57,0 336,5 149,3 215,6 6317,9

+ 15 58,7 449,1 57,2 303,3 145,7 214,9 6297,3

Таблица 2. Основные показатели работы ПГУ в конденсационном режиме с различной температурой наружного воздуха ^нар) при нагрузке ГТУ 75 %

W, "С Вгт, т/ч Nnry, МВт Ппгу, % Nrry, МВт Nm-y, МВт UH b у, г у.т/

-20 51,0 365,2 53,5 258,6 106,6 229,5 6726,7

-10 51,1 369,9 54,1 258,6 111,2 227,1 6655,2

-1,7 50,2 364,3 54,2 252,3 111,9 226,5 6637,5

+15 46,7 336,7 53,9 227,4 109,3 228,0 6680,8

Таблица 3. Основные показатели работы ПГУ в конденсационном режиме с различной температурой наружного воздуха ^нар) при нагрузке ГТУ 50 %

W, "С Вгт, т/ч Nnry, МВт Ппгу, % Nn-y, МВт Nm-y, МВт ин b у, г у.т/

-20 38,5 243,6 47,26 172,5 71,1 259,9 7616,9

-10 38,5 246,6 47,86 172,5 74,1 256,6 7521,2

-1,7 37,9 242,9 47,89 168,3 74,6 256,5 7516,8

+15 35,6 224,5 47,12 151,6 72,9 260,7 7639,3

Таблица 4. Основные показатели работы ПГУ в теплофикационном режиме с различной температурой наружного воздуха ^нар) при нагрузке ГТУ 100 %

W, "С Qc, МВт Вгт, т/ч Nnry, МВт Ппгу, % Nn-y, МВт Nrn-y, МВт и.н b у, г у.т/(кВт-ч) Пи.т, %

-20 859,1 64,2 453,5 52,7 344,9 108,6 232,7 82,6

-10 865,8 64,7 457,4 52,8 344,9 112,5 232,5 82,4

-1,7 852,4 63,7 450,9 52,9 336,5 114,5 232,3 82,9

+15 785,5 58,7 416,0 53,0 303,3 112,7 231,9 85,5

Таблица 5. Основные показатели работы ПГУ в теплофикационном режиме с различной температурой наружного воздуха ^нар) при нагрузке ГТУ 75 %

W, "С Qc, МВт Вгт, т/ч Nrnry, МВт Ппгу, % Nn-y, МВт Nrn-y, МВт UH b у, г у.т/(кВт-ч) Пи.т, %

-20 682,5 51,0 340,1 49,8 258,6 81,4 246,5 77,9

-10 683,8 51,1 343,0 50,2 258,6 84,3 244,9 78,2

-1,7 671,8 50,2 338,2 50,4 252,3 85,8 244,0 78,9

+15 624,9 46,7 312,0 49,9 227,4 84,5 246,1 80,6

Таблица 6. Основные показатели работы ПГУ в теплофикационном режиме с различной температурой наружного воздуха (и*) при нагрузке ГТУ 50 %

W, °С Ос, МВт Вгт, т/ч ^гу, МВт Ппгу, % Nrry, МВт Nm-y, МВт U.H Ь у, г у.т/(кВт-ч) Пи.т, %

-20 515,2 38,5 226,8 44,01 172,5 54,3 279,2 68,8

-10 515,2 38,5 228,7 44,39 172,5 56,2 276,8 69,2

-1,7 507,2 37,9 225,5 44,46 168,3 57,2 276,3 69,7

+ 15 476,4 35,6 208,0 43,66 151,6 56,4 281,4 70,5

Анализ работы ПГУ-410Т в зависимости от относительной нагрузки ГТУ и температуры наружного воздуха показал следующее:

1. В конденсационном режиме работы ПГУ повышение температуры наружного воздуха от -20 до +15 оС не приводит к существенному изменению КПД и мощности ПГУ в рабочем диапазоне нагрузок ГТУ 50-100 %.

2. В теплофикационном режиме работы ПГУ повышение температуры наружного воздуха от -20 до +15 оС незначительно увеличивает значение коэффициента использования тепло-

Мошкарин Андрей Васильевич,

ГОУВПО «Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина», доктор технических наук, профессор, зав. кафедрой тепловых электрических станций, телефон (4932) 41-60-56, e-mail: admin@tes.ispu.ru

Жамлиханов Тимур Абдульверович,

ГОУВПО «Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина», аспирант, ассистент кафедры тепловых электрических станций, телефон: (4932) 41-60-56, e-mail: admin@tes.ispu.ru

ты сжигаемого топлива блока пи.т> а также существенно не изменяет мощность ПГУ в рабочем диапазоне нагрузок ГТУ 50-100 %.

Список литературы

1. Анализ направлений развития отечественной теплоэнергетики; под ред. А.В. Мошкарина / Иван. гос. энерг. ун-т им. В.И. Ленина. - Иваново, 2002.

2. Доверман Г.И. Руководство для пользователей «Справочные материалы по программе BOILER DESIGNER» / OPTSIM-K. - М., 2004.