Портал по тригенерации, когенерации и мини-ТЭЦ

Реконструкция ТЭЦ с организацией теплофикационного отбора при наличии двух установленных турбин типа P-100-130

"Теплоэнергосервис - ЭК"

ВВЕДЕНИЕ

Для обеспечения потребителей технологическим паром на ряде ТЭЦ установлены турбины с противодавлением Р-100-130/15 ОАО "Турбомоторный завод".

В условиях спада производства некоторые турбины или остановлены, или работают с ограниченным расходом свежего пара, вследствие чего возникает дефицит электроэнергии.

В то же время на ряде ТЭЦ имеется потребность не только в выработке электроэнергии, но и в отпуске тепла для нужд теплофикации.

В настоящей работе рассматривается возможность увеличения электрической мощности и тепловой нагрузки ТЭЦ при наличии не менее двух турбин Р-100-130/15 путем замены одной из них турбиной ТР, которая полностью устанавливается на фундамент турбины Р-100-130/15.

1. КОНСТРУКЦИЯ ТУРБИН ТР

Турбина ТР-70-16

При наличии на ТЭЦ двух турбин Р-100 и полном отсутствии потребления технологического пара, что связано с их остановкой, целесообразно одну из них демонтировать, а вместо нее установить турбину ТР-70-16, которая позволяет полностью использовать пар выхлопа предвключенной турбины Р-100.

При начальных параметрах пара перед турбиной Р-100 130кГс/см2, 555°С и максимальном расходе пара 760 т/ч, номинальном давлении 1,0 кГс/см2 за турбиной ТР-70-16, суммарная электрическая мощность обеих турбин составляет около 170 МВт, а тепловая нагрузка - около З00 Гкал/ч.

Основные характеристики турбины ТР-70-16 помещены в таблице 1.

Турбина ТР-70-16 может быть создана на базе ЦСД турбины Т-185/220-130-2. Для установки ее на фундамент турбины Р-100 из ЦСД исключены ступени 21-22, расположенные между камерами верхнего и нижнего отопительных отборов, сокращена длина ЦСД, что позволило уменьшить не только длину, но и габариты выхлопной части.

Турбина ТР-70-16 имеет 7 ступеней давления, которые полностью унифицированы со ступенями 14-20 турбины

Т-185/220-130-2. Диски ступеней 1-4 откованы заодно с валом, диски ступеней 5-7 - насадные. Рабочие лопатки всех ступеней обандажены и снабжены уплотнениями радиального типа.

Таблица 1

Характеристики турбин ТР-70-16, ТР-35-16

Наименование

ТР-70-16

ТР-35-16

Номинальные начальные параметры пара:

давление, кГс/см2 , абс

16

16

температура, °С

285

285

Номинальные:

расход свежего пара, т/ч

650

325

мощность, МВт

70

35

тепловая нагрузка, Гкал/ч

300

150

Регулируемое давление в отопительном отборе (за турбиной), кГс/см2 абс:

номинальное

1,0

1,0

диапазон

0,6-2,5

0,6-2,5

Длина лопатки последней ступени, мм

370

245

Число ступеней в турбине

7

7

Расстояние между опорами, мм

5130

5130

Количество цилиндров

1

1

Количество подогревателей низкого давления

2

2

Тип подогревателя сетевой воды

ПСГ-4900

ПСГ-2300

Характеристики ПСГ:- поверхность теплообмена, м2

4900

2300

- расход воды, м3

8000

4500

- давление по воде, кГс/см2

11,4

8,0

Цилиндр выполнен сварно - литым: с литой паровпускной частью, унифицированной с литой частью ЦСД турбины Т-185, и сварной выхлопной частью, которые соединены между собой вертикальными фланцами.

Узлы системы регулирования турбины, ее защиты, опорный и опорно-упорный вкладыши смонтированы в корпусе переднего подшипника Валоповоротное устройство размещено на крышке заднего подшипника

Подвод пара к турбине осуществляется четырьмя трубопроводами диаметром 400 мм от двух отдельно стоящих стопорно - регулирующих клапанов (СРК). Из литой части турбины выполнены отборы пара к двум ГЩЦ. Отбор пара к ПСГ осуществлен из выхлопа турбины.

В турбине предусмотрен одноступенчатый подогрев сетевой воды с применением для этих целей ПСГ-4900 с поверхностью теплообмена 4900 м2, расходом сетевой воды до 8000 м3/ч и давлением по воде до 11,4 кГс/см2.

Для ТР-70-16 могут быть использованы генератор, маслобак с маслоохладителями, сальниковый подогреватель, эжектор подогревателя сальникового и уплотнений демонтированной турбины Р-100.

Турбина ТР-70-16 может питаться как от станционного коллектора, так и непосредственно от выхлопа турбины Р-100. Более надежная эксплуатация обеспечивается при температуре свежего пара до 4000oС.

Турбина ТР-35-16

При наличии на ТЭЦ двух турбин Р-100, остановленной одной турбине и наличии потребления технологического пара на уровне до 50% от турбины Р-100, находящейся в эксплуатации, целесообразно остановленную турбину демонтировать, а вместо нее установить турбину типа ТР-35-16. Турбина ТР-35-16 полностью устанавливается на фундамент турбины Р-100. Это позволяет полностью загрузить по пару как предвключенную турбину Р-100, так и турбину ТР-35-16, и получить на ТЭЦ дополнительную электрическую мощность и тепловую нагрузку для нужд отопления.

При начальных параметрах пара перед турбиной Р-100 130 кГс/см2, 5550С и максимальном расходе пара 760 т/ч, номинальном давлении 1,0 кГс/см2 за турбиной ТР-35-16, суммарная электрическая мощность обеих турбин составляет около 135 МВт, а тепловая нагрузка - около 150 Гкал/ч.

Основные характеристики турбины ТР-35-16 помещены в табл. 1.

Турбина ТР-35-16 может быть создана на базе ЦНД турбины ПТ-140/165-130/15-2. Она полностью устанавливается на фундамент турбины Р-100. Турбина ТР-35-16 имеет 7 ступеней давления, которые полностью унифицированы со ступенями 14-20 ЦНД турбины ПТ-140. Ступень 1-я, как и в ПТ-140, регулирующая, остальные - ступени давления. Диски ступеней 1-6 откованы заодно с валом, диск 7-ой, последней, ступени, насадной. Рабочие лопатки ступеней 1 - 6 снабжены осерадиальными бандажными уплотнениями, а последняя ступень - бандажным уплотнением радиального типа

Цилиндр турбины выполнен лито-сварным: с литой паровпускной частью, унифицированной с литой частью ЦЦЦ турбины ПТ-140, и сварной выхлопной частью, которые соединены между собой вертикальными фланцами.

На паровпускной части установлено 4 регулирующих клапана, подающих пар к вваренным в цилиндр сопловым коробкам. Регулирующие клапаны управляются сервомотором, расположенным в корпусе переднего подшипника. В корпусе переднего подшипника смонтированы узлы системы регулирования, ее защиты, опорный и опорно-упорный вкладыши. Валоповоротное устройство размещено, как и в турбине ТР-70-16, на крышке заднего подшипника.

Подвод пара к регулирующим клапанам турбины осуществляется четырьмя трубопроводами Ду 350 от отдельно расположенного стопорного клапана. Из литой части турбины выполнены отборы пара к двум ПНД. Отбор пара на ПСГ осуществлен из выхлопа турбины.

В турбине предусмотрен одноступенчатый подогрев сетевой воды с применением для этих целей ПСГ-2300 с поверхностью теплообмена 2300 м2, расходом сетевой воды до 4500 м3/ч и давлением по воде до 8 кГс/см2.

Для турбины ТР-35-16 могут быть использованы генератор, маслобак с маслоохладителями, сальниковый подогреватель, эжектор подогревателя сальникового и уплотнений демонтированной турбины Р-100.

Турбина ТР-35-16 может питаться от станционного коллектора. Её надежная эксплуатация обеспечивается при температуре свежего пара до 450 0С.

Для обеспечения требований потребителя по температуре технологического пара на ТЭЦ предусмотрен впрыск воды. Для обеспечения высокой экономичности турбины ТР-35-16 целесообразно пар на нее отбирать до впрыска.

2. ОПИСАНИЕ ПРИНЦИПИАЛЬНЫХ ТЕПЛОВЫХ СХЕМ ТУРБИН ТР

Турбины ТР-70-16.

Пар к турбине подводится от ЗРК 1 и после расширения в ступенях давления поступает к ПСГ-1. Система регенерации состоит из П 1, пар на который отбирается после пятой ступени, и П 2, пар на который отбирается после третьей ступени. Конденсат греющего пара П 2 каскадно сливается в П 1, откуда насосом подается в систему регенерации перед П 2. Конденсат греющего пара ПСГ-1 насосом прокачивается через систему регенерации в деаэратор ТЭЦ давлением 6 кГс/см2.

Вопрос возможности использования в качестве ПНД турбины ТР-70-16 имеющегося в турбине ПВД-1 и ПВД-2 требует отдельного рассмотрения. Следует при этом иметь в виду, что в десяти турбинах Р-100, в том числе в трех турбинах Нижнекамской ТЭЦ-1, двух турбинах Тольяттинской ТЭЦ и двух турбинах Ново-Куйбышевской ТЭЦ, имеются две нитки ПВД типа ПВД-425, так как на период установки турбин на вышеупомянутых ТЭЦ не были еще созданы укрупненные ПВД-800.

Турбина имеет развитую систему концевых уплотнений. Пар из первой камеры переднего концевого уплотнения (ПУ) отводится в трубопровод отбора пара на П 2, из 2-ой - в сальниковый подогреватель (СП). В предпоследнюю камеру ПУ осуществлен. подвод пара из коллектора уплотнений 2, который питается сухим насыщенным паром из деаэратора высокого давления. Паровоздушная смесь из последней камеры ПУ отсасывается в ЭУ.

Наличие отсоса пара на СП способствует уменьшению количества тепла, передаваемого на передний подшипник турбины.

Заднее концевое уплотнение (ЗУ) состоит из двух камер. В первую камеру осуществляется подвод пара из коллектора уплотнений 2 на режимах пуска, останова турбины и на режимах работы турбины при давлении отработавшего пара ниже атмосферного. На режимах работы турбины с избыточным давлением отработавшего пара пар из 1-ой камеры ЗУ поступает в коллектор 2, уменьшая общий расход пара из него. Паровоздушная смесь из последней камеры ЗУ отсасывается в ЭУ.

СП и ЭУ охлаждается или химически очищенной водой, или технической водой. В качестве рабочего пара ЭУ используется сухой насыщенной пар из деаэратора Д6, или коллектора ТЭЦ, температура пара которого не выше 330°С. Конденсат греющего пара СП и ЭУ отводится в бак низких точек (БНТ). На схеме не показан имеющийся в ряде турбин эжектор отсоса СП.

Турбина ТР-35-16.

Принципиальная тепловая схема турбины отличается от схемы турбины ТР-70-16 только трактом подвода пара к турбине, который включает в себя стопорный клапан 1 и четыре регулирующих клапана 2. В турбине ТР-35-16, как и в турбине ТР-70-16, остается не решенным вопрос возможности использования в качестве ПНД установленных с турбиной Р-100 ПВД-1 и ПВД-2.

ВЫВОДЫ.

1. Предложено техническое решение по увеличению электрической мощности и тепловой нагрузки ТЭЦ путем демонтажа одной из двух турбин Р-100 и установки на ее фундамент турбины ТР.

2. Рассмотрены конструктивные особенности турбин ТР, возможность их создания на базе цилиндров выпускаемых ОАО "Турбомоторный завод" турбин: ТР-70-16 - на базе ЦСД турбины Т-185/220-130-2 и ТР- 35-16 - на базе ЦНД турбины ПТ-140/165-130/15.

Приведены и проанализированы принципиальные тепловые схемы турбин ТР.