![]() | ||
Эксплуатационная гибкость в работе мини-ТЭСПитер А. Прохазка – Compact Global Power Plant Products GmbH (Австрия) Постоянно растущая доля возобновляемых источников энергии в энергосистемах вызывает активные дискуссии о том, какие электростанции наиболее эффективны для обеспечения баланса в системе – когенерационные или комбинированного цикла. (Причем многие когенерационные электростанции были законсервированы сразу после ввода в эксплуатацию). В связи с этим эксплуатационная гибкость мини-ТЭС, использующихся в энергосистеме, имеет очень большое значение. Байпасные системы, установленные между газовой турбиной и котлом-утилизатором, могут обеспечить таким электростанциям необходимый уровень гибкости при постоянно изменяющихся потребностях электроэнергии в энергосистеме. Такие свойства байпасных систем, как возможность пуска из холодного состояния в любое время, возможность работы в зависимости от потребностей в энергосистеме как в простом, так и в комбинированном цикле, а также на различных режимах для поддержания баланса в энергосистеме – обеспечивают эффективность инвестиций при строительстве газотурбинных электростанций. Compact Global является передовой, быстроразвивающейся компанией, которая разрабатывает данные технологии. Ведущие энергетические компании во всем мире доверяют нашим технологиям, которые доказали свою надежность и эффективность на протяжении миллионов часов эксплуатации. Клиенты компании высоко оценивают компетентность и креативность наших специалистов, передовые разработки и технологии. Почему теряются мегаватты на утечках в диверторе Двойные затворы, так называемые лепестковые уплотнения, имеют очень маленькую толщину на всем протяжении поворотной панели дивертора. Они ограничены по своей длине и перекрывают друг друга для обеспечения теплового расширения без деформации. Для предотвращения вибрации на верхней части основных уплотнений устанавливается дополнительное лепестковое уплотнение, что обеспечивает предварительное натяжение уплотнений. Это создает устойчивость к вибрации, которая вызывается высокоскоростным турбулентным потоком газа, проходящим по краям заслонки дивертора. Установочные рейки крепятся к корпусу дивертора, проходя насквозь через внутреннюю изоляцию. Их длина также ограничена для обеспечения теплового расширения без деформации. Поскольку лепестковые уплотнения перекрывают друг друга для устранения зазоров, установочные рейки имеют зазоры для обеспечения пространства при их тепловом расширении. Данные зазоры закрываются тонкими металлическими лентами для оптимального уплотнения. Диверторы, которые работают с приводом от коленчато-рычажного механизма, имеют внутреннюю структуру из П-образных профилей или двутавров. С обеих сторон сплошная заслонка крепится с помощью приспособлений, обеспечивающих ее температурное расширение. Она покрывает практически все поперечное сечение газохода выхлопных газов. У заслонки имеется теплоизоляционное покрытие, а у периметра канала – отсутствует. Соответственно, он подвергается воздействию горячих газов. Плоские рейки, которые являются креплением для лепестковых уплотнений, закреплены с помощью болтовых соединений на лопатке. Эти рейки также разделены, чтобы компенсировать их тепловое расширение. Тепловое расширение Изоляционное покрытие заслонки, которое предотвращает теплопередачу, работает против общего контроля теплового расширения. Крепежные элементы, зафиксированные на холодном корпусе с одной стороны и подверженные ударному нагреву с другой стороны, в любом случае будут деформироваться. То же самое происходит и с плоскими рейками, которые удерживают лепестковые уплотнения. Срок службы лепестковых уплотнений – 16000 часов, после чего они должны быть заменены. Любое повреждение уплотнений приводит к утечкам, что в результате ведет к потере мощности и избыточному нагреву котла-утилизатора при работе ГТУ в простом цикле. Сокращение расчетного срока службы и потери мощности Электростанция SkikdaPowerPlant в Алжире была проинспектирована в 2015 году. Два энергоблока GE Frame 9FA находились в эксплуатации в течение 6 лет, каждые полгода оператор менял лепестковые уплотнения. Повреждения поворотных панелей диверторов были достаточно серьезные. В соответствии с эксплуатационными данными температура в блоке пароперегревателя с дивертором на котел-утилизатор в закрытом положении составляла 405 °C и с дивертором в позиции байпаса – 465 °C. Расчетные потери составили 28 МВт. Начальные потери в котле-утилизаторе мощностью 180 МВт могут составлять до 12 % (21,6 МВт) только по причине повреждений лепестковых уплотнений. Потери могут быть еще больше, если присутствуют повреждения поворотной панели дивертора или крепежных элементов. Как показано на рис. 1, потери увеличиваются в геометрической прогрессии, и уже после первых 12 месяцев эксплуатации они могут составлять 36 МВт·ч. В денежном выражении данные потери могут составлять до $1 млн и даже больше. Износ начинается сразу после установки новых лепестковых уплотнений. При этом сразу же возникают утечки, которые увеличиваются в процессе эксплуатации. В течение многих лет специалисты компании Compact Global проводили инспекцию многих объектов, собирали и систематизировали информацию по остановам ГТУ для планового технического обслуживания и ремонтов в случаях повреждений диверторов. В среднем, потери мощности после плановой замены лепестковых уплотнений заметны уже после двух месяцев эксплуатации. Все изготовители диверторов используют одну и ту же конструкцию в течение 35 лет. Отсутствие новаторских подходов к данной проблеме приводит к тому, что все больше энергоблоков вводится в эксплуатацию без использования систем байпаса, что приводит к снижению эксплуатационной гибкости электростанций. Решением проблемы является новая система уплотнений для диверторов. Она обеспечивает отсутствие вибрации, возможность регулирования в зависимости от поворотной панели дивертора. Отсутствуют изнашивающиеся компоненты. В основе технологии лежит целиковая рама, на которой находится седло уплотнений. Рама крепится с помощью болтов к другой раме, которая приварена к холодному корпусу дивертора. Тепловое расширение контролируется с помощью овальных отверстий в поддерживающей раме. Уплотнительная прокладка между рамами обеспечивает герметичность газового канала и предотвращает теплоизлучение. На цельной раме установлены толстые уплотняющие пластины, которые расположены на расстоянии 0,1 мм от поворотной панели дивертора. Gravimov – передовой дивертор компании Comрact Дивертор третьего поколения (3.0) – последняя разработка компании, является ключевым элементом в технологии выхлопных систем. Благодаря сбалансированной силовой установке дивертора, отпадает необходимость в использовании гидравлических приводов в выхлопных системах. Учитывая снижение энергопотребления установки для собственных нужд, затрат на эксплуатацию и техническое обслуживание, использование диверторов в выхлопных системах является значительным вкладом в экономию инвестиций. Преимущества системы: Поток равномерно распределяется по всей поверхности котла-утилизатора для оптимального предварительного прогрева его компонентов. В результате заметно снижается расход топлива электростанций, работающих в базовом режиме. Модуль Gravimov обеспечивает отсутствие вибрации в любом из регулируемых положений угла в диапазоне 0…90 °. Оптимальное распределение потока в каждом модуле, поставляемом заказчику, проверяется с помощью компьютерного моделирования (CFD). При этом достигается оптимальное распределение потока газов, а также минимальный уровень противодавления. Все значения параметров и необходимые установки зафиксированы в технической документации, подготовленной отдельно для каждого продукта компании. NEVEXseal™ – новая технология уплотнения Данная технология может применяться на любых диверторах – поворотных или с коленчато-рычажным механизмом. После установки уплотнений NEVEXseal™ нет необходимости в техническом обслуживании на протяжении всего срока службы (25 лет). Кроме того, существенно повышается эксплуатационная готовность энергоблоков, поскольку не требуется остановов для замены лепестковых уплотнений. Стоимость замены лепестковых уплотнений на NEVEXseal™ различна в зависимости от типа энергоблока и размеров дивертора. Например, для замены дивертора газовой турбины GE Frame 9E необходимо 10 дней при работе в две смены. Стоимость оборудования составит $150000. Если добавить стоимость работ (2000 рабочих часов), а также дополнительные расходы, общая стоимость проекта составит $250000. Потери мощности приводят к большим дополнительным затратам на топливо. Учитывая отсутствие простоев оборудования для замены уплотнений, что экономит более 36000 МВт·ч, окупаемость оборудования NEVEXseal™ составит три месяца. При использовании данной технологии обеспечивается минимальный поток выхлопных газов к котлу-утилизатору. При этом возможно положение панели дивертора на расстоянии всего нескольких миллиметров от седла уплотнений и поддержание котла-утилизатора в прогретом состоянии для быстрого пуска любой электростанции комбинированного цикла. Технология NEVEXseal™ повышает эксплуатационную гибкость энергоблока и обеспечивает работу в новых режимах. Resonabtor – система шумоглушения выхлопа Трехмерное поглощение звука. Комбина-ция резонатора и абсорбера, имеющего различную высоту и ширину, обеспечивает эффективное снижение звуковой нагрузки высоких и низких частот. Устройство спрямления потока. Кон-струкция блока шумоглушения Resonabtor, по сравнению с предыдущими конструкциями, значительно снижает падение давления благодаря эффекту спрямления потока. К настоящему времени установлено более 1000 таких блоков. Блоки шумоглушения Resonabtor используются практически на всех типах газовых турбин и демонстрируют очень хорошие результаты. Высокие эксплуатационные параметры ГТУ обеспечиваются за счет уменьшения падения давления в блоке. Resonabtor является оптимальным решением для модернизации существующих энергоблоков. Отражение, дифракция и поглощение. Resonabtor является комплексной и высокоэффективной системой лабиринтного типа. Дифракция – это процесс, который дает возможность звуковой энергии распространяться по профилю канала и уводит звуковую волну в теневую зону. Длинные низкочастотные волны изгибаются сильнее, чем высокочастотные. Они направляются в следующую поперечную секцию абсорбера. Дифракция на краю означает экспоненциальное разделение на части с теми же частотами, которые накладываются в соответствии с распределением прямого пучка. Встроенные резонаторы Хелмгольца дополнительно снижают низкие частоты. Параметры блока шумоглушения. В условиях постоянной смены режимов работы энергоблока, высокой температуры, турбулентного потока снижение собственной шумовой нагрузки в связи с высокими скоростями потока газа – это минимальные требования к блоку шумоглушения. Кроме того, необходимо снижение уровня шума от газовой турбины. Благодаря конструкции Resonabtor поток газа с более высокой скоростью концентрируется в центре газохода. Скорость потока на выходе из дымовой трубы снижается. Боковой поток по корпусу характеризуется ограниченным распространением звука благодаря сдвиговым слоям потоков с различными скоростями. Шумовая нагрузка потока на выходе из дымовой трубы значительно уменьшается. Внутренняя изоляция quiteCool. В конструкции количество крепежных болтов к холодному корпусу сокращено на 50 % с целью минимизации теплопередачи и структурного шума. Уровень шума на расстоянии одного метра составляет 72 дБ, теплопередача – менее 240 Вт/м2 при температуре наружного корпуса около 55 °С. В связи с мембранной конструкцией, которая образуется при закреплении, листовые маты могут колебаться. Ребра жесткости на задней части удерживают изоляционный материал, в результате амплитуда колебаний мембраны снижается. Частоты в диапазоне 16…500 Гц эффективно подавляются. Система выхлопа PACK & GO Достоинством конструкции выхлопной системы является простой монтаж. Панели доставляются на площадку в транспортировочных стойках – круглые или прямоугольные секции, готовые к монтажу. Только в угловых панелях присутствуют болтовые соединения с уплотнениями на кромках. При монтаже системы выхлопа не требуется сварочных работ, что гарантирует качество сборки и обеспечивает экономию затрат. Панели легко транспортируются, при этом они комплектуются в подъемные стойки для многократной логистической обработки. Стандартный морской контейнер для доставки панелей экономит время и средства. Более чем 30-летний опыт работы на объектах заказчиков, профессиональный инжиниринг и новаторский подход к решению поставленных задач – существенный вклад Compact Global в реализацию проектов по строительству газотурбинных электростанций. Компанию отличают честность в отношениях с клиентами, высокая компетентность в области инжиниринга, стремление к новому и энтузиазм в работе. |
Поиск |
|
© Все права защищены, ООО «Турбомашины», 2005-2025.
Вся информация, опубликованная на веб-сайте turbine-diesel.ru, является интеллектуальной собственностью ООО "Турбомашины". Никакие опубликованные на сайте материалы не могут быть воспроизведены в той или иной форме печатными изданиями, телеканалами и радиостанциями без ссылки на журнал "Турбины и Дизели", а другими сайтами, в т.ч. сетевыми СМИ, не могут быть использованы без активной гиперссылки на turbine-diesel.ru и ссылки на журнал "Турбины и Дизели". При воспроизведении опубликованных материалов письменного разрешения от администрации настоящего сайта не требуется.
Ответственность за содержание размещенных на веб-сайте рекламных объявлений, в т.ч. баннеров, несет исключительно рекламодатель. За содержание сайтов, на которые приводятся гиперссылки, ООО "Турбомашины" ответственности не несет.
|