Совершенствование тепловой схемы турбоустановки
Определенные резервы повышения экономичности содержатся и в те пловой схеме, а точнее — в конденсатно-питательном тракте. К таким резервам относится:
использование бездеаэраторной схемы, когда деаэратор исключается и при этом экономится электроэнергия на подъем конденсата из конденсатора на отметку установки деаэратора и экономится теплота пара, покидающего деаэратор вместе с газами;
использование двухподъемной схемы питания котла;
снижение гидравлического сопротивления паропроводов отбора пара на регенеративные и сетевые подогреватели, позволяющее отбирать пар при меньшем давлении и, следовательно, заставить его совершать большую работу в турбине;
увеличение числа регенеративных подогревателей, обеспечивающего большую мощность турбины при той же температуре охлаждающей воды;
снижение гидравлического сопротивления тракта промежуточного перегрева.
Все эти и некоторые другие усовершенствования позволяют снизить удельный расход тепла на турбоустановку примерно на 1,5 %.
Таким образом, суммарный резерв повышения экономичности для энергоблоков нового поколения составит:
- от совершенствования турбины 6,1 %;
- от перехода на ССКП 3,2 %;
- от совершенствования тепловой схемы 1,5 %,
что в итоге дает 10,8 %.
Аналогичному усовершенствованию может быть подвергнута и котельная установка. Ее КПД может быть увеличен примерно на 2,5 %. Таким образом, резерв повышения экономичности обычных энергоблоков СКД на параметры 24 МПа, 540 °С/540 °С с КПД 40 % при переходе на ССКП составляет примерно 13 %, что позволяет построить энергоблок с КПД h = 1,13 · 40 = 45,2 %
|
|
Параметры и технические характеристики зарубежных классических энергоблоков нового поколения
В табл. 10.4 приведены данные по работающим, строящимся и спроектированным энергоблокам ССКП. Список охватывает 58 энергоблоков, что свидетельствует о том, что энергоблоки ССКП перестали быть «экзотикой» и все шире внедряются в теплоэнергетику, в первую очередь, в Японии, Германии и Дании.
Таблица 10.4 № энерго-блока п/п | Страна и электростанция | Год ввода в эксплуатацию | Топливо | Температура свежего пара и пара промежуточных перегревовt0/tп.п1/tп.п2, °С | Началь ное дав ле ние, МПа | Темпера тура пита тель ной воды, °С | Электрическая мощность, МВт | Давление в конденсаторе, кПа | КПД энергоблока нетто, % |
1 | США, Эддистоун-1 | 1954 | Уголь | 648/565/565 | 35,9 | — | 325 | — | — |
2 | США, Авон-8 | 1955 | Уголь | 594/564 | 25,5 | — | 215 | — | — |
3 | США, Дреклоу-12 | 1960 | Уголь | 594/568 | 24,7 | — | 375 | — | — |
4 | США, Фило-6 | 1965 | Уголь | 621/566/538 | 32,3 | — | 125 | — | — |
5 | Россия, Каширская ГРЭС, | 1966 | Уголь | 650/565 | 29,4 | 100 | — | — | |
6 | Япония, Вакамацу | 1968 | Уголь | 593/593/593 | 31,0 | 50 | — | — | |
7,8 | Дания, Струдструп 3 и 4 | 1984—1985 | Уголь | 540/540 | 25,0 | 261 | 350 | 2,1 | 41—42 |
Япония | |||||||||
9 | Кавагое-1 | 1989 | Сжижен- | 566/566/566 | 30,5 | 310 | 700 | 4 | 41,9 |
10 | Кавагое-2 | 1990 | ный газ | 571/569/569 | 45—16 | ||||
11 | Япония, Матсура 1 | 1990 | Уголь | 540/540 | 25,0 | — | 1000 | — | — |
12 | Дания, Финсваеркерт 7 | 1991 | Уголь | 540/540 | 25,4 | 279 | 350 | 44,5 | |
12 | Дания, Фунен 7 | 1991 | Уголь | 540/540 | 25,0 | 280 | 350 | 2,7 | 43,5 |
14 | Япония, Хекинен 2 | 1992 | Уголь | 538/566 | 25,0 | 700 | — | — | |
15 | Германия, Шгаудингер5 | 1992 | Уголь | 545/562 | 26,2 | 270 | 550 | 3,8 | 43 |
16 | Дания, Эсбьерг 3 | 1992 | Уголь | 562/560 | 25,0 | 275 | 350 | 2,3 | 45,3 |
17 | Дания, Фесткрафт 3 | 1992 | Уголь | 558/560 | 24,6 | 275 | 417 | 2,3 | 45,3 |
18 | Япония, Хекинен 3 | 1993 | Уголь | 538/565 | 24,1 | — | 700 | 4,5 | — |
19 | Нидерланды, Хемвег 8 | 1994 | Уголь | 535/563 | 25,0 | 292 | 680 | 3,4 | 44,1 |
20 | Германия, Любек | 1995 | Уголь | 580/560 | 27,5 | — | 400 | — | 45,7 |
21 | Германия, Росток | 1995 | Уголь | 545/562 | 25,0 | 270 | 509 (550) | 3,4 | 42,5 |
22 | Германия, Боксберг 4 | 1997 | Уголь | 545/560 | 25,0 | 300 | 800 | 4,6 | 40,8 |
23 | Германия, Шварце-Пумпе | 1997 | Уголь | 547/565 | 25,2 | 270 | 740 | 3,4 | 40 |
24,25 | Дания, Скербек 1 и 2 (Конвой) | 1997 | Газ | 582/580/580 | 29,5 | 298 | 395 | 2,3 | 47 |
26 | Дания, Альборг | 1997 | Уголь | 580/580/600 | 28,5 | 300 | 400 | 2,35 | 49 |
27 | Япония, Матсура 2 | 1998 | Уголь | 593/593/593 | 25,6 | — | 1000 | — | 45 |
28 | Дания, Норджилланд (Конвой) | 1998 | Уголь | 582/580/580 | 29,5 | — | 385 | — | 49 |
29 | Германия, Гесслер | 1998 | Уголь | 580/600 | 27,5 | 301 | 740 | 3,6 | 45,4 |
30 | Германия, Липпендорф | 1999 | Уголь | 554/580 | 26,7 | 271 | 934 | 3,8 | 42,8 |
31 | Германия, Боксберг 2 | Уголь | 541/560 | 24,3 | 270 | 808 | 4,2 | 41,25 | |
32 | Германия, Франкен 2 | Уголь | 570/590 | 22,3 | 275 | 601 | 3,3 | — | |
33 | Германия, Бексбах 2 | Уголь | 575/595/— | 25,0 | 290 | 750 | — | 46,3 | |
34 | Дания | Проект | Уголь | 580/600/— | 28,5 | 310 | 375 | 2,8 | — |
35 | США | 2000 Проект | Уголь | 593/593/593 | 31,0 | 318 | 400 | — | 41,2 |
36 | США | Проекты | Уголь | 593/593/593 | 30,9 | 304 | 700 | 6,5 | |
37 | EPRI | Уголь | 593/593/593 | 32,6 | 321 | 360 | 8,5 | 41,94 | |
38 | После 2005 г. | Уголь | 610/610/630 | 32,5 | 340 | — | — | — | |
39 | Япония, Нохира 2 | — | — | 566/593 | 24,1 | — | 600 | — | — |
40 | Япония, | Проект | — | 566/593 | 24,6 | — | 1000 | — | — |
41 | 600/600 | 24,6 | — | 1000 | |||||
42 | Германия, Боксберг | 2000 | Лигнит | 545/581 | 26,6 | — | 907 | — | 42,7 |
43 | Германия, WEAG, | Проект | Лигнит | 600/620 | 30,0 | — | — | — | 49,4 |
44 | Дания, Амагер | 1989 | 545/545 | 24,5 | 275 | 250 | 3,7 | 42 | |
45 | Дания, Аведоре | 1990 | Газ | 545/545 | 24,5 | 275 | 250 | 3,7 | 42 |
46 | 2001 | 580/600 | 30,0 | 310 | 400 | 2,8 | 50—53 | ||
Япония, | |||||||||
47 | Бухта Татиба-на 1 | 2000 | — | 566/593 | 24,1 | — | 700 | — | — |
48 | Бухта Татиба-на 2 | 2001 | — | 600/610 | 25,0 | — | 1050 | — | — |
Япония, | |||||||||
49 | Рэйхоку 1 | 1995 | — | 566/566 | 24,1 | — | 700 | — | — |
50 | Рэйхоку 2 | 2001 | — | 593/593 | 24,1 | — | 700 | — | — |
Япония | — | — | — | ||||||
51 | Хариномати 1 | 1997 | — | 566/593 | 24,5 | — | 1000 | — | — |
52 | Хариномати 2 | 1998 | — | 600/600 | 24,5 | — | 1000 | — | — |
53 | Япония, Нанао-Оота2 | 1998 | — | 600/600 | 24,5 | — | 740 | — | — |
54 | Япония, Цуруга 2 | 2000 | — | 593/593 | 24,1 | — | 700 | — | — |
55 | Япония, Тачибанаван | — | — | 600/610 | 25,0 | — | 1050 | — | 44 |
56 | Япония, Харамачи | — | — | 570/595 | 25,4 | — | 1000 | — | |
57 | Япония, Изого | — | — | 600,610 | 25,0 | — | 600 | — | |
58 | Япония, Карита | — | — | 566/593 | 24,6 | — | 360 | — | 44 |
|
|
|
|
|
|
Прежде всего, из табл. 10.4 видно, что КПД нетто энергоблоков но вого поколения составляет 43—46 %. Исключение составляют несколько энергоблоков с еще большим КПД нетто (49—53 %), которые постоянно работают с очень низкой температурой охлаждающей воды, поступающей в конденсаторы (морская вода из придонных слоев с температурой 2,3—2,7 °С). Эти цифры вполне коррелируют с теми, которые получены выше.
Далее, обратим внимание на то, что большинство энергоблоков, данные по которым приведены в табл. 10.4, работает на твердом топливе. Это еще раз говорит о том, что основной «нишей» для энергоблоков ССКП являются пылеугольные ТЭС, а газ следует использовать для утилизационных ПГУ.
Все энергоблоки имеют повышенную начальную температуру пара и/или температуру промежуточного перегрева. Практически «стандартной» для энергоблоков нового поколения стала температура 580 °С в Европе и 600 °С в Японии.
Большинство новых энергоблоков выполняется с одним промежуточным перегревом пара, хотя, как отмечалось выше, второй перегрев дает прибавку в КПД в 1,2 % (по другим оценкам — 1,5 %). Связано это с тем, что введение второго промперегрева существенно усложняет конструкцию и турбины, и котла, создавая, кроме того, ряд эксплуатационных проблем. Поэтому два промежуточных перегрева пара используют в ос новном в тех энергоблоках, в которых без него обойтись невозможно. В своем большинстве — это энергоблоки с очень низкой температурой охлаждающей воды и соответственно очень низким давлением в конденсаторе. Именно для того, чтобы избежать высокой конечной влажности, необходим второй промежуточный перегрев.
Подавляющее большинство энергоблоков нового поколения выполнено на начальное давление 24—26 МПа. Это также, судя по публикациям, связано с тем, что усложнение конструкции турбины (увеличение числа ступеней и соответственно цилиндров, трудности обеспечения плотности горизонтальных разъемов корпусов с высоким внутренним давлением, сложность обеспечения вибрационной надежности валопровода турбоагрегата и другие) сегодня не окупает выигрыша в экономичности.
Большинство энергоблоков имеет мощность в диапазоне 400—1000 МВт, что, с одной стороны, позволяет оставаться в рамках умеренного количества ЦНД (2—3) и общего количества цилиндров (4—5), а с другой — обеспечить достаточно высокий КПД проточной части турбины. Большинство энергоблоков, вводимых в Японии, имеет мощность 1000 МВт. Заметим, что даже для докритических начальных параметров пара строительство энергоблоков мощностью менее 600 МВт ведется в исключительных случаях, обусловленных специальными соображениями. На этом фоне энергоблоки России мощностью 150—300 МВт, на которых вырабатывается почти половина электроэнергии, выглядят архаичными. Наконец, обратим внимание на температуру питательной воды. Здесь обнаруживается явная тенденция к ее повышению вплоть до 310—340 °С, что также существенно повышает КПД.
Конечно, высокий КПД вновь вводимых зарубежных паротурбинных энергоблоков обусловлен не только их преимуществами в параметрах и тепловых схемах, но и в аэродинамическом совершенствовании самой турбины, которая не отражена в табл. 10.4.
Первенство в освоении энергоблоков ССКП, безусловно, принадлежит Японии. На рис. 10.12 показан график ввода энергоблоков на ТЭС Японии. После строительства двух энергоблоков с двумя промежуточными перегревами на температуры 566 °С/566 °С/566 °С, Япония перешла на строительство энергоблоков только с одним промежуточным перегревом. После освоения температуры 593 °С, начиная с 1997 г. начался массовый ввод энергоблоков на эти параметры. Уже начаты работы над энергоблоком на начальную температуру 630 °С/630 °С, который планируется освоить в ближайшее десятилетие.
Дата добавления: 2018-04-04; просмотров: 419; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!