ОАО «Подольский машиностроительный завод» (ЗиО) совместно с НПО ЦКТИ и другими организациями проведены исследования, проектные проработки, изготовление оборудования и его установка на ряде ТЭС с целью повышения эффективности оборудования и электростанций в целом за счет реконструкции хвостовых .
Энергоблок повышенной эффективности создается следующим путем: в зоне воздухоподогревателя (перед ним или в рассечку) в тракте дымовых газов или воздуха устанавливается специальный теплообменник для охлаждения дымовых газов питательной водой или конденсатом системы регенерации турбины.
Таким теплообменником могут являться: турбинный экономайзер (ТуЭ), воздуховодный теплообменник (ВВТО), встроенный теплообменник (СВТО), включенные в байпасы системы регенерации турбины.
Их применение обеспечивает глубокое снижение температуры уходящих газов в , повышается его КПД при одновременном повышении мощности вследствие уменьшения отбора пара на регенерацию.
На рисунке ниже представлена реализованная на ГРЭС-24 Мосэнерго схема для энергоблока 300 МВт.
Схема хвостовых поверхностей котла для БПЭ (N=300 МВт, газ): 1 — ; 2 — турбинный экономайзер; 3 — регенеративный воздухоподогреватель
В рациональной схеме можно увеличить мощность энергоблока примерно на 5-8 % и снизить удельный расход топлива более чем на 0,5-2 %. Одновременно с этим в пылеугольных котлах в 2-3 раза уменьшаются выбросы золы из электрофильтров (вследствие глубокого охлаждения дымовых газов), а в газомазутных котлах на 20-30 % уменьшаются выбросы окислов азота (вследствие снижения температуры дутьевого воздуха).
Проектные проработки показали:
- в ряде случаев дополнительная мощность требует меньше затрат соответствующей мощности ПГУ;
- предлагаемая схема по экономической эффективности ненамного уступает ПГУ;
- обычно теплообменник удается разместить в пределах существующего котла, а стоимость получения дополнительной мощности в 3-5 раз меньше, чем ввод новых мощностей, а экологический эффект достигается без дополнительных затрат.
Предлагается разделить газомазутные блоки на газовые и мазутные в пределах региона или электростанции. При этом газ должен являться как основным, так и резервным топливом и подводиться к электростанции от двух независимых источников.
Предлагаемая модернизация предусматривает:
- повышение паропроизводительности котлов, сжигающих газ, на 10 -20 % (с учётом возможностей турбин);
- снижение температуры уходящих газов с соответствующим повышением КПД;
- перевод энергоблоков по схеме энергоблоков повышенной эффективности. При этом следует учесть, что эта схема, как показали исследования, проведенные на Заинской ТЭС, может успешно эксплуатироваться только на газе, так как при работе на мазуте теплообменники выходят из строя через один месяц работы.
Опыт эксплуатации ряда ТЭС и проработки заводов-поставщиков котлов, турбин и генераторов подтверждают возможность повышения паропроизводительности котлов и мощности турбины.
На рисунке выше показан один из вариантов модернизации энергоблока 300 МВт. В этом варианте благодаря установке ТуЭ и высокотемпературного экономайзера (ВТЭ) температура горячего воздуха снижена до 102 °С, а уходящих газов — до 84 °С. Принципиально такое снижение допустимо при сжигании газа, но в конкретных условиях следует рассматривать такое снижение температуры уходящих газов по условиям работы газоотводящих стволов дымовых труб, так как при применении кремнебетонных отводящих стволов температура уходящих газов должна быть не менее 100 °С.
При осуществлении модернизации вырабатывается 15 МВт дополнительной мощности и 130 ГДж/ч тепла, а удельный расход топлива на производство электроэнергии снижается на 1,4 %.
Дополнительный отбор тепла в виде сетевой воды с температурой не менее чем до 150 °С за счёт отказа от установки низкотемпературного экономайзера (НЭКО) за и установки ВТЭ, который размещается перед воздухоподогревателем, во встроенных теплообменниках трубчатого воздухоподогревателя (ТВП).
На рисунке ниже представлена реализованная на Омской ТЭЦ-5 схема отбора тепла в пылеугольном котле тина БКЗ-420.
Схема хвостовых поверхностей пылеугольного котла D=420 т/ч с глубоким охлаждением уходящих газов (топливо — экибастузский уголь): 1— котельный экономайзер; 2 — трубчатый воздухоподогреватель; 3 — высокотемпературный теплофикационный экономайзер; 4 — встроенный теплообменник; 5 — калорифер
Конечно, для выработки этого тепла требуются дополнительные затраты топлива, но при этом уменьшаются расходы топлива на выработку электроэнергии (примерно на 3 %).
Эта схема может рассматриваться как альтернатива установке водогрейных котлов.
В одной из проработок ЗиО удалось на котле энергоблока 300 МВт получить 209 ГДж/ч тепла, используя только имеющиеся в котле поверхности нагрева.
Промышленные 3D принтеры по металлу теперь доступны всем! Качественные, надёжные и недорогие!