ОПЫТ GENERAL ELECTRIC В РАЗРАБОТКЕ ПАРОВЫХ ТУРБИН ДЛЯ ПГУ
Общая характеристика линейки паровых турбин для парогазовых установок от предприятия General Electric Power Systems, предназначенных для работе на паре, получаемом в одном или нескольких котлах-утилизаторах за счет теплоты отработавших газов ГТУ.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 28.05.2018 |
| Размер файла | 1,1 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
УДК 621.165
Опыт General Electric в разработке паровых турбин
GE Power Systems является одним из мировых лидеров по производству оборудования для энергетики, в том числе газотурбинных (ГТУ) и паротурбинных (ПТУ) установок для работы в комбинированном парогазовом цикле. General Electric предлагает полную линейку паровых турбин для парогазовых установок (ПГУ), предназначенных для работе на паре, получаемом в одном или нескольких котлах-утилизаторах за счет теплоты отработавших газов ГТУ.
В маркировке парогазовых установок STAG™ (Steam And Gas), указываются ее основные характеристики: первая цифра - это количество ГТУ на одну паровую турбину, третье, четвертая и пятая - это маркировка модели ГТУ. Например, в состав парогазовой установки STAG 207FA входят две ГТУ модели 7FA и одна паротурбинная установка.
Если в состав ПГУ входит одна газовая и одна паровая турбины, дополнительно указывается исполнение ПГУ: многовальная (MS) или одиновальная (SS). Например, маркировка STAG 109E MS показывает, что ПГУ двухвальная с двумя генераторами - для ГТУ типа 9E и па-ровой турбины. паровой турбина газ утилизатор
В ПГУ небольшой мощности на базе низкотемпературных ГТУ типа 6B, 7EA и 9E применяются паровые циклы одного или нескольких давлений без промперегрева: 59 бар для паровых турбин мощностью от 40 МВт до 60 МВт и 86 бар - мощностью более 60 МВт (рисунок 1) [1, 2].
Применение осевого выхлопа для однопоточных турбин не-большой мощности позволяет снизить абсолютное давление в конденсаторе, увеличить располагаемый теплоперепад части низкого давления (НД) и общую экономичность паровой турбины (рисунок 2) [1, 2].
Осевое (или боковое) расположения конденсатора позволяет разместить все оборудование ПГУ на нулевой отметке главного корпуса и отказаться от подвального помещения.
Размещение газовой и паровой турбин на одном уровне также дает возможность перейти на одновальную схему ПГУ с единым для ГТУ и паровой турбины электрогенератором (ЭГ), которая получает все большее распространение в мировой энергетике в последнее время. Отметим, что именно General Electric можно считать пионером по внедрению одновальных ПГУ: первая одновальная ПГУ ее производства была пущена в эксплуатацию еще в 1968 году на ТЭС Wolverine (штат Мичиган, США) [3].
Отсутствие системы регенеративного подогрева воды в цикле, свя-занное с необходимостью глубокой утилизации тепла отработавших в ГТУ газов в котлах-утилизаторах и наличие нескольких контуров пара приводит к увеличенному расходу пара в часть НД паровых турбин ПГУ.
Применение лопаток последней ступени длиной до 1067 мм, позво-ляет производить компактные турбины HPD (High Power Density™) с минимальным количеством корпусов, при этом обеспечивая достаточную площадь выхлопа и оптимальную тепловую эффективность (рисунок 2, 3).
Рисунок 1. Одновальные ПГУ STAG без промперегрева: одноцилиндровая паровая турбина с осевым выхлопом (а), одноцилиндровая паровая турбина с одним выхло-пом вниз (б), двухцилиндровая паровая турбина с двойным выхлопом вниз (в)
Рисунок 2. Одноцилиндровая турбина без промперегрева с аксиальным выхлопом
Рисунок 3. Двухцилиндровая турбина без промперегрева с двойным выхлопом вниз
В ПГУ на базе высокотемпературных ГТУ типа 6FA, 7EC, 7FA, 9EC, 9FA 7G, 7H, 9G и 9H используется вторичный (промежуточный) перегрев пара. При мощности паровой турбины 125 МВт и выше оптимальным являются начальные параметры 124 бар и 538оC с промперегревом до 538оC (рисунки 4, 5) [1, 2]. При начальном давлении 165 бар цилиндры высокого давления (ВД) применяются двухстенными.
Рисунок 4. Одновальные ПГУ STAG с промперегревом: с одним выхлопом вниз (а), с двойным выхлопом вниз (б)
Парораспределение паровых турбин - дроссельное, поскольку в составе ПГУ они работают при скользящем давлении генерируемого в котле-утилизаторе пара.
Рисунок 5. Одноцилиндровая паровая турбина с промперегревом и осевым выхлопом
General Electric последовательно проводит оптимизацию и повышение эффективности проточной части паровых турбин своего производства. Улучшением проекта модернизации сопловых и рабочих лопаток Advanced Design Steam Path стал проект Dense Pack с увеличенным числом ступеней, сниженным диаметром дисков ротора и увеличенной высотой лопаточного аппарата (рисунок 6) [4]. Концепция Dense Pack позволяет повысить КПД проточной части, снизить протечки пара через концевые уплотнения. Разработка плазменного напыления и диффузионных покрытий, увеличение зазора между сопловыми и рабочими лопатками позволили снизить эрозионный их износ. Дополнительно оригинальная двухпоточная сопловая коробка замена на обычную однопоточную (рисунок 6).
Рисунок 6. Оптимизированная проточная часть Dense Pack
В трехконтурных ПГУ S107H / S109H с ГТУ типа 7H и 9H используется комбинированное паро-воздушное охлаждение высокотемпературных элементов газовой турбины (рисунок 7). Для охлаждения сопловых лопаток 1-й и 2-й ступеней газовой турбины забирается часть пара с выхлопа цилиндра высокого давления (ВД) паровой турбины. Пройдя замкнутый контур охлаждения ГТУ, этот пар подмешивается к потоку пара после промперегрева, подаваемого в цилиндр среднего давления (СД). Так паровой контур охлаждения ГТУ работает параллельно с промежуточным пароперегревателем и связывает газовый и паровой циклы. Отметим, что пуск ГТУ происходит при использовании только воздушного охлаждения, но уже на переходных режимах подключается паровое. Для повышения эффективности схемы воздух, отбираемый из компрессора для охлаждения камеры сгорания и лопаток газовой турбины, проходит теплообменник, где он охлаждается питательной водой контура СД. Теплота питательной воды контура СД используется для подогрева топлива ГТУ (природного газа).
Рисунок 7. Схема ПГУ S107H / S109H
Описанные решения General Electric обеспечивают высокую эффек-тивность и надежность работы паротурбинных установок ПГУ.
Список литературы
1. Boss M. Steam Turbines for STAG™ Combined-Cycle Power Systems // GE Power Systems. - Schenectady, NY GER-3582E.
2. Chase, D.L., Kehoe, P.T. GE Combined-Cycle Product Line and Performance // GE Power Systems Schenectady, NY GE Power Systems. - GER-3574G (10/00).
3. General Electric Power / http: // www.gepower.com/home/index.htm.
4. Lesiuk J. F. Steam Turbine Uprates // GE Power Systems. - Atlanta, GA. - GER-4199 (10/00).
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Классификация паровых турбин: конденсационные, теплофикационные, противодавленческие. Проточная часть и принцип действия турбины. Физические основы совершения работы оборудованием. Течение пара в решетках турбины. Сегмент ("сборка") рабочей ступени.
презентация [6,7 M], добавлен 08.02.2014Применение газов в технике: в качестве топлива; теплоносителей; рабочего тела для выполнения механической работы; среды для газового разряда. Регенераторы и рекуператоры для нагрева воздуха и газа. Использование тепла дымовых газов в котлах-утилизаторах.
контрольная работа [431,9 K], добавлен 26.03.2015Паровая турбина как один из элементов паротурбинной установки. Типы паровых турбин, их предназначение для обеспечения потребителей тепла тепловой энергией. Паровая турбина и электрогенератор как составляющие турбоагрегата. Турбины конденсационного типа.
реферат [2,4 M], добавлен 03.06.2010Thermit Welding is not a common process. The process consists of a chemical reaction obtained by igniting finely divided aluminium and iron oxide. The temperature of the molten metal. Electric, spot and flash Welding. Projection Welding Electrodes.
презентация [3,5 M], добавлен 17.12.2009Изменение массы отложившейся на стенке примеси во времени. Основные факторы, влияющие на скорость образования отложений в котлах. Характер загрязнений, удаляемых при предпусковых кислотных очистках. Способы консервации прямоточных и барабанных котлов.
дипломная работа [2,0 M], добавлен 15.07.2015Расчет внутреннего КПД турбины и ее основных частей. Материальный баланс установки. Расчет внутренней электрической мощности, тепла турбоустановки на выработку электроэнергии, температурного напора конденсатора турбин ПТ-12-35-10М и Р-27-90/1,2.
дипломная работа [1,3 M], добавлен 15.06.2012Понятие и причины истечения газов как рабочих процессов в паровых и газовых турбинах, соплах реактивных двигателей, а также в соплах и отверстиях различных технологических аппаратов химической и пищевой промышленности. Расчетные зависимости и их вывод.
презентация [520,3 K], добавлен 02.01.2014Система автоматического регулирования и контроля тепловой нагрузки. Описание монтажа и наладки системы автоматического регулирования. Требование к месту монтажа котла. Основные этапы монтажа котлов. Режимная и технологическая наладка паровых котлов.
курсовая работа [927,9 K], добавлен 19.09.2019Принцип строения, выбор параметров и расчет мощности судовых энергетических установок. Распределение энергии на судне. Валогенераторы общесудового назначения. Типы и параметры судовых паровых котлов. Устройство основных элементов судового валопровода.
учебное пособие [1,9 M], добавлен 28.10.2012Описание судового парового котла КГВ 063/5, расчет энтальпии дымовых газов. Сравнение величин фактических и допустимых тепловых напряжений топочного объема. Расчет конвективной поверхности нагрева, теплообмена в экономайзере. Эксплуатация паровых котлов.
курсовая работа [321,7 K], добавлен 30.06.2012Описание технологической схемы установки утилизации теплоты отходящих газов технологической печи. Расчет процесса горения, состав топлива и средние удельные теплоемкости газов. Расчет теплового баланса печи и ее КПД. Оборудование котла-утилизатора.
курсовая работа [160,1 K], добавлен 07.10.2010Виды и состав газов, образующихся при разложении углеводородов нефти в процессах ее переработки. Использование установок для разделения предельных и непредельных газов и мобильных газобензиновых заводов. Промышленное применение газов переработки.
реферат [175,4 K], добавлен 11.02.2014Изучение комбинированной выработки на электростанциях электроэнергии и тепла, которая называется теплофикацией. Характеристика оборудования тепловых электростанций и видов парогазовых теплофикационных установок с КУ: парогазовые и газотурбинные ТЭЦ.
реферат [216,5 K], добавлен 27.03.2010Общая информация о предприятии и о сахарном производстве. Расчет котла при сжигании природного газа. Расчет процесса горения. Тепловой баланс котла. Описание выработки биогаза из жома, описание технологии процесса. Расчет котла при сжигании смеси газа.
дипломная работа [1,9 M], добавлен 07.07.2011Общая характеристика установок плазменного нагрева. Принцип работы плазматрона косвенного и прямого действия. Характеристики плазмообразующих газов. Характеристика плазменно-дуговых печей с кристаллизатором конструкции института электросварки им. Патона.
курсовая работа [250,7 K], добавлен 04.12.2008Оптимизация тепловой схемы промышленно-отопительной ТЭЦ при тепловых нагрузках. Регулирование отбора теплофикационных турбин турбоустановок, схема фильтрации скользящего среднего и экспоненциальный фильтр. Идентификация экспериментальных данных.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 15.11.2009Створення комп'ютерно-інтегрованих виробництв як напрям автоматизації в агропромисловому комплексі. Схема автоматизації для чотирьохкорпусної випарної установки для випарювання соку. Принцип дії випарного апарату. Схеми основних контурів управління.
курсовая работа [789,6 K], добавлен 13.01.2015Описание принципиальной технологической схемы производства маргарина. Основные потребители теплоты и холода в производстве продукта. Расчет теплового баланса предприятия. Характеристика режимов потребления теплоты и подбор теплогенерирующего оборудования.
курсовая работа [360,7 K], добавлен 10.01.2013Общая характеристика производства чугуна и стали. Физико-химические свойства получаемых и используемых газов. Некоторые физические явления при использовании промышленных газов и пара на Челябинском металлургическом комбинате. Физика в газовой сфере.
реферат [19,6 K], добавлен 13.01.2011Устройство котлов-утилизаторов; термодинамический анализ эффективности агрегатов энерготехнологических систем и протекающих в них процессов. Оценка экономии топлива за счет утилизации теплоты отходящих газов сажевого производства, расчет дымовой трубы.
курсовая работа [171,7 K], добавлен 08.12.2010
