Классификация, выбор мощности и турбинного оборудования промышленных ТЭЦ

Практически все предприятия разных отраслей промышленности нуждаются в производственном паре различных параметров, а также в горячей воде для отопления, ГВС, вентиляции, кондиционирования воздуха и др. В зависимости от размеров и характера тепловых нагрузок, а также месторасположения предприятия снабжение их теплотой производится от заводских или районных котельных или ТЭЦ, а также в той или иной степени за счёт ВЭР (вторичные энергоресурсы).

Возможно полное и эффективное использование ВЭР связано с рядом условий, которые должны быть обеспечены рациональным построением ТЭС ПП, которое усложняется тем, что реальные графики потребления теплоты носят переменный характер, а выходы ВЭР подвержены значительным и по существу неуправляемым изменениям.

Поэтому необходимо знать характеры реальных графиков приходов и расходов энергоресурсов, экономичные способы их балансирования и резервирования, а также способы выравнивания производительностей утилизационных установок, изменения параметров энергоносителей и т.п.

Большое значение для рационального построения ТЭС ПП имеет правильные выбор основного оборудования ТЭЦ, которое может играть роль замыкающего звена в ТЭС ПП. Для построения ТЭС ПП используются графики выходов и потребления производственного пара, то есть пара, используемого технологическими агрегатами и цехами, а также вспомогательными производствами. В большинстве случаев требующееся давление производственного пара на месте потребления не превышает 0,4-0,8МПа. С учётом падения давления при транспорте пара потребителям, которые на крупных заводах могут быть удалены от генератора пара на несколько километров, а также требований отдельных потребителей давления пара в отборах турбин (противодавления) обычно принимают равным 1,0-1,3 МПа. На заводах, как правило, сооружают одну, общую для всех потребителей и генераторов пара систему паропроводов с давлением пара в ней 1,0-1,5МПа, которое определяется условиями транспорта пара на ТЭЦ, тем большую экономию топлива даёт снижение давления пара в отборе. Поэтому при проектировании рекомендуется, если этому благоприятствуют местные условия рассматривать возможность снижения пара в отборах или противодавлениях хотя бы части установленных турбин до давлений, удовлетворяющих достаточно крупных потребителей с сооружением отдельных паропроводов от ТЭЦ и утилизационных установок, вырабатывающих пар давлением около 1,0 МПа.

Долгое время считалось, что расход паранапроизводство почти не изменяется по временам года. Ориентируясь на постоянную круглогодовую паровую нагрузку, выбирали турбины ТЭЦ. В действительности расходы производственного пара почти всех предприятий характеризуются существенной сезонной неравномерностью даже на предприятиях, работающих по непрерывной технологии. Максимальный расход теплоты на подогрев сетевой воды по заводу без внешних потребителей составляет около 4 500 ГДж/ч. В условиях, когда среднегодовые и летние тепловые нагрузки ТЭЦ значительно отличаются от нагрузок в холодные зимние месяцы, максимальная экономия топлива достигается при условии, если отборами турбин покрывается не вся присоединённая к ТЭЦ тепловая нагрузка, а только часть её. Долю тепловой нагрузки ТЭЦ, которая покрывается отборным паром турбин, называют коэффициентом теплофикации и обозначают α_тэц. Этот коэффициент может быть часовой и годовой.

Соотношение тепловых мощностей отборов турбин П и Т может изменяться в значительных пределах. Так у турбины ПТ-60-130, номинальный расход пара П равен 115т/ч, при отборе Т равном 85 т/ч, a max – 230 т/ч при закрытом отборе Т. Возникает вопрос, по какому расходу пара отбора П надо выбирать число турбин ПТ на ТЭЦ. Вопрос этот возникает при расчётах, по любому методу определяется α - путем обычно применяемых вариантов сравнительных расчётов или по рассматриваемому методу, основанному на учете изменения знаков приростов экономии топлива. Как показали исследования, расход пара в отборе П, по которому надо выбирать число турбин типа ПТ, зависит от большого числа разнородных факторов, в том числе и от роли ТЭЦ в балансировании приходов и расходов пара на заводе при широком использовании ВЭР. В большинстве случаев расход пара в отборе П, по которому надо выбирать оптимальное число турбин, лежит между максимальным и номинальным значениями. При выборе числа турбин следует также учитывать возможные, а точнее, неизбежные погрешности при расчётах потребностей завода в производственном паре. Эти погрешности при тщательных расчётах могут составлять более 3-5 %.

При выборе турбинного оборудования исходными данными являются расчётные значения коэффициентов теплофикации ТЭЦ по паровой технологической α_п и отопительной α_от тепловым нагрузкам, которые определяют электрическую мощность N ^ТЭЦ , МВт, и расчётные нагрузки П и Т отборов Q и Q в целом по ТЭЦ. Указанные значения электрической мощности N ^ТЭЦ и расчётных нагрузок производственных П и отопительных Т отборов Q и Q , МДж/с, могут быть обеспечены путём установки турбин разных типов (Т, ПТ и Р) в различном их сочетании. При этом выработка одинаковых количеств электроэнергии и теплоты будет осуществляться в различной тепловой экономичности. Задача выбора профиля турбинного оборудования состоит в определении суммарных значений электрической мощности Nⁱ, МВт и расчётных нагрузок отборов Q и Q турбин каждого типа. Индекс i соответствует определённому типу турбин, например, i= 1,2,3 обозначают турбины типов ПТ, Т и Р. На следующем этапе определяют число турбин, имеющихся типоразмеров в соответствии с выбранным профилем турбинного оборудования ТЭЦ. Установка турбин типа К может быть оправдано при наличии на заводе больших избытков горючих ВЭР, которые могут быть использованы на технологические нужды. В ряде случаев вместо турбин ПТ более эффективно устанавливать турбины Т и Р (например,при равных круглогодичных паровых нагрузках, а также при наличии потребности в паре с давлением около 3 МПа).

Выбор профиля турбин ТЭЦ удобно осуществлять на основе анализа характеристики взаимосвязи предельных значений расходов пара в производственный и отопительный отборы турбин типа ПТ.

№45