Обзор современных паротурбинных установок малой мощности

ОБЗОР СОВРЕМЕННЫХ ПТУ МАЛОЙ МОЩНОСТИ (ДО 1000КВТ)

ООО НТЦ «МТТ» МПГ-500

Санкт-Петербург Стр. 1 Всего 41

ОБЗОР СОВРЕМЕННЫХ ПТУ МАЛОЙ МОЩНОСТИ (ДО 1000КВТ)

Приведенный ниже обзор выявил две основные тенденции в развитии

паротурбинных энергетических установок малой мощности до 1000 кВт.

Первая тенденция характеризуется традиционностью конструктивных

решений, что подразумевает влияние опыта конструирования мощных

одноцилиндровых энергетических паровых турбин N = 25…50 МВт. Подобные

конструкции описаны в разделах 1.1-1.4 и характеризуются приемлемой

экономичностью, но значительными габаритами и весом.

Вторая тенденция характеризуется оригинальностью конструктивных

решений, облегчающих и относительно упрощающих конструкцию данного типа

турбин. Подобные конструкции описаны в разделах 1.5 – 1.7. При проектировании

установок второго типа отсутствовал многолетний опыт проектирования и

эксплуатации, что не позволило гарантировать их высокую эксплуатационную

надежность и максимально возможную экономичность.

В особую группу паротурбинных установок малой мощности включены

установки с турбинами ЛПИ-СПбГПУ. Последние характеризуются малыми

габаритами, оптимальностью выбранных параметров, высокой экономичностью и

многолетним опытом эксплуатации.

Приведем параметры, характеризующие экономичность паровых турбин и

паротурбинных установок:

Внутренний КПД турбины

i0

используется для характеристики экономичности

турбины или ее цилиндра, в частности, турбины привода питательного насоса. Для

турбин Калужского завода

i0

= 0.70…0.80.

Эффективный и электрический КПД турбинной установки η

е

и η

э

соответственно используется для характеристики экономичности энергетической

паротурбинной установки.

Для оценки экономичности паровой турбины, предназначенной для привода

электрогенератора, используется удельный расход пара d

э

– расход пара,

необходимый для выработки 1 кВт час электроэнергии. Размерность d

э

равна

кг/(кВт час). Удельный расход пара характеризует экономичность турбины.

мЭГoio

Э

H

d

3600

, кг/(кВт ч)

Здесь Н

0

- изоэнтропийный перепад энтальпии пара на турбину, кДж/кг;

ЭГ

- КПД электрогенератора;

i0

- внутренний КПД турбины;

м

- КПД, зависящий от потерь в подшипниках и редукторе.

Для энергетических конденсационных турбин Калужского турбинного завода

удельный расход пара равен 4,5…5 кг/(кВт ч); для энергетических турбин с

противодавлением этот параметр равен 7…12 кг/(кВт ч).

Оценка экономичности энергетических конденсационных паротурбинных

установок производится с помощью удельного расхода тепла на выработку

киловатт-час. Удельный расход тепла, измеряемый в кДж/(кВт ч), определяется по

формуле

ОБЗОР СОВРЕМЕННЫХ ПТУ МАЛОЙ МОЩНОСТИ (ДО 1000КВТ)

ООО НТЦ «МТТ» МПГ-500

Санкт-Петербург Стр. 2 Всего 41

Э

q

3600

Здесь

э

- электрический КПД паротурбинной установки.

Для энергетических конденсационных турбинных установок Калужского

турбинного завода удельный расход тепла равен 11000…12000 кДж/(кВт ч).

1 Паровые турбины малой мощности Калужского турбинного

завода

Паровые турбины малой мощности выпускаются на КТЗ с 1950 г. На рис.1.1

представлен продольный разрез подобной турбины.

Рис.1.1 Турбина ОП – 0.75К

Турбина

ОП-О,75К

предназначена для обеспечения теплотой и электрической

энергией бортовых и промысловых потребителей промыслового судна.

Турбоустановка включает в себя следующее основное оборудование:

паровую турбину, предназначенную для привода через зубчатый редуктор

трехфазного синхронного генератора, а также для снабжения потребителей паром

из регулируемого отбора; зубчатый редуктор для передачи мощности от турбины к

генератору с понижением частоты вращения с 6700 до 1000 об/мин; трехфазный

синхронный генератор типа Мс-940-1000 с возбудителем; централизованную

ОБЗОР СОВРЕМЕННЫХ ПТУ МАЛОЙ МОЩНОСТИ (ДО 1000КВТ)

ООО НТЦ «МТТ» МПГ-500

Санкт-Петербург Стр. 3 Всего 41

масляную систему подшипников турбоустановки и системы регулирования;

поверхностный конденсатор для конденсации отработавшего пара от двух турбин, а

также от посторонних источников корабельной системы; основной пароструйный

эжектор для отсоса воздуха из парового пространства конденсатора (один на два

турбоагрегата); эжектор системы отсоса, предназначенный для отсоса и

конденсации протечек пара от концевых уплотнений и штоков парораспределения;

конденсатный и циркуляционный насосы (по одному на два турбоагрегата).

Паровая турбина активного типа, конденсационная, с регулируемым отбором

пара. Камерой регулируемого отбора проточная часть турбины делится на ЧВД и

ЧНД. ЧВД включает в себя клапанное парораспределение 4 с рычажным приводом

3, выполненное в виде шести односедельных регулирующих клапанов с

диффузорными седлами, и одну двухвенечную регулирующую ступень.

Регулирующая ступень состоит из сверленого сегмента сопл 5 с парциальным

подводом пара, двухвенечного рабочего колеса 7 и промежуточного

направляющего аппарата 6. ЧНД состоит из пятиклапанного парораспределения,

одновенечной регулирующей ступени 9 и четырех одновенечных ступеней с

диафрагмами сварной конструкции из стали. Уплотнения как концевые, так и

диафрагменные лабиринтового типа. Ротор 10 цельнокованый, жесткий, опирается

шейками на передний опорно-упорный 2 и задний опорный 11 подшипники.

Парораспределения ЧВД и ЧНД приводятся в действие двумя сервомоторами,

расположенными в общем блоке регулирования 1. Передача мощности от турбины

к редуктору осуществляется через упругую муфту 12.

Перечень современных паровых турбин малой мощности, выпускаемых КТЗ,

представлен ниже в таблицах 1.1…1.5.

Турбины приводные с противодавлением (Р, ТП)

Применяются для привода питательных насосов энергетических блоков ГРЭС

мощностью 300 МВт. Изготавливаются также турбоприводы для привода насосов на

судах гражданского флота и для работы в технологических линиях по производству

аммиака.

Рис.1.2

ОБЗОР СОВРЕМЕННЫХ ПТУ МАЛОЙ МОЩНОСТИ (ДО 1000КВТ)

ООО НТЦ «МТТ» МПГ-500

Санкт-Петербург Стр. 4 Всего 41

Номинальная мощность, кВт 235...11180

Ном. частота вращения

ротора, об/мин 3500...9000

Абс. давление свежего пара, МПа 1,0...4,1

Температура свежего пара,

o

С 191...438

Давление пара за турбиной, МПа 0,04...0,8

Таблица 1.1

Турбины приводные с противодавлением

Показатели

ТП-1650

ТП-1250

ТП-1100*

ТП-750

ТП-630

ТП-600

ТП-320

Номинальная мощность,

кВт

1650

1000

809

692

630

505

235

Ном. частота вращения

ротора:

турбины, об/мин

3500

5470

5075

7893

8000

7920

9000

насоса, об/мин

1050

1480

1450

1480

1500

1485

1350

Параметры свежего пара,

номинал (рабочий

диапазон):

абсолютное давление,

МПа

2,35

(2,2-2,45)

4,08

(3,8-4,1)

1,47

2,35

(2,0-2,45)

1,3

(1,0-1,4)

2,35

(2,0-2,45)

1,37

(1,37-1,5)

температура, °С

320

(300-380)

371

(348-373)

220

318

(250-400)

191

(t

s

**

- 250)

318

(250-400)

194

(t

s

**

- 220)

степень сухости, %

—

99

—

99

Ном. абсолютное

давление

пара за турбиной, МПа

0,5

0,8

0,04

0,5

0,3

0,5

0,12

Номинальный расход

пара, т/ч

25,8

17,9

9,62

15,4

15,6

12,8

4,37

Автономная масляная

система:

емкость масляного бака,

м

3

1,0

2,0

0,92

1,0

0,31

поверхность охлаждения

маслоохладителей, м

2

8,0

7,5

6,16

4,85

3,45

ном. температура охл.

воды, °С

25

32

25

32

номинальный расход охл.

на маслоохладители, м

3

/ч

40

20х2

20

22

20

10

Монтажные

характеристики:

масса турбины, т

16,0

5,1

2,92

6,08

1,36

масса ротора турбины, т

1,55

0,4

0,37

0,17

0,09

ОБЗОР СОВРЕМЕННЫХ ПТУ МАЛОЙ МОЩНОСТИ (ДО 1000КВТ)

ООО НТЦ «МТТ» МПГ-500

Санкт-Петербург Стр. 5 Всего 41

масса поставляемого

оборудования, т

16,8

13,6

4,6

7,47

1,67

Габариты, м:

длина

3,9

5,41

2.44

2,95

1,5

ширина

2,52

2,9

2,4

2,13

1,4

высота

3,15

2,75

2,3

2,52

1,85

Код ОКП

31 1114

644583

64 4583

Тип приводимого насоса

Дымосос

ASH-

2900/2000

ХБ630/390

Судовые

насосы

ZHL 302-

-9720

ФРГ

Сетевой

насос СЭ

1250/140

ZMP 530/6

ФРГ

Судовые

насосы

Предприятие-

изготовитель

насоса

—

ПО “Насос-

энергомаш”

—

* - Турбопривод конденсационный

**- t

s

— температура насыщения для заданного давления

Турбогенераторы блочные конденсационные

Работают на электростанциях морских и речных судов с неограниченным

районом плавания и на стационарных электростанциях.

Рис.1.3

Номинальная мощность, кВт 500...2000

Частота вращения ротора:

турбины, об/мин 3000...8000

генератора, об/мин 1500

Напряжение 3-фазного тока, В 400

Абс. давление свежего пара, МПа 0,5...4,0

ОБЗОР СОВРЕМЕННЫХ ПТУ МАЛОЙ МОЩНОСТИ (ДО 1000КВТ)

ООО НТЦ «МТТ» МПГ-500

Санкт-Петербург Стр. 6 Всего 41

Таблица 1.2

Турбогенераторы блочные конденсационные

Показатели

ТГУ 500К

ТГУ 600

ТГУ 800К

ТГУ 1000К

Номинальная мощность, кВт

500

600

800

1000

Частота вращения ротора, об/мин:

Турбины

8000

6000

Генератора

1500

Параметры 3-фазного электрического тока:

напряжение, В

400

частота, Гц

50

Номинальные параметры свежего пара,

(рабочий диапазон):

абсолютное давление, МПа

0,65 (0,5-1,5)

1,6 (1,4-1,7)

0,65 (0,5-1,7)

1,1 (0,5-2,1)

температура, °С

250 (200-300)

310 (300-320)

250 (200-300)

310 (280-320)

Номинальное абсолютное давление пара

за турбиной, кПа

7,5

7,2

6,0

6,4

Номинальный расход пара, т/ч

4,0

4,3

6,1

6,55

Конденсатор:

гидравлическое сопротивление, МПа

0,06

0,025

номинальная температура охл. воды,

(рабочий диапазон), °С

25 (4-32)

25 (4-35)

25 (4-32)

Расход охлаждающей воды на

теплообменники, м

3

/ч

470

390

1115

1120

Автономная масляная система:

емкость масляного бака, м

3

0,95

1

2

Монтажные характеристики:

масса турбогенератора, т

11,26

11,7

20,98

21,67

масса поставляемого оборудования, т

12,12

15,48

21,5

22,15

Габариты ТГ, м:

Длина

4,1

4,08

4,9

5,1

Ширина

2,3

2,37

3,2

Высота

2,2

2,42

3,1

Тип генератора*

МСК

DSG

МСК

750-1500

62L2-4W

1250-1500

1560-1500

Код ОКП

64 4511

* Изготовители генераторов: — АО “Электросила”, г. Санкт-Петербург (тип МСК) — TO “AvK” Германия (тип DSG-62L2-4W)

ОБЗОР СОВРЕМЕННЫХ ПТУ МАЛОЙ МОЩНОСТИ (ДО 1000КВТ)

ООО НТЦ «МТТ» МПГ-500

Санкт-Петербург Стр. 7 Всего 41

Турбогенераторы блочные конденсационные с отбором пара

Предназначены для выработки электроэнергии и пара для производственных

нужд. Выпускаются 4 типов, один из которых - с воздушным конденсатором.

Рис.1.4

Таблица 1.4

Турбогенераторы конденсационные с отбором пара и бойлером

Показатели

П 1,5/10,5-2,4/1,0Б

ПР 0,6/0,4-1,3/0,65/0,04

Номинальная мощность, кВт:

электрическая

1500

600

тепловая

6000

4000

Частота вращения ротора, об/мин:

турбины

6700

генератора

3000

1500

Параметры 3-фазного электрического тока:

напряжение, В

10500 (6300)***

400

частота, Гц

50

Номинальные параметры сухого свежего пара

(рабочий диапазон):

абсолютное давление, МПа

2,4 (2,2-2,4)

1,3 (1,2-1,4)

температура, °С

370 (350-380)

191 (t

s

**-250)

Номинальные параметры пара в отборе

(рабочий диапазон):

ОБЗОР СОВРЕМЕННЫХ ПТУ МАЛОЙ МОЩНОСТИ (ДО 1000КВТ)

ООО НТЦ «МТТ» МПГ-500

Санкт-Петербург Стр. 8 Всего 41

абсолютное давление, МПа

1,15 (1,05-1,25)

0,65

расход (рабочий диапазон), т/ч

11,0 (0-12)

5,0 (0-9,0)

Номинальное абсолютное давление

пара за турбиной, кПа

65

50

Номинальный расход пара, т/ч

21,2

12,0

Номинальные параметры сетевой воды, охлаждающей

Теплообменники (бойлер, а для ПР 0,6/0,4-1,3/0,65/0,04

и эжектор отсоса):

давление на входе, МПа (не более)

1,3

0,5

температура (рабочий диапазон), °С

на входе

60 (40-70)

50 (45-55)

на выходе

65 (45-75)

70 (65-75)

расход, м

3

/ч

1000

200

Ном. параметры охлаждающей воды на маслоохладитель,

а для П 1,5/10,5-2,4/1,0Б на эжектор и генератор:

температура на входе (рабочий диапазон), °С

25 (5-33)

30 (15-35)

расход, м

3

/ч

50

30

давление, МПа (не более)

0,3

0,4

Автономная масляная система:

емкость масляного бака, м

3

2,0

Монтажные характеристики:

масса турбогенератора, т

23,0

20,0

масса поставляемого оборудования, т

31,5

26,0

Габариты ТГ, м:

длина

6,3

4,94

ширина

2,5

высота

3,13

3,27

Тип генератора*

ТК-1,5

СГ2-600

* Изготовители генераторов: — АО “Привод”, г. Лысьва (тип ТК); — АО “СЭЗ”, г. Сафоново, Смоленской обл. (тип

СГ2)

** t

s

— температура насыщения для заданного давления ;

*** Напряжение оговаривается при заказе

ОБЗОР СОВРЕМЕННЫХ ПТУ МАЛОЙ МОЩНОСТИ (ДО 1000КВТ)

ООО НТЦ «МТТ» МПГ-500

Санкт-Петербург Стр. 9 Всего 41

Турбогенераторы блочные с конденсатором – бойлером

Применяются для выработки электрической энергии и подогрева сетевой

воды.

Рис. 1.5

Номинальная мощность, кВт:

электрическая 600

тепловая 2800, 5600

Частота вращения ротора:

турбины, об/мин 8000, 10500

генератора, об/мин 1500

Напряжение 3-фазного тока, В 400

Абс. давление свежего пара, МПа 0,8...3,0

Таблица 1.5

Турбогенераторы блочные с конденсатором – бойлером

Показатели

ТГ 0,6/0,4-К1,3

ТГ 0,6/0,4-К 2,8

Номинальная мощность, кВт:

электрическая

600

Тепловая

5600

2800

Частота вращения ротора, об/мин:

Турбины

8000

10500

Генератора

1500

Параметры 3-фазного электрического тока:

Напряжение, В

400

частота, Гц

50

Номинальные параметры свежего пара (рабочий

диапазон):

Абсолютное давление, МПа

1,3 (0,8-1,5)

2,8 (2,4-3,0)

температура, °С

191 (t

s

** - 310)

380 (350-380)

(пар сухой)

ОБЗОР СОВРЕМЕННЫХ ПТУ МАЛОЙ МОЩНОСТИ (ДО 1000КВТ)

ООО НТЦ «МТТ» МПГ-500

Санкт-Петербург Стр. 10 Всего 41

Номинальное абсолютное давление пара за турбиной,

кПа

60

Номинальный расход пара, т/ч

10

4,6

Номинальные параметры сетевой воды, охлаждающей

теплообменники (бойлер, эжектор отсоса и, для ТГ 0,6/0,4

- К 2,8, маслоохладитель):

давление на входе, МПа

1,6

температура (рабочий диапазон), °С

на входе

45 (40-50)

на выходе

80 (70-90)

80 (75-90)

расход, м

3

/ч

120

65

Номинальные параметры охлаждающей воды на

маслоохладитель (для ТГ 0,6/0,4 -К 1,3):

температура на входе (рабочий диапазон), °С

30(15-35)

—

расход, м

3

/ч

30

—

Автономная масляная система:

емкость масляного бака, м

3

0,76

Монтажные характеристики:

масса турбогенератора, т

15,0

масса поставляемого оборудования, т

17,0

Габариты ТГ, м:

Длина

4,8

Ширина

2,85

Высота

2,9

Тип генератора*

СГ2-600

* Изготовитель генераторов: — АО “СЭЗ”, г. Сафоново, Смоленской обл. (тип СГ2)

** t

s

— температура насыщения для заданного давления

Обзор современных паротурбинных установок малой мощности

Подождите немного. Документ загружается.