Парогазовая электростанция мощностью 16+5 МВт на базе ОЦР-технологии
Традиционные парогазовые электростанции, когда на выхлопе ГТУ установлен паровой утилизационный котёл, питающий паровую турбину, имеют следующие недостатки:
- в холодном климате есть опасность замерзания воды в трубках котла, что может привести к выходу его из строя,
- на продувку котла, и охлаждение паровой турбины постоянно расходуется значительное количество воды, что делает затруднительным строительство ПГУ в районе с дефицитом воды,
- паротурбинное оборудование достаточно сложное, в его составе много трубопроводов, насосов, система химводоподготовки, для чего требуется квалифицированный обслуживающий персонал,
Если в ПГУ применить оборудование, работающее не на паровом, а на органическом цикле (ОЦР),
то всех вышеперечисленных недостатков можно избежать. В ОЦР применяются незамерзающие рабочие вещества. Вода не используется.
Всё оборудование работает в автоматическом режиме. Для ОЦР-установки не требуется отдельный специальный обслуживающий персонал.
Обслуживание сможет обеспечить персонал газотурбинной установки.
Предлагаем ПГУ на базе российской газотурбинной установки ГТЭС-16ПА производства АО «ОДК-Авиадвигатель» и ОЦР-установки компании Turboden, Италия.
В традиционных ОЦР-системах используются горючие низкокипящие рабочие тела (НРТ) такие как пентан, циклопентан, которые нельзя применить в утилизационных котлах, если температура выхлопных газов 450…500 °С, так как температура самовоспламенения этих рабочих веществ ниже. Поэтому используют промежуточный контур с термическим маслом, что усложняет систему. Компания Turboden прорабатывала возможность применения различных негорючих рабочих тел, в том числе синтетического НРТ компании «3М» - Novec-649. Это НРТ на сегодня достаточно дорогостоящее и его применение хотя и существенно повысит безопасность системы, но приведёт к нежелательному удорожанию и без того недешёвой установки. В результате было выбрано негорючее вещество – модифицированный фреон. Оно полностью пожаро-взрыво-безопасное. Одно из применений таких веществ - в баллонах для вспенивания строительной изолирующей пены компании Honeywell. Другое применение – в ОЦР-установках, например в 120-кВт ОЦР установке Capstone WHG125, предлагаемой компанией как дополнение для утилизации тепла выхлопных газов за своими микротурбинными установками.
Предлагаемое компанией «Turboden» рабочее вещество имеет температуру термического разложения выше,
чем у циклопентана и пентана, что позволяет напрямую использовать его в качестве НРТ в котлах утилизаторах.
Такой подход позволил компании первой на рынке предложить заказчикам одноконтурные установки типа Direct Exchange (прямой обмен)
без промежуточного термомасляного контура, что в итоге упрощает и делает надёжнее ОЦР-электростанцию.
Кроме того применение негорючего вещества позволяет размещать оборудование утилизационного комплекса в непосредственной близости от газотурбинной установки.
Такую одноконтурную ОЦР-установку мы и предлагаем установить для получения электроэнергии от тепла выхлопных газов ГТЭС-16ПА. Схема ПГУ-ОЦР представлена на рисунке.
Основные части утилизационного комплекса: котел-утилизатор с циркулирующим внутри трубного пространства фреоном, турбина, генератор, воздушный конденсатор, рекуператор. Выхлопные газы от ГТУ направляются в утилизационный котел через систему шиберов с байпасной трубой. В котле происходит нагревание НРТ и его превращение в газ с высоким давлением и температурой, который далее поступает в турбину. Расширяющийся в турбине газ вращает ротор турбины и генератора, который в свою очередь вырабатывает электроэнергию. Отработавший после турбины газ поступает в рекуператор и далее в воздушный конденсатор. После конденсатора жидкое НРТ насосами направляется в рекуператор и затем опять в котел.
Предварительное компоновочное решение по ОЦР-установке (без утилизационного теплообменника) показано на рисунке ниже.
 |
Турбина с генератором и насосным оборудованием размещаются в боксе-укрытии, воздушный конденсатор и рекуператор устанавливаются на открытом воздухе. Габариты воздушного конденсатора и число секций показаны условно. Зависит от климата, требований по мощности конкретной инсталляции.
Как отмечалось ранее, ОЦР-комплекс можно разместить в непосредственной близости от ГТУ, так как в системе циркулирует негорючее пожаро-безопасное вещество. Генплан электростанции представлен на рисунке ниже.
 |
На рисунке ниже показан пример объёмно-компоновочного решения по организации работы двух ГТУ
на один котёл утилизатор. На ГТУ установлена вертикальная шахта газовыхлопа, в верхней части которой размещён дивертор с двумя рядами шиберов
с байпасной трубой с шумоглушителем. При нормальной работе комплекса выхлопные газы направляются от дивертора в боковой газоход и в котёл с верхним подводом газов.
Если котёл требуется отключить, сохраняя в работе ГТЭС, то дивертор переключает поток вверх в байпасную трубу.
Сопротивление всего тракта, включая шиберы, газоходы и утилизационный теплообменник подбирается с учётом максимально допустимого для данной ГТУ.
В таблице ниже представлены основные характеристики ОЦР-ПГУ на базе одной газотурбинной электростанции мощностью 16 МВт и ОЦР-установки.
 |
ОЦР-ПГУ может быть построена на базе нескольких газотурбинных установок. На выхлопе каждой из них устанавливается утилизационный теплообменник, которые объединяются в общий коллектор рабочего вещества. НРТ с нескольких УТО направляется в одну ОЦР-установку.
По запросу заказчика мы готовы подготовить предложение на создание ОЦР-ПГУ требуемой мощности.
,
e-mail: