Эффективная электрогенерация на базе гту в промышленной энергетике
| Вид материала | Документы |
- Единая система оценки соответствия в области промышленной, экологической безопасности,, 154.89kb.
- Единая система оценки соответствия в области промышленной, экологической безопасности,, 192.33kb.
- Единая система оценки соответствия в области промышленной, экологической безопасности,, 161.21kb.
- Единая система оценки соответствия в области промышленной, экологической безопасности,, 134.1kb.
- Программа: 22. 09. 2009 г. Заезд участников конференции и регистрация в холле 1-го, 1500.95kb.
- П. А. Соловьева «утверждаю» Декан факультета А. А. Бирфельд (подпись) (фамилия, и о.), 170.13kb.
- Система отображения пвк анарэс-2000 и ее применение в асду и оик, 118.07kb.
- Новые технологии и научно-технические разработки в энергетике на пути к водородной, 225.04kb.
- В торгово-промышленной палате РФ состоялась Всероссийская конференция «Эффективная, 44.38kb.
- В москве началась международная конференция "Инновации и инвестиции как эффективная, 22.91kb.
Эффективная электрогенерация на базе ГТУ
в промышленной энергетике
Известно, что промышленность Украины потребляет 65-70 % производимой электроэнергии, при этом, энергоемкость в отечественной промышленности превышает аналогичный показатель ЕС и США в 4 а Японии в 6 раз. Изучение энергоемких технологий в машиностроении, нефтехимии и металлургии Украины и сравнение их уровня с уровнем в развитых странах убеждает, что, одной из главных причин такого положения является отсутствие или низкоэффективная электрогенерация в промышленности. Здесь особо следует отметить то, что именно в промышленности можно производить самую дешевую электроэнергию
- Прежде всего, слабо развита когенерация (электрогенерация совместно с производством тепла) в технологиях с большим потреблением тепла.
- Целесообразно, мощные электроприводы заменять когенерационными приводными установками.
- С недопустимо низкой эффективностью используются технологические газы в металлургии и нефтехимии, при этом, большие объемы, до 50% сжигаются в свечах.
Наиболее эффективными, по основным параметрам, для промышленной электрогенерации, являются газотурбинные и газопаротурбинные электрогенерирующие и приводные установки. ГП НПКГ «Зоря»-«Машпроект» производит и разрабатывает проекты новых установок для нужд отечественной промышленности.
Когенерационные газотурбинные и парогазовые установки
НПКГ предлагает отечественной промышленности когенерационные установки мощностью от 2,5 до сотен МВт, на базе газотурбинных двигателей (ГТД) мощностью от 2,5 до 110 МВт для работы на природном газе, в том числе, в объеме поставки для строительства «под ключ», а также строительство «под ключ». Примеры реализованных проектов в Украине:
- Первый, Одесский припортовой завод - 2 ГТД по 16 МВт для привода компрессоров аммиака с паровыми котлами утилизаторами;
- Рубежанский КТК – газопаротурбинная установка (ГПТУ) мощностью 21 МВт на базе ГТД мощностью 15МВт и противодавленческой паровой турбины (ПТ) 6МВт;
- Яблуневский ГПЗ - 2 когенерационные газотурбинные установки (КГТУ) с ГТД мощностью 6 МВ и водогрейными котлами.
- Горловский «Стирол» - КГТУ мощностью 25 МВт с паровым котлом.
По нашим оценкам в промышленности может быть создано до 2 ГВт когенерационных мощностей.
Газотурбинные и газо-паротурбинные установки для работы на низкокалорийных топливах в металлургии (доменные, коксовые и др. газы)
Это наиболее эффективное оборудование, которое позволяет полностью утилизировать металлургические газы с эффективностью 42-45% и более (с теплофикацией), что в 2,5-3 раза эффективнее существующих технологий. С учетом утилизации газа, сжигаемого в свечах на МК, таким образом можно генерировать в 4-5 раз больше энергии. Такое оборудование создается на базе ГТД нового поколения, разработанных и производимых ГП НПКГ «Зоря»-«Машпроект». Мировой и собственный опыт создания аналогичного оборудования позволяют быть уверенными в отсутствии технических рисков при реализации таких проектов, поскольку оно создается на базе серийного оборудования. Энергомашиностроительный комплекс Украины производит практически все необходимое оборудование для таких установок – турбогенераторы, паровые турбины, котлы утилизаторы, теристорные пусковые устройства и САУ (г. Харьков), ГТД и компрессор доменного газа на базе компрессоров серийных ГТД (г.Николаев). ГП НПКГ «Зоря»-«Машпроект» предлагает правительству Украины, Металлургам, проектным институтам инвесторам и производителям комплектующего оборудования объединить усилия для реализации высокоэффективных проектов КГТУ и ГПТУ работающих на доменном газе, таблица 1.
Таблица 1
-
Обозначение
установки
Параметры ГПТУ для работы на доменном газе
Технол.
схема
Мощн.МВт
КПД%
Топливо
Ккал./ нм3
Расх. газа нм3ч
ГПТУ 60
60
42
Дом+др.газы
1000
120 000
Схема 1
ГПТУ 125
125
43
Дом+др.газы
1000
215 000
Схема 2
ГПТУ 150
150
45
Дом+др.газы
1000
270 000
Схема3
Для работы на других металлургических газах, таких как коксовый, газы заводов ферросплавов с калорийностью от 2000 до 4000 ккал на нм3 ГП «Зоря»-«Машпроект» предлагает КГТУ и ГПТУ на базе ГТД мощностью от 2,5 до 110 МВт.
Окупаемость электрогенерирующих и приводных ГПТУ, работающих на газах металлургического производства составляет не более 2-3 лет.
Для максимального использования металлургических газов на выработку электроэнергии в ГПТУ с КПД 40-45% металлурги отказываются от морально и физически изношенных воздуходувок доменного дутья с низкоэффективным паротурбинным приводом, заменяя их современными осевыми, электро-приводными компрессорами. Освободившийся газ используют для выработки электроэнергии в ГПТУ.
Более эффективный способ организации доменного дутья может быть реализован путем применения осевого воздушного компрессора доменного дутья (КПД до90%) с газотурбинным приводом и утилизацией тепла отработанных газов ГТД в воздухонагревателях (кауперах) доменного дутья Схема 4. КИТ такой установки достигает 90%.
Значительный вклад в производство электроэнергии на металлургических комбинатах могут обеспечить создаваемые нашим предприятием детандеры доменного газа ДДГ (ГУБТы) мощностью 6-8 МВт работающие на перепаде доменного газа между колошником и коллектором.
Примеры проектов по применению ГПТУ на низкокалорийных газах предлагаемых ГП «Зоря»-«Машпроект»ГПТУ :
- ГПТУ мощностью 70 МВт для Никопольского завода ферросплавов, работающая на феррогазе с калорийностью 2000 –2500 ккал/нм3;
- КГТУ мощностью от 16 до 25 МВт работающие на коксовом газе для коксохимзаводов и МК.
В целом, в металлургии, с использование технологических газов можно создать до 3,5 ГВт генерирующих мощностьей
Газопаротурбинные установки, работающие на низкокалорийных топливах для нефтеперерабатывающей промышленности и энергетики
Применение газопаротурбинных установок работающих на низкокалорийных газах не ограничивается металлургией. Нефтеперерабатывающие заводы Украины начинают внедрять технологии глубокой переработки нефти, отходами которой является нефтяной кокс (вязкие отходы). Современной технологией утилизации таких отходов для выработки электроэнергии является их газификация в ГПТУ с внутрицикловой газификацией. Отходов только Одесского НПЗ после модернизации хватит для ГПТУ мощностью до 350 МВт.
При переходе всех НПЗ Украины на глубокую переработку нефти, можно прогнозировать создание до 1,5 ГВт электрогенерирующих мощностей работающих на отходах нефтепереработки.
Дальнейшая перспектива ГПТУ с внутрицикловой газофикцией распространяется на общую энергетику с использованием для газофикации углей. Эта технология развивается в США, ЕС и Японии как альтернатива пылеугольным паротурбинным установкам и уже превосходит их, прежде всего, по экологическим показателям.
Заключение
Освоение отечественным энергомашиностроением ГПТУ, работающих на низкокалорийных газах металлургического производства с дальнейшим внедрением внутрицикловой газофикации для утилизации отходов нефтепереработки, обеспечит дальнейшее развитие отечественного, стратегического для экономики страны, энергетического машиностроения.
Широкое внедрение когенерационных ГТУ и ГПТУ для низкокалорийных газов позволит создать до 7 ГВт генерирующих мощностей на технологических газах в промышленности и обеспечит снижение энергоемкости промышленности в 1,5-2 раза.
А. Шелестюк
ГПТУ 60 ДЛЯ РАБОТЫ НА НЗКОКАЛОРИЙНЫХ ГАЗАХ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА Рисунок 1
(
Потребление доменного газа 120 000 нм куб/ч при калорийности 1000 ккал/ нм куб )| ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ОБОРУДОВАНИЯ ПГУ 60 | |||||||
| ГПТЭ60 | ГТ двигатель | Электрогенератор | Котел-утилизатор | Паровая турбина | Компрессор | Система очистки ДГ | САУ |
| Мощность эл. МВт 55 | Мощность 55 МВт | мощность 60 МВт | Раход пара 120т/ч | Мощность 20 МВт | Каскадов - 2 | Запыленность 1мг/м3 | Микропроцессор |
| КПД 42% | Валов - 1 | Возбуд. безсчеточн | Р пара 4,5 МПа | Конденсационная | Тип осецентробеж | Фильтр 10мкр | Регуляторы цифр. |
| Напряж. 6,3/10,5 КВ | КПД - 36 % | Частота 50 Гц. | Температура 445 оС | Р пара 4,5 МПа | Промохлаждение | | Виброконтроль |
| Частота тока 50 гц | Частота вр. 50 гц | Напр. 6,3/10,5 КВ | Дожигающее у-во | Температура 445 оС | Привод - ПТУ | | Диагностика |
| Запуск генератором | К.С. трубч.-ольцевая | Охлажд. водяное. | Автономная работа | Раход пара 120т/ч | Потр. мощ. 20 МВт | | |
| | Запуск генераторный | | | | Р за компр. 23 кг/см2 | | |
| НПКГЗоря-Машпроект | НПКГ ЗМП | Харьков | Харьков | ОАО «Турбоатом» | НПКГ ЗМП | Харьков | |
ГПТУ 125 ДЛЯ РАБОТЫ НА ДОМЕННОМ ГАЗЕ С ДОБАВКАМИ ДРУГИХ ГАЗОВ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА Рисунок 2
| ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ОБОРУДОВАНИЯ ПГУ 125__ | ||||||
| ПГУ125 | ГТ двигатель | Электрогенератор | Котел-утилизатор | Паровая турбина | Компрессор | САУ |
| Мощность эл. 125 МВт | Мощность 125 МВт | ГТУ мощность 125МВт | Раход пара - 155 т/ч | Мощность 35 МВт | Двухкаскадный | Микропроцессорная |
| КПД 43% | Валов - 1 | Безщеточный | Высокое давл. 7.3 МПа | Рабочих давлениий - 2 | Тип осевой | Регуляторы цифровые |
| Частота вр. - 50 Гц | КПД - 36 % | Частота 50 Гц | расход пара 120 т/ч | Частота тока 50 гц. | Привод - ПГУ | Контроль вибрации |
| Каллор.ккал/нм3 1000 | Пуск генератором | Напряжение 6,3/10,5 КВ | Низк. давл. 0.7 МПа | Конденсационная | Мощ. - 35 МВт | Ограничительные защ. |
| Расх. 215000 нм3/ч | Проект «Машпроект» | Охл. Воздушное, замкн. | расход пара - 32т/ч | | Р за компр. 20 кг/см2 | Диагностика |
| | Изг. «Сатурн» РФ | Изг.ОАО Электросила» | | Изг. ОАО «Турбоатом» | «Зоря –Мащполекь» | На выбор заказчика |
ГПТУ 150 ДЛЯ РАБОТЫ НА ДОМЕННОМ ГАЗЕ С ДОБАВКОЙ ДРУГИХ ГАЗОВ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА Рисунок 3
| ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ОБОРУДОВАНИЯ ПГУ150 | ||||||
| ПГУ145 | ГТ двигатель | Электрогенератор | Котел-утилизатор | Паровая турбина | Компрессор | САУ |
| Мощность эл. 150 МВт | Мощность 150 МВт | ГТУ мощность 150 МВт | Раход пара - 190 т/ч | Мощность 45 МВт | Двухкаскадный | Микропроцессорная |
| Напряжение 10,5/6,3 КВ | Валов - 1 | Бесщеточный | Высокое давл. 7.3 МПа | Рабочих давлениий - 2 | Тип осевой | Регуляторы цифровые |
| Запуск от генератора | КПД - 36 % | Напряжение 6,3/10,5 КВ | расход пара 150 т/ч | Частота тока 50 гц. | Привод - ПТУ | Контроль вибрации |
| КПД 44% | К.С трубч. кольцевая | | Низк. давл. 0.7 МПа | Конденсационная | Мощ. - 40 МВт | Ограничительные защ. |
| Частота вр. - 50 Гц | Проект «Машпроект» | | расход пара - 40т/ч | | Р за компр. 20 кг/см2 | Диагностика |
| Каллор.ккал/нм3 1000 | Изг. «Сатурн» РФ | Изг.ОАО Электросила» | | Изг. ОАО «Турбоатом» | «Зоря –Мащполекь» | На выбор заказчика |
Рисунок 4
Доклад для конференции Дата создания