Отчет по проекту увеличения мощности ТГУ Сименс и перспективы её дальнейшей модернизации

1.

Отчет по проекту увеличения мощности ТГУ
Сименс и перспективы её дальнейшей
модернизации для достижения проектных
показателей

2.

2

3.

Текущая ситуация
Фактические параметры
Параметры по проектными данным ТГУ
№
п/п
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Показатели
Размерность
Значение
Давление пара на входе
Температура пара на входе
Давление пара на выходе
Температура пара на выходе
Расход пара
Мощность на клеммах
бар(а)
°С
бар(а)
°С
т/ч
кВт
12,5
250
4,00
151
156
7220
№
п/п
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Показатели
Размерность
Значение
Давление пара на входе
Температура пара на входе
Давление пара на выходе
Температура пара на выходе
Расход пара (макс. возможн)
Мощность на клеммах
бар(а)
°С
бар(а)
°С
т/ч
кВт
10,8
215
3,4
147
130
4200
Проблема:
1. Т пара на вход ТГУ ниже проектной;
2. Т вых с ТГУ менее 160грС, требуемых комбинату;
3. Для поднятия Т пара на комбинат, треть пара идет
помимо ТГУ через РОУ;
4. Р пара на вх ТГУ менее проектной;
5. Повышение Р пара на вход ТГУ «запирает» выход с
Р-32-130, снижая её Nэл;
6. Расход пара на ТГУ летом 40-80 т/ч – что по графику
дает не более 1,5 Мвт;
7. Расход пара на ТГУ зимой до 110 т/ч – что по
графику дает не более 4 МВт;
3

4.

Теоретически возможные пути повышения мощности ТГУ
(проработанные)
1.
2.
3.
4.
5.
Модернизация ТГУ под существующие параметры пара с выдачей 160грС на комбинат;
Повышение Т пара за ТГУ путем повышения давления за ТГУ;
Повышение параметров входного пара на ТГУ до проектных;
Перенос ТГУ на НиГРЭС (где параметры пара соответствуют проектным);
Увеличение расхода пара на ТГУ, путем организации дополнительного потребителя пара за ней
– установка за ТГУ конденсатной турбины на Р=3,5 кг/см2
4

5.

1. Модернизация ТГУ производителем под фактические параметры пара с выдачей 160 грС на
комбинат
Ответ Howden Turbo GmbH
При параметрах пара 12,3 бар а и температуре около 215 С на входе и на выхлопе 4,5 бар получается
следующее :
Теоретический перепад энтальпий около 210 кДж/кг. Что соответствует максимальной теоретической
мощности турбины при 130 т/ч – 7,5 МВт (при внутреннем КПД турбины 100%). При этом на выходе
температура будет около 145 С и будет влажный пар
Для обеспечения температуры на выходе 160 С при давление 4,5 бар а требуется энтальпия на выхлопе
около 2780 кДж/кг, а значит перепад станет около 70 кДж/кг, что соответствует примерно 33%
внутреннего КПД. Механическая мощность на валу при полном расходе пара будет около 2,5 МВт (минус
100-150 кВт потери в генераторе).
Существующая машина при заявленных в контракте параметрах пара имеет внутренний КПД около 72%
с учетом редуктора, при запрошенных параметрах он будет ниже, но не в 2 раза
Поэтому, провести такую реконструкцию с учетом величины внутреннего КПД турбин 33% невозможно, а
также не имеет смысла, так как не прибавит мощности паровой турбине.
Ожидаемый результат реконструкции:
Данная реконструкция не приведет к улучшению выработки электроэнергии по отношению к текущему
режиму работы с РОУ, а скорее всего еще ухудшит ее
Мне кажется, как обсуждали ранее, что все же более оптимальным был бы путь повышения
температуры на входе или давления на выходе.
Aliaksandr Biahliak / Александр Бегляк
Senior sales manager
Модернизация - нецелесообразна
Howden Turbo GmbH
d: +49 (0) 6233 85-2443
m: +49 (0) 160 9688 39 22
e: [email protected]
.
5

6.

2. Повышение Т пара за ТГУ путем повышения давления за ней;
(HOWDEN)
Расчетная Таблица HOWDEN по повышению Т за ТГУ, путем поднятия давления за ней:
Параметры на входе
Параметры на выходе
Режим
Электрическая
мощность,
примерно МВт
Температура,
°С
Давление,
бар а
Расход, т/ч
Температур
а, °С
Давление,
бар а
1
210
11,77
142
160
6
2,9
2
220
11,77
140,5
160
5,45
3,6
3
230
11,77
139
160
4,95
4,3
4
240
11,77
138
160
4,5
5
5
250
11,77
136,5
160
4
5,7
В июне 2020г проводили натурные эксперимент, прижимая задвижку Ду700 за ТГУ, поднимая перед ней давление.
Результат: повышение давления происходит при почти закрытой задвижке, что создает риск её закрытия и
аварийного отключения ТГУ.
Вариант с установкой байпаса на задвижку Ду700 с регулировкой давления через него, так же не подойдет, так как
не будет обеспечивать регулировку во всем диапазоне нагрузок – снижение надежности.
Максимальная Nэл ТГУ (вариант №2) составит всего 3,6 МВт, - т.е. не дает повышения мощности от
существующей
Вывод: Вариант не целесообразен к реализации
6

7.

3. Повышение входных параметров пара до проектных (повышение параметров с НиГРЭС)
Нормативный отпуск с НиГРЭС пром.пара:
Р=12,5-13 ата
Т=250 грС
Повышение Р не целесообразно, так как «зажимает» выхлоп Р-32-130 – снижая ей мощность.
По повышению Т отпускаемой с НиГРЭС 21.05.2020 был проведен эксперимент:
Время
10:00
13:00
14:00
14:30
15:00
Т вых с
Т вх
НиГРЭС/ТГ ТГУ/Твх
-2
ППС
Т вых за
ТГУ
253/264
270/278
268/278
268/277
270/279
149,9
155,3
159.3
160,8
157,8
216/218
225/228
226,3/229
226,2/228
223,9/226
Расход ТГУ Расход
нитка 4
(НиГРЭС/П
ПС)
94.6
136/130
108.1
139/135
107,6
140/137,3
96,1
136/129
77,5
114/110
Вывод: подъем Т пара с НИГРЭС дает
возможность:
1. увеличить Твых за ТГУ до 160грС;
2. Снизить расход на РОУ13/3,5, загрузив
ТГУ;
3. Увеличить Nэл ТГУ – ориентировочно
на 0,5-1 Мвт/ч
Реализуемость:
Т вых с Р-32-130 – 290 грС – т.е. – пар есть
Но, паропроводы ЭК НиГРЭС аттестованы на 250грС – 290грС - нельзя
Необходима их переаттестация экспертной орг-ей на 290грС
Данная работа ведется с января 2020г – еще не закончена…
7

8.

3. Повышение входных параметров пара до проектных (снижение потерь на транспорте)
Пар с НиГРЭС
Пар от НиГРЭС на
комбинат идет по
ниткам, длиной
4,7 км:
Ду700 (180 т/ч)
и
Ду800 (250 т/ч)
Режим
Зимний максимум
факт
Зимний минимум
факт
Летний максимум
факт
Летний минимум
факт
Пар на ППС
t°
G,
т/ч
P,
бар
Q,
Гкал/
ч
250
165
12,5
259,8
99
254
253,9
t,
°С
Потери Потери Нормативные
на
на
потери на
трубе, трубе,
трубе,
МВт
Гкал/ч
Гкал/ч*
G,
т/ч
P,
бар
Q,
Гкал/ч
115,4 221,0
165,0
10,90
113,0
2,727
2,34
1,233
12,8
69,2
214,0
99,0
12,10
66,9
2,752
2,37
1,240
187
13,29
130,8 228,0
187,0
11,32
128,6
2,575
2,21
1,141
67
12,87
46,9
67,0
12,62
44,8
2,371
2,04
1,067
200,0
1. Потери при транспорте превышают нормативные в два раза.
Вывод: Есть резерв по повышению параметров за счет
ремонта теплоизоляции ниток
Дополнительные возможности:
1. Снижение температуры сильно зависит от расхода (скорости пара в
трубе) – в два раза. От 50грС до 25 грС
2. Переход с Ду800 на Ду700 снижает потери тепла, но - увеличивает
потери по давлению.
Вывод: Своевременный переход по ниткам (в зависимости
от расхода пара) – снижает потери тепла
8

9.

Вариант 4: Установка турбин за ТГУ на 3,5 кгс/см2
Рассмотрен вариант установки за ТГУ турбин на её сбросной пар (3,5кгс/см2, 150 грС, 140 т/ч):
Получены ТКП на основное оборудование:
Турбина КТЗ ТГ8 – 8 МВТ : (4,4 кгс/см2, 150 грС, 75 т/ч, расход охл.воды 2000т/ч)– 223 млн.р
Турбина Сименс 4,5 МВт: (4,3 bar, 150 грС, 45 т/ч ) 1,68 млнЕ
– 131 млн.р
Башенная градирня, с СМР: расход 4600м3/ч
150 млн.р
Общий состав:
Две ТГ-8 КТЗ – оборудование – 446 млн.р
СМР ТГ-8 2 шт
- 300 млн.р
Башенная градирня
150 млн.р
ИТОГО:
900 млн.р
Выдаваемая доп.мощность 16+4=20 МВт
Вариант имеет худшие показатели
по сравнению с установкой ТГ К-24
на 13 кгс/см2 на НиГРЭС
При аналогичной стоимости,
На К-24 получаем 24 МВт
На 2х ТГ-8 +ТГУ получаем 19 Мвт с
потерями на транспорт пара на
комбинат
Вывод: Вариант не целесообразен к реализации
9

10.

4. Перенос ТГУ на НиГРЭС (где параметры пара соответствуют проектным)
Перенос ТГУ на НиГРЭС – технически возможен:
Стоимость – порядка 100 млн.р
Срок выполнения – не менее года
Плюсы:
1. Выработка на ТГУ станет 7 МВт/ч
круглогодично
Минусы:
1. Пар с ТГУ 3,5 ата с Т=160грС на НиГРЭС не востребован – придется его
сбрасывать, т.е стоимость данной ЭЭ будет 5 руб/кВт;
2. Если установить турбины за ТГУ (для сработки этого пара) на НиГРЭС их
стоимость 700 млн.р, уд кап.вложения: 800/(7+8)= 53,3 млн.р/Мвт – не
эффективно
3. Теряем бесплатные 1,5 МВт (лето), 4 Мвт (зима) – для получения которых и
строилась ТГУ
Вывод: Вариант не целесообразен к реализации
1
0

11.

Эксперимент 22.06.2020 – выработка ЭЭ на сбросом пара
С учетом требования комбината о необходимости увеличения потребления в часы КОМ на 5 МВт, был
проведен эксперимент по организации максимального сброса на шумоглушитель, с выработкой доп. энергии
в часы КОМ на сбросном паре по себестоимости 3,75 руб/кВт
Откр. ШГ
%
14
24
35
37
45
47
51
56
58
Расход на
ТГУ т/ч
103
116
122
125
131
118
124
122
124
Т на вх. в
ТГУ, грС
221
219
221
222
222
222
223
223
223
Расход по
нитке т/ч
122
132
145
161
172
181
184
196
197
Т
с НиГРЭС
258
258
258
258
258
258
258
258
258
Nэл ТГУ МВт
3,22
3,7
4,18
4,28
4,20
4,18
4,15
4,21
4,15
Вывод:
1. ТГУ не берет более 130 т/ч, вне зависимости от % открытия сброса на
шумоглушитель;
2. Максимальная мощность ТГУ – 4,2 МВт;
3. Направлены запросы в HOWDEN и «Энергетические решения» по
причинам «не выхода» на проектный расход 156 т/ч
11

12.

Выводы
Работа на редуцированном паре 11.8/3,5 бар (0,00 руб/кВт):
1. Энергии редуцируемого пара на комбинате не хватает для получения 7 МВт, в принципе;
2. На редуцируемом паре (бесплатно) имеем выработку летом 1-1,5 МВт/ч, зимой 3-4 Мвт/ч;
3. Модернизация ТГУ, под выдачу с неё пара 160грС, требуемого производству – бессмысленна, т.к. это
ухудшит КПД турбины и снизит выработку ЭЭ;
Работа со сбросом пара 3,5 бар (3,75 руб/кВт):
1. Выработка пара со сбросом пара возможна как на комбинате, так и на НиГРЭС (смысла в перемещении
ТГУ на НиГРЭС нет);
2. Установка за ТГУ приключенной турбины на пар 3,5 бар на комбинате имеет большую уд.стоимость,
чем установка приключенной турбины на НиГРЭС – не требуется;
3. Данный режим целесообразен в часы КОМ, как пиковая мощность;
Задачи по совершенствованию работы ТГУ:
1. Поднять температуру на выходе с НиГРЭС – переаттестовать паропроводы 13 бар НиГРЭС на 290грС,
2. Провести ремонт теплоизоляции ниток 3,4 – снизить потери на транспорте пара НиГРЭС-комбинат;
-тем самым увеличив параметры пара, расход пара на ТГУ и выработку ТГУ;
1. Совместно с HOWDEN и «Энергетическими решениями» поднять максимальный фактический расход
на ТГУ до проектных 156 т/ч;
1. ТГУ – должна вырабатывать максимум «бесплатной» ЭЭ при редуцировании пара 11,8/3,5 бар на комбинате;
2. ТТГУ – должна использоваться как «пиковая» мощность при не хватке ЭЭ в часы КОМ;
12