Изменение концентрации вредных выбросов в выходных газах энергетической ГТУ при переключении двухтопливной системы КС типа DLE с одного вида топлива на другой

Типичные суточные характеристики выходных газов энергетической ГТУ с КС типа DLE (базовая нагрузка)

ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ СОВРЕМЕННОЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ГТУ

Энергетические ГТУ в основном применяются для привода электрогенератора заданных мощности и частоты вращения. Их эксплуатируют в пиковом, иолупиковом и базовом режимах работы автономно для выработки электроэнергии или в тепловой схеме установки, в которой происходит утилизация большей части теплоты ее выходных газов (парогазовые ТЭС, газотурбинные ТЭЦ и др.).

Газотурбинные установки должны быть рассчитаны для работы с использованием двух видов топлива: природного газа и жидкого топлива. В отдельных случаях рассматривают использование и других видов топлива: низкокалорийных газов газификации, попутного газа и т.п.

Увеличение электрической мощности ГТУ до 10 % номинальной возможно при повышении начальной температуры газов перед ГТ.

Основные требования к конструкции ГТУ состоят в следующем:

• 1) взрывопожаробезопасность при пусках, остановах и работе под нагрузкой. Недопустимы скопления и застой газообразного топлива и паров жидкого топлива как в проточной части ГТУ, так и в выходных газоходах, включая дымовую трубу;
• 2) предотвращение проникновения в окружающее ГТУ пространство продуктов сгорания, масла и др. Оградительные устройства должны защищать обслуживающий персонал от контакта с горячими (выше 45 °С) поверхностями;
• 3) энергетическая ГТУ должна иметь климатическое исполнение и категорию размещения в соответствии с нормативными требованиями. Ее оборудование должно выдерживать сейсмические воздействия интенсивностью не менее 7 баллов по шкале МБК-64. Для конкретной ТЭС могут быть внесены уточнения;

Л) компрессор ГТУ должен обеспечивать устойчивую работу, экономичное сжатие и подачу воздуха в КС на пусковых и рабочих режимах при различных нагрузках и температурах наружного воздуха. Запас устойчивости на рабочих режимах должен находиться в пределах 15— 20 %.

В конструкции компрессора должна быть предусмотрена его очистка моющей жидкостью для восстановления подачи, основных параметров и экономичности.

Эксплуатация ГТУ осуществляется с использованием комплексного воздухоочистительного устройства. Среднегодовая запыленность воздуха перед компрессором должна быть не более 0,3 мг/м³ при концентрации пыли (с размером частиц более 20 мкм) не выше 0,03 мг/м³;

5) газовая турбина ГТУ должна быть снабжена надежной системой охлаждения в соответствии с передовыми достижениями в этой области. Могут быть использованы различные методы защиты и охлаждения сопловых и рабочих лопаток с применением циклового воздуха, парового охлаждения и пр.

Лопатки первых ступеней газовой турбины должны иметь термостойкие и антикоррозионные покрытия, удлиняющие срок их эксплуатации.

На выходе из газовой турбины устанавливают диффузор, восстанавливающий не менее 80 % энергии выходных газов и повышающий давление газов в газоходах за ГТУ;

6) характеристики камеры-сгорания ГТУ должны соответствовать нормативным требованиям. В процессе эксплуатации КС обеспечивает полное устойчивое сжигание топлива (основного и резервного) на всех пусковых и рабочих режимах. Окружная неравномерность температурного поля в КС должна быть не более 10 % среднего значения балансовой температуры в каждой из пламенных труб, должны быть исключены вибрационное горение, срывы пламени при резких изменениях режима работы ГТУ.

Камеру сгорания оснащают эффективной системой зажигания топлива и контроля факела. На ее корпусе предусматривают смотровые лючки для визуального контроля;

7) энергетическая ГТУ должна иметь надежную систему разворота вала и пуска установки. Для этих целей в зависимости от единичной мощности ГТУ используют тиристорное пусковое устройство, электродвигатель, двигатель внутреннего сгорания, сжатый воздух, предусматривают возможность нормального и ускоренного пуска с автоматической синхронизацией электрогенератора с сетью.

Нормальное разгружение и останов ГТУ должны осуществляться автоматически воздействием на один управляющий орган по соответствующей программе.

Автоматический пуск ГТУ должен включать в себя этап продувки газовоздушного тракта в течение 5 мин с расходом воздуха не менее 20 % номинального.

После выбега ротора ГТУ при останове должны быть перекрыты входной и выходной тракты;

8) в системе топливоподачи ГТУ необходимо предусмотреть оборудование для подогрева жидкого и газообразного топлива. Система питания должна обеспечивать равномерное распределение топлива между горелками и пламенными трубами. Дренажные устройства системы топливоподачи должны исключить возможность попадания топлива на детали ГТУ, электрического генератора и возбудителя, а также в помещение, где расположена ГТУ.

Давление природного газа в системе топливоподачи (перед стопорным клапаном) следует поддерживать в установленных пределах, т.е. оно не должно превышать давление воздуха в КС более чем на 50 %.

Стопорные и регулирующие топливные клапаны ГТУ выполняют герметичными. Они «расхаживаются» на полный ход перед каждым пуском, а также ежедневно на часть хода при непрерывной работе. Не реже 1 раза в месяц проверяют герметичность топливных клапанов ГТУ;

9) систему маслоснабжения ГТУ проектируют для работы как на нефтяных, так и на синтетических турбинных маслах (марок ТП-22, ОМТИ и др.). В ней не должно быть утечек и выброса масла через уплотнения корпусов подшипников, безвозвратных потерь масла при его смене и регенерации, ремонте ГТУ и вентиляции масляного бака. Все эти потери не должны превышать 5 % количества масла в системе маслоснабжения в год.

В этой системе, как правило, устанавливают два маслонасоса на полную подачу с приводом от электродвигателей переменного тока (рабочий плюс резервный) и один резервный насос на полную подачу с приводом от электродвигателя постоянного тока.

На случай потери электрического питания собственных нужд в конструкции ГТУ предусматривают устройство питания маслом подшипников на выбеге ротора.

Энергетическую ГТУ оснащают системой гидроподъема ротора с необходимым оборудованием и комплектующими изделиями;

10) при маркировке энергетической ГТУ указывается ее номинальная мощность в базовом режиме по условиям 150. Это электрическая мощность брутто, измеренная на выводах электрогенератора.

Электрическая мощность ГТУ нетто определяется с учетом мощности, затрачиваемой на привод следующих вспомогательных механизмов:

дожимного газового компрессора с самостоятельным приводом;

топливного, масляного и водяного насосов, имеющих самостоятельные приводные механизмы (электродвигатели);

вентиляторов, в том числе вентиляторов градирен (если они имеются);

• 11) в процессе эксплуатации допускается снижение номинальной мощности ГТУ при номинальной начальной температуре газов на входе в газовую турбину в течение межремонтного периода не более чем на 4 %, а электрического КПД не более чем на 2 %;
• 12) допустимые значения общей вибрации на рабочих местах в помещениях, где работают энергетические ГТУ, должны соответствовать ГОСТ 25364—97;
• 13) создаваемый работающей ГТУ шум (звук) не должен превышать 80 дБ на расстоянии 1 м от установки. На электростанциях, расположенных рядом с населенными пунктами, уровень шума на расстоянии 100 м от всаса или выхлопа ГТУ не должен превышать 45 дБ.