Блочные паровые турбогенераторы (мини-ТЭЦ)
Блочные паровые турбогенераторы (мини-ТЭЦ)
В связи с постоянным ростом цен на электроэнергию многие предприятия, производящие и использующие водяной пар на технологические нужды и отопление, переходят на самостоятельное ее производство. Осуществляется это с помощью блочных паровых турбогенераторов с противодавленческой турбиной для комбинированной выработки тепловой и электрической энергии.
Основная масса производственных и производственно-отопительных котельных промышленных и муниципальных предприятий оборудована паровыми котлами насыщенного или слабоперегретого пара на давление 1,4 МПа производительностью 10—25 т/ч.
Использование турбогенератора на собственной котельной позволяет:
• значительно сократить количество закупаемой у предприятий РАО
«ЕЭС России» электроэнергии, вплоть до полного самообеспечения;
• уменьшить заявленную мощность;
• полнее компенсировать реактивную мощность своих электроустановок, используя синхронный генератор. Принципиальная схема турбогенераторной установки (ТГУ) в котельной показана на рис. 1.
В табл. 1—6.3 приведены характеристики ТГУ, выпускаемых ОАО «КТЗ» (Калужский турбинный завод).
Устанавливаемые на нулевой отметке здания котельной блочные турбогенераторы предназначены для выработки электроэнергии с дальнейшим использованием отработавшего в установке пара для технологических и отопительных нужд. Конструктивно установки выполнены в виде компактных блоков 100%-ной заводской готовности, состоящих из противодавленческой турбины, электрического генератора и редуктора, размещенных вместе со вспомогательным оборудованием на общей раме-маслобаке, и отдельно устанавливаемого оборудования.
Рис. 1. Схема турбогенераторной установки в котельной (мини-ТЭЦ)
Таблица 1. Технические характеристики турбогенераторов (основной ряд)
| Характеристики | ТГ 0,5А/0,4 Р13/3,7 | ТГ 0,6А/0,4 PI2/3,7 | ТГ 0,7А/0,4 P13/2 |
| Мощность, кВт | 500 | 600 | 750 |
| Частота вращения, мин–1: | |||
| ротора турбины | 8000 | 8000 | 8000 |
| ротора генератора | 1500 | 1500 | 1500 |
| Параметры трехфазного тока: | |||
| напряжение, В | 400 | 400 | 400 |
| частота, Гц | 50 | 50 | 50 |
| Давление сухого насыщенного пара перед турбиной, МПа | 1,3(1,0—1,4) | 1,2(1,0—1,4) | 1,3(1,0—1,4) |
| Температура свежего пара, °С | ts —250 | ts —250 | ts —250 |
| Абсолютное давление пара за турбиной, МПа | 0,37(0,3—0,5) | 0,37(0,3—0,5) | 0,2(0,15—0,3) |
| Расход пара, т/ч | 13,2 | 16,5 | 14,3 |
| Параметры охлаждающей воды: | |||
| температура, °С расход, м3/ч | 25(4—32) 10(10—15) | 25(4—32) 10(10—15) | 25(4—32) 10(10—15) |
| Масса турбогенератора, кг | 8900 | 10700 | 10700 |
| Масса поставляемого оборудования, кг | 10200 | 12000 | 12000 |
| Габариты турбогенератора, мм: | |||
| длина | 4140 | 4240 | 4170 |
| ширина | 1980 | 1980 | 1980 |
| высота | 2270 | 2360 | 2360 |
*ts — температура насыщения при заданном давлении.
В состав турбогенераторов входят циркуляционная система маслоснабжения, локальная гидродинамическая система автоматического регулирования и аварийной защиты турбины, система управления и защиты генератора. Датчики регуляторов допускают ручное управление и обеспечивают прием электрических управляющих сигналов при дистанционном или автоматическом управлении установкой.
Турбогенераторы комплектуются синхронными генераторами типа СГ2 Сафоновского электромашиностроительного завода с выведенной силовой нейтралью и воздушным охлаждением.
Турбогенераторные установки характеризуются:
• высокой надежностью (период непрерывной работы — не менее 5000 ч);
Таблица 2. Технические характеристики турбогенераторов с повышенным противодавлением
| Характеристики | ТГ 0,5А/0,4 Р11/6 | ТГ 0,6А/0,4 Р12/6 | ТГ 0,7А/0,4 P13/4 |
| Мощность, кВт | 500 | 600 | 750 |
| Частота вращения, мин–1: | |||
| ротора турбины | 8000 | 8000 | 8000 |
| ротора генератора | 1500 | 1500 | 1500 |
| Параметры трехфазного тока: | 400 | 400 | 400 |
| напряжение, В | 50 | 50 | 50 |
| частота, Гц | |||
| Давление сухого насыщенного пара перед турбиной, МПа | 1,1 (1—1,4) | 1,2 (1—1,4) | 1,3 (1—1,4) |
| Температура свежего пара, °С | ts 250 | ts 250 | ts 250 |
| Абсолютное давление пара за турбиной, МПа | 0,6(0,5—0,7) | 0,6(0,5—0,7) | 0,4(0,3—0,5) |
| Расход пара, т/ч | 27,5 | 28,4 | 21,1 |
| Параметры охлаждающей воды: | |||
| температура, °С расход, м3/ч | 25(4—32) 10(10—15) | 25(4—32) 10(10—15) | 25(4—32) 10(10—15) |
| Масса турбогенератора, кг | 8900 | 10700 | 10700 |
| Масса поставляемого оборудования, кг | 10200 | 12000 | 12000 |
| Габариты турбогенератора, мм: | |||
| длина | 4140 | 4240 | 4170 |
| ширина | 1980 | 1980 | 1980 |
| высота | 2270 | 2360 | 2360 |
ts — температура насыщения при заданном давлении.
Таблица 3. Технические характеристики турбогенераторов с встроенным сетевым подогревателем
| Характеристики | ТГ 0,5А/0,4 Р11/6 | ТГ 0,6А/0,4 Р12/6 |
| Мощность, кВт: | ||
| электрическая | 600 | 600 |
| тепловая | 5600 | 2800 |
| Частота вращения, мин–1: | ||
| ротора турбины | 8000 | 8000 |
| ротора генератора | 1500 | 1500 |
| Параметры трехфазного тока: | ||
| напряжение, В | 400 | 400 |
| частота, Гц | 50 | 50 |
| Давление сухого насыщенного пара перед турбиной, МПа | 1,3 (0,8—1,5) | 2,8 (2,4—3) |
| Температура свежего пара, °С | 191—310 | 380 (350—380) |
| Абсолютное давление пара за турбиной, кПа | 60 | 60 |
| Расход пара, т/ч | 10 | 4,6 |
| Параметры сетевой воды: | ||
| давление, МПа, не более | 1,6 | 1,6 |
| температура, °С: | ||
| на входе | 45 (40—50) | 45 (40—50) |
| на выходе | 80 (70—80) | 80 (75—90) |
| Расход, м3/ч | 120 | 65 |
| Параметры охлаждающей воды: | ||
| температура, °С расход, м3/ч | 30 (15—35) 30 | — — |
| Масса турбогенератора, т | 16 | 16 |
| Масса поставляемого оборудования, т | 18,2 | 18,2 |
| Габариты турбогенератора: | ||
| длина | 4600 | 4600 |
| ширина | 2850 | 2850 |
| высота | 2 910 | 2 910 |
• длительным сроком службы (25 лет) и ресурсом (100 000 ч);
• значительным межремонтным периодом (не менее 5 лет);
• минимальным объемом монтажных и пусконаладочных работ;
• малыми эксплуатационными затратами;
• простотой обслуживания и нетребовательностью к уровню подготовки обслуживающего персонала;
• умеренной ценой при коротком (1,5—2 года) сроке окупаемости;
• наличием системы послепродажного обслуживания.
Выпускаемые ЗАО «Завод-Киров-Энергомаш» турбогенераторные установки предназначены для выработки и подачи электроэнергии в жилые и промышленные объекты. Турбогенераторные установки могут устанавливаться в действующих и строящихся котельных, на линии дросселирования пара (параллельно дросселирующему устройству РОУ).
Основные параметры пара:
Давление перед турбиной, МПа.......................................................................................... 1—5
Температура перед турбиной, °С, не более . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ts—450
Давление за турбиной, МПа . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0,1—1,5
Расход через турбину, т/ч................................................................................................ 12—78
Электрическая мощность установки в зависимости от параметров пара составляет от 500 до 4000 кВт.
Массогабаритные характеристики ТГУ представлены в табл. 4, общий вид показан на рис. 2.
Рис. 2. Общий вид ТГУ
Рис. 3. Характеристики ТГУ при различных модификациях турбины:
N — электрическая мощность агрегата; p0 — давление пара перед турбиной; p2 — давление пара за турбиной; G — расход пара через турбину
Таблица 4. Массогабаритные характеристики ТГУ
| N, кВт | Размеры (ДxШxВ), мм | Масса, кг |
| 500 | 4000x2830x2400 | 12000 |
| 1000 | 4200x2830x2400 | 14000 |
| 2500 | 6080x2830x3260 | 22500 |
| 4000 | 6470x2830x3260 | 24000 |
На рис. 3 представлены основные характеристики модификаций ТГУ при насыщенном паре на входе в турбину в зависимости от отношения давления в турбине.