ПЕРМСКИЕ ГАЗОВЫЕ ТУРБИНЫТРАНСПОРТ ГАЗА И ЭНЕРГЕТИКА
16
НОВЫЕ ПРОЕКТЫ
17
ПРЕСС-СЛУЖБАОАО «АВИАДВИГАТЕЛЬ»
Генеральный директор ОАО «Башкирэнерго» А. Ю. Доронин и
генераль-ный конструктор ОАО «Авиадвигатель» А. А. Иноземцев
Расширение Зауральской ТЭЦ (ОАО «Башкирэнерго») с применением
газотурбинной установки ГТЭС-16ПА электрической мощностью 16 МВт
позволяет увеличить отпуск электрической и тепловой энергии, а
также значительно повысить надежность энергоснабжения
потребителей.
`Даниил СУЛИМОВ `Игорь АФАНАСЬЕВ
ауральская ТЭЦ располо-жена в восточной части г. Си-бай
(Республика Башкорто-
стан), в промышленно-коммуналь-ной зоне. Строительство
электро-станции началось в декабре 2002 года, запуск в эксплуатацию
состо-ялся в марте 2004-го.
ТЭЦ строилась с целью соз-дания мощного генерирующего источника
энергии и использо-вания его, в частности, для по-крытия дефицита
электрической мощности в Сибайском узле. До этого электроснабжение
осу-ществлялось из Челябинской и Оренбургской областей.
На Зауральской ТЭЦ было установлено десять газопоршне-вых
энергоблоков MS 620 GS-N.LC известной австрийской фирмы Jenbacher.
Энергоблоки имеют единичную мощность 3,041 МВт и работают в базовом
режиме на природном сетевом газе.
В 2008 году ОАО «Башкир-энерго» приняло решение о расширении
ТЭЦ. В планах ге-нерирующей компании строи-тельство котельного цеха
в со-ставе двух котлов Е-50-1,4-250 ГМ и создание ГТУ-ТЭЦ на базе
газотурбинной электростанции ГТЭС-16ПА с водогрейным
кот-лом-утилизатором мощностью 23-26 МВт.
Реализация данного про-екта позволяет увеличить уста-новленную
электрическую мощность станции с 25 МВт до 41 МВт. Таким образом,
газотур-бинная электростанция сможет частично покрыть отопитель-ные
нагрузки г. Сибая и полно-стью обеспечить горячее водо-снабжение
города в летний пе-риод.
Генеральным проектировщи-ком электростанции выступило ООО
«Инженерный центр энер-гетики Башкортостана».
ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУКЦИИИ ХАРАКТЕРИСТИКИ ГТЭС
Газотурбинная электростан-ция ГТЭС-16ПА единичной мощ-ностью 16
МВт – одна из пер-спективных разработок «Авиа-двигателя».
Электростанция предназначена для комбиниро-ванной выработки
электрической и тепловой энергии при темпера-турах окружающего
воздуха от -60 °С до + 45 °С. В качестве основ-ного топлива
используется при-родный газ. В основе конструкции станции применена
газотурбин-ная установка ГТЭ-16ПА с двига-телем ПС-90ЭУ-16А.
ПС-90ЭУ-16А – газотурбинный одновальный двигатель со сво-бодной
силовой турбиной и элек-трической системой запуска, раз-работан на
базе газогенератора современного высокоэффектив-ного авиадвигателя
ПС-90А2.
Главным его отличием от ранее созданных пермским КБ промышленных
двигателей яв-ляется применение четырехсту-пенчатой свободной
силовой турбины с номинальной частотой вращения 3000 об./мин.
При использовании такой конструкции привод турбогене-ратора
осуществляется непо-средственно, без использования редуктора. В
результате снижа-ются затраты на эксплуатацию ГТЭС и в целом
повышается ее надежность.
В конструкции электростан-ции ГТЭС-16ПА применен турбо-
генератор Т-16-2РУХЛЗ производ-ства ООО «Электротяжмаш –
При-вод» (г. Лысьва). Он предназначен для выработки переменного
элек-трического тока частотой 50 Гц и напряжением 6300 В.
Т-16-2РУХЛЗ – синхронный двухполюсный генератор, с бес-щеточной
системой возбужде-ния, с воздушным охлаждением и системой
подогрева. Привод турбогенератора осуществля-ется непосредственно
от сило-вой турбины двигателя через трансмиссию и фрикционную
муфту, которая предохраняет свободную турбину от перегру-зок,
возникающих на валу гене-ратора от резкого повышения на-грузки в
сети потребителя.
Для охлаждения турбогене-ратора используется собствен-
ная система вентиляции с двумя вентиляторами на валу ротора и
блоком воздухоочистки и ре-циркуляции. Атмосферный воз-дух для
охлаждения генератора проходит через шумоглушитель блока вентиляции
и через воз-духовод поступает в генератор. После охлаждения
генератора воздух через второй воздуховод и шумоглушитель выводится
в атмосферу.
В системе смазки двигателя в качестве основного использу-ется
масло «Петрим», дублирую-щего – МС-8П. В системе смазки генератора
основным является масло марки Тп-22, дублирую-щим – Тп-22С.
Конструктивно ГТЭС-16ПА выполнена по модульной схеме. Это
значит, что все оборудова-ние и системы станции разме-щаются по
функциональному назначению в отдельных блоках контейнерного типа и
имеют пол-ную заводскую готовность. Такой подход в конструировании
ГТЭС сокращает время и затраты на транспортировку, сборку и мон-таж
электростанции.
ПЕРМСКИЕ ГАЗОВЫЕ ТУРБИНЫТРАНСПОРТ ГАЗА И ЭНЕРГЕТИКА
18 19
ПРЕСС-СЛУЖБАОАО «АВИАДВИГАТЕЛЬ»
НОВЫЕ ПРОЕКТЫ
Газотурбинная установка ГТЭ-16ПАна выставке «Двигатели-2010»
Значение
16 300
23,266 300
5035,536,685
56,3481
25 000100 000
ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИГТЭС-16ПА (в
условиях ISO, топливо – природный газ)
СХЕМА КОНСТРУКТИВНОГО ИСПОЛНЕНИЯэлектростанции ГТЭС-16ПА
2
5
41
6
7
89
3
1011
1213
14
Параметр
Номинальная электрическая мощностьна клеммах генератора,
кВтРасполагаемая тепловая мощность на выхлопе при снижении
температуры газов до 110 ОС после котла-утилизатораНоминальное
напряжение, ВНоминальная частота тока, ГцКПД на клеммах генератора,
не менее, %КПД по мощности на валу силовой турбины, не менее,
%Коэффициент использования топлива, %Расход газа за силовой
турбиной, кг/сТемпература газа за свободной турбиной, не более,
ОСРесурс, час.
до капитального ремонтаназначенный
Цифрами на схеме указано:1. Блок электротехнический. 2. Крышка
блока редуктора и генератора. 3. Редуктор. 4. Блок маслообеспечения
двигателя. 5. Шумоглушитель. 6. Козырьки шумоглуши-теля. 7. Блок
двигателя. 8. Блок управления. 9. Блок выходного устройства. 10.
Блок маслообеспечения генератора. 11. Панель блока генератора
правая. 12. Турбогенера-тор. 13. Стенка задняя. 14. Панель блока
генератора левая.
В состав газотурбинной элек-тростанции ГТЭС-16ПА входят
следующие основные блоки:
• блок двигателя;• блок выходного устройства;• блок генератора;•
блок вентиляции генератора;• блок маслообеспечения дви-
гателя;• блок управления;• блок маслообеспечения ге-
нератора;• блок электротехнический;• блок вентиляции двигателя;•
блок воздухоочистки;• шумоглушитель.
В процессе работы станции атмосферный воздух поступает через
шумоглушитель в блок воздухоочистки воздухоочисти-тельного
устройства (ВОУ). Для очистки воздуха в блоке установ-лена
комбинированная система фильтрации кассетного типа фирмы EMW
Filtertechnik.
Для обогрева шумоглуши-теля и блока воздухоочистки в холодное
время года, с целью исключения обледенения, в шу-моглушитель
подается отбирае-мый от двигателя горячий воздух. Из ВОУ очищенный
воздух по-ступает через входную камеру в двигатель. Полученные в
резуль-тате работы двигателя продукты сгорания проходят через
котел-утилизатор, обеспечивая выра-ботку тепловой энергии.
Блоки в составе ГТЭС-16ПА располагаются следую-щим образом. К
задней стенке блока двигателя примыкает блок выходного устройства,
за ним – блок генератора, на крыше которого расположен блок
вентиляции генератора. С правой стороны блока дви-гателя со стороны
воздухоза-борного устройства находится блок маслообеспечения
дви-гателя, слева – блок управ-ления. Блок воздухоочистки с
шумоглушителем устанав-ливается на блоки двигателя, управления и
маслообеспече-ния двигателя.
Справа от блока генера-тора со стороны воздухоза-борного
устройства располо-жен блок электротехнический,
слева – блок маслообеспече-ния генератора, на крыше ко-торого
установлен агрегат воз-душного охлаждения масла (АВОМ).
На крыше блока двигателя, кроме ВОУ, размещаются АВОМ системы
маслообеспечения дви-гателя, воздухо-воздушный те-плообменник и
блок вентиляции двигателя.
Для удобства и безопас-ности обслуживающего персо-нала на блоках
электростанции ГТЭС-16ПА смонтированы лест-ницы, ограждения и
площадки обслуживания. Для обеспечения работы двигателя и
генератора станция оборудована следую-щими системами:
• автоматического управле-ния;
• вентиляции блока двигателя;• маслообеспечения двигателя;•
промывки газовоздушного
тракта двигателя;• наддува трансмиссии;• смазки генератора;•
вентиляции блока генера-
тора;• электропитания электро-
станции;• системами контроля ви-
брации двигателя и гене-ратора и контроля загазо-ванности;
• системами обогрева блоков ГТЭС и освещения;
• автоматической системой по-жаротушения.
Для уменьшения капиталь-ных затрат на строительство ГТЭС-16ПА
спроектирована, исходя из условия уличного размещения. Монтаж
блоков станции выполнен на открытой площадке на подготовленный
фундамент.
Создание электростанции производилось на основе коопе-рации.
Помимо пермского кон-структорского бюро ОАО «Авиа-двигатель» –
разработчика ГТЭС-16ПА – в изготовлении ГТЭС участвовали его
основные партнеры:• газотурбинная установка
ГТЭ-16ПА – ОАО «Пермский моторный завод;
• генератор – ООО «Объеди-ненный торговый дом
«При-вод-АЗТПА»;
• контейнеры блоков – ОАО «Уралтехномонтаж»;
• сборка оборудования в бло-ках – ОАО «Протон-ПМ»;
• система автоматического управления (САУ) ГТЭС выполнена ПО НПФ
«Газ-Система-Сервис».
ОСНОВНОЕОБОРУДОВАНИЕВ СОСТАВЕ ГТУ-ТЭЦ
В состав основного обору-дования, кроме ГТЭС-16ПА, в ГТУ-ТЭЦ
входят дожимная ком-прессорная установка и водо-грейный
котел-утилизатор. Вы-бор производителей КУВ и до-жимной
компрессорной станции осуществлялся Башкирской ге-нерирующей
компанией.
В соответствии с этим в про-екте используется котел-утилиза-тор
водогрейного типа КУВ-24-114 производства ЗАО «Энергомаш» (г.
Белгород). Выработка тепловой энергии будет осуществляться путем
утилизации тепла выхлоп-ных газов. Котел выполнен с
бай-пасированием выхлопных газов.
Это позволяет выводить его из эксплуатации без остановки
газо-турбинного двигателя.
Компрессорную газовую установку топливного газа TGSI-S-130/800
WA поставила фирма «Энергаз» – официаль-ный представитель компании
Enerproject (Швейцария) в России.
ОСНОВНЫЕ ПРЕИМУЩЕСТВАГТУ-ТЭЦ НА БАЗЕ ГТЭС-16ПА
К основным преимуществам ГТУ-ТЭЦ на базе ГТЭС-16ПА от-носятся:•
эффективное использова-
ние тепла топлива на выра-ботку электрической и тепло-вой
энергии (коэффициент использования топлива – не менее 85 %);
• высокий КПД электростан-ции в простом цикле – 35,5 %;
• низкая себестоимость элек-трической и тепловой энер-гии, а
следовательно, и не-большой срок окупаемости проекта.Таким образом,
основные
показатели эффективности ГТЭС-16ПА не уступают ана-логичным
параметрам веду-щих мировых производителей ГТЭС.
тратегия распределенного производства энергии реа-лизуется в
Башкирии более
10 лет. Применение оборудо-вания ОАО «Авиадвигатель» в
республике началось в 2000 году, когда была введена в экс-плуатацию
ГТЭС-4 мощностью 4 МВт в с. Большеустьикинское. В 2002 году начала
работу ГТЭС-8 на базе двух электро-станций «Урал-4000» в г.
Аги-дель, в 2009-м в Уфе запущена ГТЭС-25П. Новая электростан-ция в
Сибае – логичное про-должение стратегии башкир-ских
энергетиков.