Проектирование расширения турбинного цеха с установкой дополнительной турбины ТОО ТЭЦ-3 «Караганда-Энергоцентр»

1 Общие сведения о Карагандинской ТЭЦ-3

 

 

Карагандинская ТЭЦ-3 введена в эксплуатацию в 1977 году и предназначена для покрытия тепловых нагрузок в горячей воде промышленных предприятий и жилищно-коммунального  сектора города Караганды.  Установленная  электрическая мощность станции 440 МВт, тепловая мощность 1045 Гкал/ч.

Карагандинская ТЭЦ-3 расположена на расстоянии 2 км от границы  промрайона. Территория станции составляет 37 га. Площадка ТЭЦ-3 имеет форму правильного  прямоугольника с подъездными дорогами и площадками по всем цехам и объектам.

Отпуск энергии производится в виде электроэнергии и теплоты  с сетевой водой на отопление  и горячее водоснабжение г. Караганды.

 

 

1.1 Тепловая схема ТЭЦ

 

 

Тепловой процесс на станции осуществляется следующим  образом: энергетическое топливо (Экибастузский уголь или близкий по составу Куучекинский, Борлинский и др.)  поступает на ТЭЦ –3 в количестве около 2 млн.т. Уголь разгружается на одном из двух действующих вагоноопрокидывателей и по системе транспортеров поступает на склад топлива емкостью 216 тыс.т. Пройдя дробление  до 25 мм молотковыми дробилками МД, установленными  после ленточного конвейера ЛК 2 А, Б, попадает в бункера сырого угля котлов БСУ (по 4 бункера на котел, емкость одного бункера 180 т)

Из БСУ уголь по течке через питатель сырого угля ПСУ попадает в мельницу молотковую тангенциальную ММТ-2000/2500-730К, куда поступает также горячий воздух от второй ступени воздухоподогревателя ВЗП, через вентилятор горячего дутья ВГД.

От четырех пылесистем аэросмесь по 16 пылепроводам диаметром 377 мм поступает на 8 боковых, круглых, двухпоточных горелок котла, снабженных завихрителями по аэросмеси и вторичному воздуху, и сгорает в факеле.

Котельный агрегат типа БКЗ-420-140-5 - однобарабанный, вертикально-водотрубный, с естественной циркуляцией, крупноблочной конструкции, газоплотный. Имеет экранированную топку, барабан, пароперегреватель радиационно-конвективного типа.

Радиационную часть  образуют трубы потолка, закрывающие  верх топки и нисходящих газоходов. Полурадиационной частью пароперегревателя являются ширмы, расположенные на выходе из топки.

Конвективные поверхности  пароперегревателя расположены  в нисходящих газоходах справа и  слева топочной камеры.

Котлоагрегаты ст. №№ 1-4 оборудованы золоуловителями –  скрубберами с трубами Вентури  по 5 шт. на котел с проектной степенью очистки 99,6 %.

На котлоагрегатах ст. № 5, № 7 установлены батарейные эмульгаторы II поколения с проектной степенью очистки 99,6 %.

На котлоагрегате ст.№ 6 смонтированы кольцевые эмульгаторы, на базе корпусов увлажнителей с проектной  степенью очистки 99,6 %.

Золошлаковая пульпа от золоуловителей и золошнеков котлов по каналам, попадая в шандорные  камеры багерных насосов перекачивается по 3-м пульпопроводам на золоотвал  № 2

Острый пар от котлов по главным паропроводам поступает на турбины Т-110/120-130-3,  имеющие цилиндры высокого, среднего и низкого давления. Сетевые подогреватели  ПСГ-1 и ПСГ-2  работают от нижнего и верхнего регулируемых отборов. Система регенерации турбины состоит из основного эжектора, эжектора уплотнений, сальникового подогревателя, 4-х ПНД, деаэратора и 3-х ПВД.

Турбины работают в двух режимах: в  теплофикационном (с включенными  ПСГ) и конденсационном (выработка  электроэнергии).

В первом и втором режимах отработанный пар конденсируется циркуляционной водой, которая прокачивается циркуляционными насосами. Установлено по 2 насоса на каждую турбину  производительностью 12,5 тыс. м³/ч.

Вода охлаждается в 3-х градирнях. Вентиляторная, пятиблочная, двухсекционная градирня № 1 с площадью орошения 64 м² и гидравлической нагрузкой 1200-1600 м³/ч (данные для 1 секции) и степенью охлаждения -9⁰С. Башенная градирня № 2 с площадью орошения 2100 м² несет гидравлическую нагрузку 14700 м³/ч. Башенная градирня № 3 с площадью орошения 3200 м² несет гидравлическую нагрузку 22500 м³/ч, имеет степень орошения -8-12⁰С.

Турбина оборудована  генераторами типа ТВФ-120-2У3 мощностью 125 тыс.кВт, ток статора 6875А, напряжение 10,5 кВ.

Турбогенераторы ст. №№ 1, 2, 3 передают электрическую нагрузку на трансформаторы.

Т-1, Т-2, Т-3  мощностью 125000 кВА, напряжение 110/10,5 кВ, а также  на отпаечные трансформаторы собственных  нужд Т-11,Т-12,Т-13 – мощностью 25000 кВА, напряжением 10,5/6,3 кВ.

Турбогенератор ст. № 4 через автотрансформатор  АТ-2 связан с системами шин  СШ-110кВ и СШ -220 кВ и питает по низкой стороне 2 трансформатора собственных нужд  4ВТОI, 4ВТО2, мощность автотрансформатора 250000 кВА.

Автотрансформатор ст. № 1 АТ-1 мощностью 125000 кВА связывает  системы шин 110 и 220 кВ, по низкой стороне  питает трансформатор СН  5ВТО1.

Собственные нужды станции  резервируются двумя резервными трансформаторами по стороне 110 кВА  Т-10Р  и по стороне 220 кВ ОВТО2.

Мощность трансформаторов 32 000 кВА  и 40000 кВА соответственно.

Собственные нужды станции питаются от 2-х секций 6 кВ с двумя резервными токопроводами и 9 секций 0,4 кВ с двумя резервными токопроводами. Насосная осветленной воды золоотвала № 2 запитана от двух независимых ЛЭП-35 кВ, которые подают напряжение на два трансформатора  35/6 кВ.

Система теплофикации ТЭЦ, кроме указанных выше ПСГ турбин общей мощностью 175*4=700 Гкал/ч имеет в своем составе подогреватели сырой воды –7 шт с поверхностью нагрева 350 и 500 м². Пиковые бойлера –12 шт, в работе находится только 9 шт,  с поверхностью нагрева каждый по 500 м². В ПБ № 6 пучок непригоден после электроимпульсной очистки, в ПБ № 1 забит пучок, необходима замена, в ПБ № 12 нет пучка. Насосы подпитки теплосети 6 шт., производительностью 2500 м³/ч и напором 62 м.вод.ст., насосы сетевые I подъема –7 шт.производительностью 2500 м³/ч и напором 45/60- м.вод.ст.; насосы сетевые II подъема –7 шт., производительностью 2500 м³/ч., напором 180 м.вод.ст., вакуумные деаэраторы ДВ-800-11 шт., 2 аккумуляторных бака общей емкостью 6000 м³.

Теплоснабжение города осуществляется по двум подающим трубопроводам диаметром 1000 мм и 1200 мм и двум обратным трубопроводам.

Водоснабжение станции осуществляется питьевой водой по двум трубопроводам  диаметром  900 мм и 1000 мм.

Резервное топливо – мазут, которое  используется для растопки котлов и  подсветки при отключении  пылесистем. Запас мазута хранится в трех баках общей емкостью 2100 м³ .

Годовой расход мазута – 4165 т. или 5767 т.у.т, что составляет    0,48 % от общего количества условного  топлива.

В химическом цехе осуществляется подготовка химически обессоленной воды для восполнения потерь в основном цикле. Проектом предусмотрены три цепочки полного химического обессоливания, производительностью 110 т/ч (одна в работе, одна на регенерации, одна в ремонте или в резерве ) в составе цепочки  Н-катионитовые фильтры, анионитовые фильтры и декарбонизатор с баком и насосом.

Кроме того, цехом производится подача и дозировка гидразина в питательную  воду, гидразинная выварка котлов, подкисление циркводы, подача ИОМСа  в подпиточную воду теплосети. Осуществляется контроль за водным режимом по всей станции. Отслеживается пар, котловая вода, питательная вода, сетевая вода, цирквода, осветленная вода и т.д. Ведется контроль за содержанием кислорода  в воде по основному циклу и теплосети, производятся анализы топлива, анализы масла.

Для эксплуатации генераторов  с водородным охлаждением на станции  установлены 2 электролизера СЭУ-10, производительностью 10 м³/ч, эксплуатируется 5 ресиверов водорода и углекислоты.

В одном помещении  с мазутонасосной функционирует  маслонасосная, запасы турбинного и трансформаторного масла хранятся в 8 емкостях по 60 м³ каждая.

1.2 Электрическая схема ТЭЦ

 

 

В настоящее время  вся электрическая мощность ТЭЦ  выдается и распределяется на напряжение 110 и 220 кВ.

Генераторы ст. № 1, 2, 3 типа ТВФ-120-2, генератор ст. № 4 типа ТВФ-110-2Г.

Турбогенераторы № 1, 2, 3 оборудованы блочными трансформаторами типа ТДЦ-125000/121/10, а также отпаечными трансформаторами собственных нужд типа ТРДНС-25000/10.

Турбогенератор № 4 через  автотрансформатор типа ФТДЦТН-25000/220/110 связан с системой шин 110 кВ и 220 кВ, и питает по низкой стороне 2 трансформатора собственных нужд 4ВТО2 и 4ВТО1.

Автотрансформатор ст. № 1 типа АТДЦТН 125000/220/110-68 связывает системы  шин 110 и 220 кВ, по низкой стороне питает трансформатор собственных нужд 5ВТО1. Собственные нужды станции резервируются двумя резервными трансформаторами по стороне 110 кВ/ТРДН-32000/110/ и по стороне 220 кВ /ТРДНС-40000/220/.

Собственные нужды станции  питаются от 2-х секций 6 кВ с двумя  резервными токопроводами и 9-ти секций 0,4 кВ с двумя резервными токопроводами. На насосной осветленной воды золоотвала установлены 2 трансформатора собственных нужд 35/6 кВ ТМН-1600/35У1 и ТМН-1000/35.

Система распределительного устройства выполнена с двойной  рабочей и обходной системами шин.

 

 

1.3 Котельный цех

 

 

Котельный цех расположен в главном корпусе. В первой очереди  котельного цеха установлено 4 котлоагрегата  типа БКЗ-420-140-5, предназначенные для  сжигания Экибастузского угля.

К.а. № 1 БКЗ-420-140-5 изготовлен в 1976г., начало работы VI 1977г.

К.а. № 2 БКЗ-420-140-5 изготовлен в 1977г., начало работы XII 1977г.

К.а. № 3 БКЗ-420-140-5 изготовлен в 1978г., начало работы XII 1978г.

К.а. № 4 БКЗ-420-140-5 изготовлен в 1980г., начало работы XII 1980г.

Каждый котельный цех имеет свое мазутное кольцо с отводами к мазутным форсункам. Вспомогательное оборудование первой очереди составляют: 8 дымососов, 8 дутьевых вентиляторов, 16 вентиляторов горячего дутья, 16 молотковых мельниц.

По фронту котлов под отметкой +9,6м проходит прямая и обратная магистрали мазута котлоагрегатов. По ряду молотковых мельниц проходят маслопроводы, на отметке 0м заглублены маслостанции, обеспечивающие маслом подшипники молотковых мельниц.

К.а. № 5 БКЗ-420-140-5 изготовлен в 1986г., начало работы XII 1987г.

К.а. № 6 БКЗ-420-140-5 изготовлен в 1988г., начало работы XII 1989г.

К.а. № 7 БКЗ-420-140-5 изготовлен в 1989г., начало работы XII 1995г.

В отличие от предыдущих котлов в  качестве очистки дымовых газов  использованы батарейные эмульгаторы  на к.а. №  5, 7 и кольцевой эмульгатор на к.а. № 6.

 

 

1.4 Турбинный цех

 

 

Турбинный цех расположен в главном  корпусе. В первой очереди установлено 3 турбоагрегата типа Т-110/120-130-3

Т.а № 1 Т-110/120-130-3 изготовлен в 1976г. и введен в работу в VI 1977г.

Т.а № 2 Т-110/120-130-3 изготовлен в 1977г. и введен в работу в XII 1977г.

Т.а № 3 Т-110/120-130-3 изготовлен в 1978г. и введен в работу в XII 1978г.

Каждый из турбоагрегатов имеет масляную систему регулирования, маслобак емкостью 26 м³, систему насосов: пусковой, резервный и аварийный, маслонасосы смазки, резервный и аварийный маслонасосы уплотнений, при работе турбины маслоснабжение турбины обеспечивается главным образом масляным насосом, создающим давление 14 атм. В маслосистеме турбины имеется дифференциальный регулятор давления масла, гидравлический затвор, демпферный бак емкостью 1,3 м³. Все фланцевые соединения маслопроводов высокого давления обеспечены защитными кожухами; маслопроводы высокого давления, находящиеся вблизи горячих поверхностей, оборудованы защитными коробами, откуда масло сливается в бак грязного масла емкостью 10 м³, находящийся на отметке 2,2 м между ТГ-1 и ТГ-2. Резервные и аварийные маслонасосы снабжены поддонами. Охлаждение каждого из турбогенераторов  - водородное. Масло соприкасается с водородом в уплотнениях подшипников № 7 и № 8, гидравлическом затворе, дифференциальном регуляторе давления, демпферном баке. Выделившийся водород, насыщающий масло, удаляется из картеров подшипников № 7, 8 и из маслобака эксгаустерами в вестовую трубу. Кроме того, в турбинном цехе имеется бак запаса масла емкостью 2 м³, находящийся между ТГ-2 и ТГ-3 на отметке 12 м и маслосистемы питательных и сетевых насосов. Первые имеют по два, а вторые – по одному маслонасосу.

Во второй очереди  турбинного цеха установлен турбоагрегат № 4 Т-110/120-130-5, изготовленный в 1988г. и  введенный в работу в декабре 1990г.

 

 

1.5 Топливно-транспортный цех

 

 

Здания и сооружения ТТЦ представляют собой систему  надземных и подземных сооружений, галерей ленточных конвейеров с  узлами пересыпки, разгрузочными устройствами, дробильным корпусом. Кроме того цех  имеет бульдозерный бокс, локомотивное депо, смазочное хозяйство, склад ГСМ.

Все сооружения выполнены  из железобетонных конструкций и  блоков.

Уголь разгружается на одном  из двух вагоноопрокидывателей и  по системе транспортеров поступает  на склад топлива или, пройдя дробление  молотковыми дробилками, попадает в бункер сырого угля. Из БСУ уголь по течке через питатель сырого угля попадает в мельницу молотковую тангенсальную ММТ-2000/2500-730К.

Мазут хранится в трех баках емкостью 700 м³ каждый.

 

 

1.6 Химический цех