Реконструкция Омской ТЭЦ – 3

- недопустимое  повышение частоты вращения ротора;

- недопустимое  падение давления масла для  смазки подшипников;

- недопустимый  осевой сдвиг ротора;

- погасание  факела в камере сгорания;

- приближение  к границе помпажа компрессора;

- недопустимое  повышение виброскорости шеек  ротора и/или корпусов подшипников.

АСУ современной  энергетической ГТУ выполняется, как  правило, электрогидравлической, в  нее входит электрическая часть (ЭЧСР) на микропроцессорной базе и  гидравлическая часть (ГЧСР).

Как видно, функциональные задачи и структура АСУ ГТУ  во многом аналогичны задачам и структуре  АСУ паровых турбин.

Имеющиеся отличия  связаны с особенностями ГТУ  как объекта регулирования. Перечислим главные из этих особенностей.

1. По сравнению с паровыми турбинами в ГТУ для управления машиной требуются меньшие размеры стопорных и регулирующих клапанов, меньшие размеры и перестановочные усилия сервомоторов, и при этом проще обеспечивать большее их быстродействие.
2. Регулирование режима ГТУ производится воздействием на регулирующие топливные  клапаны, подающие топливо непосредственно в камеру сгорания, что обуславливает существенно меньшую, чем в котле ПТУ, инерционность процесса подвода теплоты к рабочему телу в камере сгорании ГТУ. В ГТУ имеется возможность быстрого изменения температуры газа перед турбиной. Это придает особую важность регулированию температуры газа перед турбиной и за ней.
3. ГТУ весьма чувствительна к изменению атмосферных условий, в особенности к изменению температуры воздуха на входе в компрессор.

Система регулирования  мощности должна обеспечивать требуемые  режимы работы ГТУ для любых реально  возможных параметров наружного  воздуха с достаточной надежностью.

4. Для ГТУ имеется опасность возникновения помпажа компрессора. Для надежной работы ГТУ необходимо, чтобы на всех возможных режимах помпаж компрессора был безусловно исключен с некоторым определенным запасом по отношению к границе помпажа.
5. Для пуска ГТУ необходима предварительная раскрутка ротора при помощи пускового устройства.

АСУ современных  ГТУ включают составляющие части, обеспечивающие функционирование установки с учетом названных ее особенностей.

 

3.3 Гидравлическая часть системы регулирования

 

Перемещение регулирующих клапанов турбины осуществляется по сумме воздействий, большинство  которых формируется в ЭЧСР. В  гидравлической части системы регулирования (ГЧСР), при номинальной частоте  вращения ротора турбины давление масла  в импульсной и сливной линиях одинаковое. При повышении частоты  вращения ротора турбины высокого давления увеличится частота вращения регулятора скорости.

Давление  масла в импульсной линии возрастет, что приведет к увеличению давления масла в трансформаторе давления, золотник которого поднимется в крайнее  верхнее положение. Окна в буксе  трансформатора давления будут закрыты, что не приведет к выравниванию давления между импульсной и сливной линией. Так как давление масла в импульсной линии возросло, в работу включится  отсечной золотник, который при увеличении давления поднимется в крайнее верхнее  положение, что приведет к закрытию сливных окон золотника, открытию сливного окна верхней камеры сервомотора  при одновременном открытии сливного окна в буксе отсечного золотника  и слива силового масла в нижнюю камеру сервомотора.

Цилиндрический  золотник (поршень) сервомотора начнет перемещаться в верхнее положение, что приведет к частичному закрытию регулирующих клапанов, т.е. уменьшению подачи газа в камеру сгорания.

 

3.4 Расчет сужающего устройства

Задано:

1) измеряемая среда: природный газ;

2) наибольший измеряемый  расход 

3) средний измеряемый  объемный расход 

4) температура газа перед  сужающим устройством 

5) внутренний диаметр  трубопровода перед сужающим  устройством при температуре  20ºС 

6) материал трубопровода  – сталь марки 20

 

Результаты  расчета сужающего устройства сведены в таблице 3.1

 

Таблица 3.1- Результаты расчета сужающего устройства

 

Определяемая величина	Формула, номера рисунков, приложений и таблиц.			Результат, числовой расчет
1	2			3
Выбор сужающего устройства и дифманометра
Тип сужающего устройства	Диафрагма камерная. Материал – сталь Х17.
Тип и разновидность дифманометра	Дифманометр мембранный ДМ.
Верхний предел измерения дифманометра, м3/ч	Qпред=Q0max			150
Определение недостающих для расчета данных
Абсолютное давление газа перед диафрагмой, кгс/см2		Р		0,3
Плотность при нормальных условиях, кг/м3		ном		1,24
Динамическая вязкость газа, кгс·сек/м2		μ		1,85 ·10-6
Коэффициент расширения газа				0,842
Определение номинального перепада давления дифманометра
Вспомогательная величина
Предельный номинальный перепад  давления, кгс/см2		РН	25
Приближенное значение модуля		m	0,28

 

 

Продолжение таблицы 3.1

Определение числа Рейнольдса
Число Рейнольдса
Минимальное допустимое число Рейнольдса	Remin	Remin=10000, т.к. Re>Remin расчет продолжаем.
Граничное значение числа Рейнольдса	Reгр	Reгр=16000, т.к. Re>Reгр, то нет надобности учитывать погрешность коэффициента расхода, расчет продолжаем.
Наибольший перепад давления в  диафрагме, кгс/см2	ΔP=ΔPн	25
Вспомогательная величина та
Вспомогательный коэффициент α	+0,0029·m1,25· ]	·[ 0,0312·0,281,05-0,184*0,284+ +0,0029·0,281,25 · * ]= =0,639
Модуль диафрагмы, т	m =
Поправочный множитель на тепловое расширение материала трубопровода	Kt"	1,0001
Диаметр отверстия диафрагмы при  t=20оС, мм	d20=

 

Окончание таблицы 3.1

 

Проверка расчета
Коэффициент расхода	α	0,639
Диаметр отверстия диафрагмы  при  температуре  t= 20ºC, мм		95,917
Расход, соответствующий  наибольшему перепаду давления, м3/ч

                            

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

 

 

4.1 Защита водоемов от сточных вод

 

Эксплуатация  тепловых электрических станций  связана с использованием большого количества воды. Основная часть воды (больше 90%) расходуется в системах охлаждения различных аппаратов: конденсаторов  турбин, масло- и воздухоохладителей, движущихся механизмов.

К сточным  водам относится любой поток  воды, выводимый из цикла электростанции. На любой ТЭС образуются сточные  воды, содержащие мазут, который попадает в них из главного корпуса, гаражей, открытых распредустройств, маслохозяйств.

Снижение  отрицательного влияния ТЭС на водоемы  осуществляется следующими основными  путями: очисткой сточных вод перед  их сбросом в водоемы, организацией необходимого контроля; уменьшением  количества сточных вод вплоть до создания бессточных электростанций; использованием сточных вод в  цикле ТЭС; усовершенствованием  технологии самой ТЭС.

Для прекращения  сброса стоков непосредственно в  открытый водоём и сокращения сбросов  предусматривается следующая очистка  стоков:

• шламовые стоки от осветлителей направляются на шламоуплотнительную установку, осветленные стоки повторно используются в производстве;
• стоки от обмывки котлов нейтрализуются, обезвреживаются и повторно используются в производстве;
• стоки от химических очисток котлов нейтрализуются, обезвреживаются и направляются в баки-усреднители с последующим сбросом на очистные сооружения Северо-Западного промузла;
• стоки от обессоливающей установки нейтрализуются в баках-нейтрализаторах, направляются в баки-усреднители с последующим сбросом на очистные сооружения биологической очистки;
• стоки, загрязнённые нефтепродуктами и мехпримесями, сбрасываются на очистные сооружения ОАО «Сибнефть – ОНПЗ»;
• отмывочные воды от взрыхления и регенераций всех фильтров конденсатоочистки, а также стоки от мазутного хозяйства сбрасываются в канализацию замазученных вод, откуда направляются на очистные сооружения ОНПЗ;
• для исключения сброса циркводы предусматривается использование её в качестве исходной на ХВО подпитки котлов;
• дождевые стоки и талые воды собираются в пруды-отстойники, осветлённые стоки используются для подпитки цирксистемы;
• неутилизированные засоленные стоки направляются в баки-усреднители с последующим сбросом на очистные сооружения биологической очистки Северо-Западного промузла;
• хозбытовые стоки с площадки ТЭЦ-3 также отводятся на очистные сооружения биологической очистки;
• стоки с обволовки резервуаров с мазутом дождевые стоки сбрасываются в пруды-отстойники сбора дождевых стоков с территории ТЭЦ-3.

 

4.2 Выбросы в окружающую среду

 

Процесс горения  топлива в КС энергетических ГТУ  сложнее, чем в топочных камерах  обычных энергетических установок.

При относительно невысоких температурах химическая реакция горения протекает достаточно медленно, а потребление кислорода  во много раз меньше возможности  его доставки к фронту пламени, который  отделяет топливовоздушную смесь  от продуктов сгорания.

Наиболее  опасными выбросами ТЭС являются оксиды азота. Содержание оксидов азота  определяет токсичность продуктов  сгорания природного газа на 90-95%. Кроме  того, оксиды азота под воздействием ультрафиолетового излучения активно  участвуют в фотохимических реакциях в атмосфере с образованием других вредных газов.

Источником  образования оксидов азота служит азот воздуха и топлива. В атмосферном  воздухе содержится 78,1% азота по объему.

Азот является составной частью рабочей массы  топлива. Содержание азота в топливе  невелико: до 1 – 1,5% в топочном мазуте и природном газе и лишь в отдельных  месторождениях природный газ содержит до 4% молекулярного азота.

В последнее  время серьезное внимание привлекла  проблема изучения канцерогенных веществ, образующихся при неполном сгорании топлива.

По своей  распространенности и интенсивности  воздействия из многих химических веществ  этого типа наибольшее значение имеют  полициклические ароматические  углеводороды (ПАУ) и наиболее активный из них – бенз(а)пирен. Максимальное количество бенз(а)пирена образуется при  температуре 700-800 ^оС в условиях нехватки воздуха для полного сгорания топлива.

4.2.1 Мероприятия, направленные на уменьшение выбросов NO_x

Существующие  технические решения не всегда позволяют  добиться удовлетворительных экологических  показателей работы КС энергетических ГТУ. В определенных режимах их переводят  в так называемый мокрый режим  работы, впрыскивая в поток газов  определенное количество воды (пара). Это  позволяет значительно сократить  количество NO_Х в газах.

Побочным  явлением такого решения являются:

-сокращение периодов между профилактическим техобслуживанием               и уменьшение срока службы;

- дополнительные  затраты на подготовку и впрыск  воды (пара);   

  - увеличение эмиссии СО.

Международный концерн “Асеа Броун Бовери” (АББ) достиг значительных успехов в  разработке современных сухих малотоксичных  КС оригинальной конструкции. Это так  называемые EV – горелки, (экологическая горелка).