Электростанции комбинированного цикла: Электростанция с комбинированным циклом | Kawasaki Heavy Industries

ENKA İnşaat ve Sanayi A.Ş.

Компания МГХ — «Масс Груп Холдинг Лтд.» (Mass Group Holding Ltd.) подписала генеральный договор подряда с компанией «ЭНКА» на перевод своей Независимой электростанции в Эрбиле (НЭС) с простого цикла на комбинированный. Станция расположена примерно в 20 км к югу от города Эрбиль, Ирак.

Изначально газоэлектростанция в Эрбиле была спроектирована компанией МГХ — «Масс Груп Холдинг Лтд.» (Mass Group Holding Ltd.) как станция простого цикла мощностью 1 000 МВт. Переход на газовые турбины комбинированного цикла (ПГТ), осуществленный компанией «ЭНКА», увеличил мощность станции на 500 МВт за счет использования паровых турбин производства GE.

Станция рассчитана на 30 лет активной эксплуатации и предназначена для работы на двух видах топлива — природном газе в качестве основного и дизельном топливе в качестве вторичного источника — а также использует тепло, выбрасываемое существующей газоэлектростанцией в Эрбиле.

Электростанция комбинированного цикла в Эрбиле способна выполнять любую комбинацию базисного режима работы в течение расчетного срока службы. Каждый блок состоит из четырех теплоутилизационных парогенераторов (ТУПГ), паротурбинного генератора GE и 40-ячейкового конденсаторного блока с воздушным охлаждением (КВО). Объем работ по договору также включает в себя 400 кВ распределительное устройство, соединительная точка для которого представляет собой концевую опору ЛЭП, которая должна быть возведена Министерством энергетики.

Проект заключается в преобразовании действующего существующего объекта электростанции простого цикла в электростанцию комбинированного цикла.
Компания «ЭНКА» работала в условиях нестабильного энергоснабжения, при этом смогла успешно минимизировать негативное влияние на сеть электростанции благодаря управлению, выбранному с учетом выполняемых задач.

В ходе последнего квартала выполнения работ на проекте специалисты компании «ЭНКА» работали в условиях значительной социальной нестабильности и террористической активности в регионе. При этом работы не приостанавливались, и не было отставаний от графика выполнения работ. Компанией «ЭНКА» был разработан и подготовлен план эвакуации и до минимума сокращены потенциальные факторы подверженности риску.

Расположенная в США субподрядная организация по инженерно-техническому проектированию не могла отправлять своих проектировщиков на стройплощадку из-за проблем с безопасностью. Регулярно проводя видео-конференции, компания «ЭНКА» держала проектировщиков в курсе дела, привлекая их в ежедневные работы на стройплощадке. Другой сложностью было получение разрешительных документов на право пребывания, занимающее больше времени, чем изначально ожидалось.

С одной из основных сложностей на проекте — логистикой, включая не только задержки и препятствия для транспортировки из-за форс-мажорных обстоятельств на границе Турции с Ираком, а также из-за часто меняющихся иракских правил таможенного контроля, компания «ЭНКА» успешно справилась, не допустив влияния на график работ по договору, в результате чего 51 000 тонн материалов и оборудования по проекту были доставлены на стройплощадку.

Компания «ЭНКА» осуществила проектирование, закупку, установку и запуск восьми теплоутилизационных парогенераторов (ТУПГ), двух ПТГ номинальной мощностью 250 МВт, двух УСГ, системы с воздушным охлаждением и всего остального оборудования для преобразования установки простого цикла в два блока установок 4 х 4 х 1 комбинированного цикла, включая все общестроительные и монтажные работы.

• Первый проект преобразования электростанции простого цикла в электростанцию комбинированного цикла в Ираке
• Первая электростанция комбинированного цикла в Ираке
• Крупнейшая электростанция в Ираке с производительной мощностью 1,500 МВт
• Электростанция комбинированного цикла обеспечивает увеличение практически на 25% выработки электроэнергии в районе иракского Курдистана.
• 5 миллионов рабочих часов без происшествий с временной потерей трудоспособности и рабочего времени
• Электростанция комбинированного цикла «Эрбиль» запроектирована для работы на двух видах топлива – природном газе, как основном, и дизельном топливе, как вспомогательном.

Соответствующие Проекты

Газовая электроэнергетика | Sulzer

Мы предлагаем квалифицированный сервис по ремонту и обслуживанию вращающегося оборудования, такого как газовые турбины, компрессоры, насосы и генераторы. Наши агрегаты применяются для различных задач — от питательных насосов до конденсатных насосов. Мы производим критические узлы турбин.

На одной электростанции сочетаются два рабочих цикла. На электростанции комбинированного цикла приблизительно две трети электричества вырабатывается газовыми турбинами и одна треть паровыми. Электростанции комбинированного цикла отличаются относительно низкой себестоимостью, высокой эффективностью и малой длительностью строительства в сравнении с другими видами электростанций.

Компания Sulzer предоставляет услуги обслуживания газовых и паровых турбин, чтобы сделать работу ваших силовых агрегатов более надежной и гибкой. Мы занимаемся разработкой решений для обслуживания всех видов вращающегося оборудования на газовой электростанции.

Газовая электростанция

Природный газ сгорает в камере сгорания газовой турбины, которая приводит в действие генератор, вырабатывающий электричество. Горячие выхлопные газы из турбины направляются в парогенератор рекуперации тепла (HRSG) для выработки докритического или сверхкритического пара. Пар направляется напрямую в турбинный / генераторный блок для выработки дополнительного электричества, а затем проходит через конденсатор для преобразования обратно в деминерализованную воду. Для поддержки этого процесса компания Sulzer поставляет насосы для машинных залов, например питательные насосы котлов, конденсатные насосы, насосы охлаждающей воды, топливные насосы высокого давления, подпиточные насосы, насосы для уменьшения выброса окиси азота и другие услуги для вспомогательных насосов.

FWP: Насос питательной воды

CEP: Конденсатный насос

CWP: Насос охлаждающей воды

Технологические процессы и области применения

Питательный насос (FWP) для электростанций, работающих на газе

Конденсатный насос (CEP) для газовых электростанций

Насос охлаждающей воды (CWP) для электростанций, работающих на газе

Основные продукты и услуги для данной отрасли

Обслуживание вращающегося оборудования

Система управления потоками в бассейнах

Технология сепарации (EN)

Электростанция комбинированного цикла для производства электроэнергии — Введение

В чем разница между простым циклом и комбинированным циклом?

Термин «комбинированный цикл» относится к объединению нескольких термодинамических циклов для выработки энергии. В комбинированном цикле используется парогенератор с рекуперацией тепла (HRSG), который улавливает тепло от высокотемпературных выхлопных газов для производства пара, который затем подается на паровую турбину для выработки дополнительной электроэнергии. В режиме комбинированного цикла электростанции могут достигать электрического КПД до 60 процентов. Процесс создания пара для производства работы с помощью паровой турбины основан на цикле Ренкина.

Газотурбинная установка с комбинированным циклом (ПГУ)

Наиболее распространенный тип электростанции с комбинированным циклом использует газовые турбины и называется парогазовой установкой (ПГУ). Поскольку газовые турбины имеют низкий КПД в режиме простого цикла, мощность, производимая паровой турбиной, составляет около половины мощности парогазовой установки. Существует множество различных конфигураций парогазовых электростанций, но, как правило, каждая газовая турбина имеет свой собственный HRSG, а несколько HRSG подают пар на одну или несколько паровых турбин. Например, на станции с конфигурацией 2×1 две линии ГТ/КУ питают одну паровую турбину; также могут быть аранжировки 1×1, 3×1 или 4×1. Паровая турбина рассчитана на количество и мощность питающих ГТ/КУ.

Как работает электростанция комбинированного цикла?

Котел-утилизатор представляет собой теплообменник или, скорее, серию теплообменников. Его также называют котлом, так как он создает пар для паровой турбины, пропуская поток горячих выхлопных газов из газовой турбины или двигателя внутреннего сгорания через ряд труб теплообменника. Котел-утилизатор может использовать естественную циркуляцию или использовать принудительную циркуляцию с помощью насосов. Когда горячие выхлопные газы проходят мимо труб теплообменника, в которых циркулирует горячая вода, тепло поглощается, вызывая образование пара в трубах. Трубы расположены в секциях или модулях, каждая из которых выполняет свою функцию при производстве сухого перегретого пара. Эти модули называются экономайзерами, испарителями, пароперегревателями/подогревателями и подогревателями.

Экономайзер представляет собой теплообменник, предварительно нагревающий воду до температуры насыщения (точки кипения), которая подается в толстостенный паровой барабан. Барабан расположен рядом с оребренными трубами испарителя, по которым циркулирует нагретая вода. Когда горячие выхлопные газы проходят мимо труб испарителя, тепло поглощается, вызывая образование пара в трубах. Пароводяная смесь в трубах поступает в паровой барабан, где происходит отделение пара от горячей воды с помощью влагоотделителей и циклонов. Отделенная вода рециркулирует в испарительные трубы. Паровые барабаны также выполняют функции хранения и очистки воды. Альтернативной конструкцией паровых барабанов является прямоточный HRSG, в котором паровой барабан заменен тонкостенными компонентами, которые лучше подходят для обработки изменений температуры выхлопных газов и давления пара во время частых пусков и остановок. В некоторых конструкциях канальные горелки используются для добавления тепла к потоку выхлопных газов и увеличения производства пара; их можно использовать для производства пара даже при недостаточном потоке выхлопных газов.

Насыщенный пар из паровых барабанов или прямоточной системы направляется в пароперегреватель для производства сухого пара, необходимого для паровой турбины. Подогреватели расположены в самом холодном конце газового тракта котла-утилизатора и поглощают энергию для предварительного нагрева жидкостей теплообменника, таких как смеси воды и гликоля, таким образом извлекая наиболее экономически целесообразное количество тепла из выхлопных газов.

Перегретый пар, производимый котлом-утилизатором, подается на паровую турбину, где он расширяется через лопатки турбины, придавая вращение валу турбины. Энергия, поступающая на приводной вал генератора, преобразуется в электричество. После выхода из паровой турбины пар направляется в конденсатор, который направляет конденсированную воду обратно в HRSG.

Вопросы проектирования ПГУ

Конструкции и конфигурации пароутилизаторов и паровых турбин зависят от характеристик выхлопных газов, потребности в паре и ожидаемой работы электростанции. Поскольку температура выхлопных газов газовой турбины может достигать 600ºC, котлы-утилизаторы для газовых турбин могут производить пар с несколькими уровнями давления для оптимизации рекуперации энергии; таким образом, они часто имеют три набора модулей теплообменника — один для пара высокого давления (ВД), один для пара среднего давления (ПД) и один для пара низкого давления (НД). Давление пара высокого давления на большой парогазовой установке может достигать 40–110 бар. При использовании котла-утилизатора с несколькими давлениями паровая турбина обычно имеет несколько точек впуска пара. В трехступенчатой ​​паровой турбине пар ВД, ПД и НД, произведенный котлом-утилизатором, подается в турбину в разных точках.

Когенерационные установки-утилизаторы создают эксплуатационные ограничения для парогазовой электростанции. Поскольку котлы-утилизаторы расположены непосредственно за газовыми турбинами, изменения температуры и давления выхлопных газов вызывают термические и механические нагрузки. Когда электростанции ПГУ используются для работы в режиме следования за нагрузкой, характеризующейся частыми пусками и остановками или работой с частичной нагрузкой для удовлетворения меняющегося спроса на электроэнергию, такая цикличность может вызвать тепловой стресс и возможное повреждение в некоторых компонентах котла-утилизатора. Паровой барабан высокого давления и коллекторы пароперегревателя в большей степени подвержены сокращению механического ресурса, поскольку они подвергаются воздействию самых высоких температур выхлопных газов. Важными конструктивными и эксплуатационными соображениями являются температуры газа и пара, которые могут выдерживать материалы модуля; механическая устойчивость к турбулентному потоку выхлопных газов; коррозия труб котлов-утилизаторов; и давление пара, которое может потребовать более толстостенных барабанов. Чтобы контролировать скорость повышения давления и температуры в компонентах HRSG, можно использовать байпасные системы для отвода части выхлопных газов ГТ от попадания в HRSG во время запуска.

Котел-утилизатор нагревается дольше из холодных условий, чем из горячих. В результате количество времени, прошедшее с момента последнего отключения, влияет на время запуска. Когда газовые турбины быстро разгоняются до нагрузки, температура и поток в котле-утилизаторе могут еще не достичь условий для производства пара, что вызывает перегрев металла, поскольку поток охлаждающего пара отсутствует. В конфигурациях 1×1 работа паровой турбины напрямую связана с работой газовой турбины/утилизатора, что ограничивает скорость, с которой электростанция может разгоняться до нагрузки. Условия пара, приемлемые для паровой турбины, диктуются тепловыми ограничениями конструкции ротора, лопатки и корпуса.

Оборудование для контроля выбросов оксидов азота (NOx) и монооксида углерода (CO) интегрировано в котёл-утилизатор. Поскольку эти системы эффективно работают в узком диапазоне температур газа, их часто устанавливают между модулями испарителя.

Гибкий комбинированный цикл:
Электростанция Flexicycle

_{Электростанция Flexicycle на базе двигателей внутреннего сгорания}

Электростанция Flexicycle представляет собой электростанцию ​​комбинированного цикла с уникальными характеристиками, работающую на газе Wärtsilä или на двухтопливном сгорании двигатели. Поскольку двигатели внутреннего сгорания преобразовывают больше энергии топлива в механическую работу, они имеют более высокую эффективность простого цикла, в среднем около 50 процентов. Выхлопные газы поршневых двигателей внутреннего сгорания имеют температуру около 360ºC, что намного ниже температуры выхлопных газов ГТ. Из-за более низкой температуры выхлопных газов котлы-утилизаторы, предназначенные для электростанций с двигателями внутреннего сгорания, имеют гораздо более простую конструкцию, создавая пар при одном уровне давления – примерно 15 бар. Процесс паровой турбины увеличивает эффективность электростанции Flexicycle примерно на 10-20%.

Электростанция Flexicycle на основе двигателей внутреннего сгорания

На электростанции Flexicycle каждая генераторная установка с двигателем внутреннего сгорания имеет соответствующий HRSG. Перепускные клапаны используются для управления подачей пара в паровую турбину, когда двигатель не работает. Один двигатель может использоваться для предварительного прогрева паром всех котлов-утилизаторов-утилизаторов, чтобы поддерживать их в горячем состоянии и обеспечить быстрый запуск. Электростанции с гибким циклом сочетают в себе преимущества высокой эффективности в простом цикле и модульность нескольких двигателей, питающих паровую турбину. Паровая турбина может работать только с 25% двигателей при полной нагрузке или с 50% двигателей при половинной нагрузке. Для электростанции с 12 двигателями мощностью около 200 мегаватт (МВт) это означает, что только три двигателя должны работать, чтобы производить достаточно пара для работы паровой турбины. В результате получается очень эффективная силовая установка, сохраняющая оперативность силовой установки на основе двигателей простого цикла.

Wärtsilä Energy. Давайте подключимся.

Свяжитесь с нами

Электростанция комбинированного цикла Трейси | Калифорнийская энергетическая комиссия

Комбинированный цикл Трейси — это комбинированный цикл мощностью 330 мегаватт, расположенный в некорпоративном округе Сан-Хоакин. Проект сертифицирован 24 марта 2010 г. и введен в коммерческую эксплуатацию 1 ноября 2012 г.

Регистрационный номер

08-АФК-07

Вместимость

330 МВт

Местоположение

Округ Сан-Хоакин

Технология

Комбинированный цикл

Статус проекта

Эксплуатационный (природный газ)

Тип проекта

Заявка на сертификацию

Описание проекта

Электростанция комбинированного цикла Трейси (TCCPP) находится в некорпоративной части округа Сан-Хоакин, к юго-западу от города Трейси, примерно в 20 милях к юго-западу от Стоктона.

TCCPP была одобрена Энергетической комиссией Калифорнии (CEC) 24 марта 2010 г. Лицензия позволила разработчику проекта, GWF Energy, LLC модифицировать существующую 169-мегаваттную (МВт) станцию ​​Tracy Peaker Plant (TPP) простого цикла ( 01-AFC-16C), сертифицированный CEC в 2002 г. и введенный в эксплуатацию в 2003 г.

TCCPP представляет собой электростанцию ​​комбинированного цикла, работающую на природном газе, мощностью 330 МВт, состоящую из двух газотурбинных генераторов General Electric Model PG 7121 EA ( CTG), оборудованные системой сгорания с сухим низким содержанием NOx (DLN) для контроля концентрации NOx на выходе из каждой CTG. TCCPP также включает в себя два локальных распределительных устройства на 115 киловольт, соединение с подачей природного газа, линию электропередачи, водопровод длиной около 1470 футов и улучшения существующей грунтовой подъездной дороги длиной примерно в одну милю.

TCCPP также состоит из конденсатора с воздушным охлаждением. Годовое использование воды для испарительного охлаждения приточного воздуха (когда этого требуют условия окружающей среды) и для подпиточной воды для парового цикла составляет приблизительно 54 акра-фута в год. Вода поступает из ирригационного округа Байрон-Бетани через канал Дельта-Мендота, примыкающий к площадке проекта.

30 июля 2015 г. ЦИК утвердила Поправку после сертификации (TN 205634), позволяющую владельцу проекта использовать альтернативные источники водоснабжения (предлагается четыре альтернативы), чтобы избежать вынужденного сокращения или приостановки операций. Все альтернативные варианты источников воды могут использовать временную инфраструктуру на месте.

Связанные проекты

Список поправок к проекту

• Уведомление о незначительном изменении проекта Утверждение переносной системы очистки воды , TN 28475, 26.03.2003, Разрешение персонала на замену стационарной системы очистки воды/сточных вод переносными системами очистки.
• Приказ об утверждении ходатайства об изменении условий сертификации качества воздуха , ТН 29462, 31.07.2003 г., Приказ № 03-0723-07, Утверждение Комиссии об изменении различных условий сертификации качества воздуха для снижения пределов выбросов PM10 и ниже количество требуемых кредитов по сокращению выбросов PM10.
• Приказ об утверждении ходатайства о замене двигателя, первоначально лицензированного , на более крупный дизельный двигатель, ТН 30793, 29.01.2004 г., Приказ № 04-0121-04, Утверждение Комиссией замены на несколько более крупный дизельный двигатель мощностью 300 киловатт (кВт) ) аварийный дизельный двигатель для первоначально лицензированного аварийного дизельного двигателя мощностью 250 кВт.
• Принятие Комиссией Приказа об утверждении перевода Пикера на ПГУ по проекту , ТН 56074, 30.03.2010, Приказ № 10-0324-01, Согласие Комиссии на увеличение выработки электроэнергии на 145 МВт, всего 314 МВт. Проект стал проектом комбинированного цикла Трейси (08-AFC-07C).
• Уведомление об утверждении временной площадки для строительства , TN 62374, 29.09.2011, Утверждение персоналом увеличения размера временной площадки для строительства, чтобы включить дополнительные 5,45 акров земли, расположенной в северо-восточной части территории ПЗУ.
• Уведомление о принятии решения об утверждении установки оборудования, отличного от ранее одобренного , TN 63414, 19 января 2012 г., Разрешение персонала на установку оборудования, отличного от первоначально предложенного, для повышения тепловой эффективности.
• Уведомление о решении и анализе персонала для обслуживания и добавления трейлеров на объект , TN 203238, 09.06.2014, Утверждение персонала, позволяющее проекту поддерживать два трейлера, которые в настоящее время находятся на объекте, и добавить дополнительный трейлер.
• Приказ об утверждении передачи операционного управления в УК Star West Generation , ТН 202593, 25.06.2014, Приказ № 14-0618-01э, Утверждение Комиссией передачи операционного управления от ООО «GWF Energy» в УК Star West Generation Management Компания.
• Приказ об утверждении ходатайства о внесении изменений в разрешение на использование альтернативных источников водоснабжения , ТН 205634, 04. 08.2015, Приказ № 15-0730-03, Разрешение Комиссии на использование альтернативных источников водоснабжения (предлагается четыре варианта) к избежать принуждения к сокращению или приостановке операций.
• Уведомление об утверждении решения о разрешении перевозки резервной воды аварийного резервного водоснабжения автотранспортом, а не трубопроводом , TN 210295, 12 февраля 2016 г., Разрешение персонала на перевозку резервной воды аварийного резервного источника воды семьи Богетти, а не трубопроводом расположен примерно в 3000 футов к югу от проекта.
• Приказ об утверждении передачи права собственности , ТН 211147, 20.04.2016, Приказ № 16-0413-01а, Утверждение Комиссией передачи права собственности от GWF Energy, LLC к AltaGas San Joaquin Energy Inc., и операционный контроль от Star Управляющая компания West Generation в AltaGas Tracy Operations Inc.
• Уведомление об утверждении персоналом смены операционного контроля , TN 227231, 01.
  
  Электростанции комбинированного цикла: Электростанция с комбинированным циклом | Kawasaki Heavy Industries