Аналіз роботи ПГУ-500 у теплофікаційному і конденсаційному режимі.
Автор: Семенюк Анатолій Петрович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Теплоенергетика
Інститут: Інститут енергетики та систем керування
Форма навчання: заочна
Навчальний рік: 2023-2024 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Семенюк А. П., Шепітчак В. Б. (керівник). Аналіз роботи ПГУ-500 у теплофікаційному і конденсаційному режимі. Магістерська кваліфікаційна робота. – Національний університет «Львівська політехніка», Львів, 2023. Розширена анотація Розроблення та впровадження нових енергетичних установок в Україні повинно відповідати вимогам європейських директив стосовно граничних значень допустимих викидів забруднюючих речовин для енергоустановок різної потужності. Найбільш екологічно чистими та енергоефективними на сьогодні є парогазові установки [1 – 3]. У зв’язку зі складною екологічною ситуацією в світі сучасна технологія шукає нових рішень хімічних, енергетичних проблем видобутку природних копалин. Одним із таких технологічних рішень є широкомасштабна газифікація твердого палива. Звичайне спалювання вугілля на електростанціях визнано не екологічним, оскільки воно призводить до утворення вдвічі більшої кількості вуглекислого газу, ніж у разі спалювання природного газу. Також утворюється двооксид сірки й оксид азоту, які вловлюються тільки за допомогою складної системи фільтрів. Природний газ має великі технологічні переваги перед іншими видами палива на теплових електричних станціях. Це практично єдиний вид палива, придатний для безпосереднього використання в газотурбінних енергетичних установках енергоблоків парогазових установок на ТЕС. Тому актуальною стає проблема заміни імпортованого природного газу штучним газовим паливом. Таким паливом є горючі газові суміші, що одержані в результаті газифікації вугілля. Сировиною для газифікації може бути вугілля із великим діапазоном відмінності характеристик, у тому числі і низькоякісне. Об?єкт дослідження – енергоблок парогазової установки з газифікацією вугілля у теплофікаційному і конденсаційному режимі. Предмет дослідження – методичні підходи до вирішення задач розрахункового обґрунтування підвищення ефективності роботи енергоблоку парогазової установки з газифікацією вугілля у теплофікаційному і конденсаційному режимі. Мета дослідження: забезпечення ефективної роботи енергоблоку парогазової установки з газифікацією вугілля у теплофікаційному і конденсаційному режимі. У рамках магістерської кваліфікаційної роботи був розроблений комплексний проект будівництва парогазового блоку потужність 500 МВт. На проектованій ПГУ встановлено блок газифікації вугілля, газову турбіну SGT5 – 8000H, парову турбіну Т-113/145-12,4 і котел-утилізатор Еп-307/350/47-13,0-585/560/247. ПГУ може працювати в двох режимах середньо-теплофікаційному і конденсаційному. За конденсаційного режиму отримуємо електроенергію як від парової так і від газової турбіни. У разі середньо-теплофікаційного режиму отримуємо електроенергію від газової і парової турбіни і ще отримуємо теплову енергію від двох теплофікаційних опалювальних відборів, яку використовують в підігрівниках мережевої води. Як паливо використовується синтез – газ отриманий в газифікаторі, в якому відбувається газифікація вугілля алотермічним процесом. Цей проект передбачає такі розрахунки: розрахунок реактора газифікації; вибір оптимального ступеня підвищення тиску в компресорі ГТУ; тепловий розрахунок ГТУ; тепловий розрахунок котла-утилізатора; визначення внутрішнього відносного ККД і потужності ПТУ. Одночасний розрахунок модуля ГТУ-КУ і ПТУ здійснюється із врахуванням використання одного, двох або трьох потоків пари з різними параметрами. У цьому випадку розрахунок залежить від структури протічної частини парової турбіни – систем паророзподілу на вході в турбіну і на вході в робочі відсіки після камер змішування. У разі використання в паровій турбіні соплового паророзподілу не тільки в частині високого, але і в частині середнього і низького тиску, тиск пари котла-утилізатора може підтримуватися на заданому рівні. У разі повністю відкритих регулюючих елементів (режим змінного тиску) в розрахунках необхідно постійно корегувати тиск пари, що генерується котлом-утилізатором, за всіма існуючими контурами. Необхідне постійне коректування і температури живильної води (або конденсату) котла-утилізатора, оскільки її значення залежить від роботи конденсатора і підігрівників мережної води. Метою розрахунку теплової схеми в будь якому режимі роботи ПГУ-ТЕЦ є: визначення параметрів робочих тіл у ГТУ та у котлі-утилізаторі; розрахунок теплової схеми парової турбіни (визначення параметрів та витрат робочого тіла у кожному циліндрі); розрахунок інших елементів теплової схеми (мережевих підігрівників, деаераторів, конденсаторів тощо); визначення електричної та теплової потужності елементів схеми; визначення витрат палива в камері згорання ГТУ та камері допалювання котла-утилізатора. Залежно від поставленого завдання і умов роботи для ПГУ-ТЕЦ базовим може бути один з таких режимів: максимально-зимовий режим; розрахунково-контрольний режим, що відповідає середній за найбільш холодний місяць року температурі повітря; середньо-опалювальний режим, що відповідає середній температурі повітря за опалювальний сезон. В розділі економіки розглянуто і розраховано собівартість електроенергії на станції з парогазовою установкою. В розділі автоматизації розроблено функціональну схему автоматизації деаератора. Ключові слова: синтез-газ, газотурбінна установка, парова турбіна, котел-утилізатор, коефіцієнт корисної дії, витрата палива. Перелік використаних джерел літератури: 1. Гулей, О.Б. (2020). Вибір оптимального вугілля українського видобутку для парокисневої газифікації в стаціонарному шарі // Вчені записки ТНУ імені В.І. Вернадського. Серія: технічні науки. К. – Том 31 (70) № 4. – С. 141 – 148. 2. Патон, Б., Долінський, А., Халатов, А., Білека, Б., Костенко, Д., Письменний, О. (2009). Перспективи розвитку вітчизняної парогазової технології// Вісн. НАН України. – № 4. – С. 3 – 10. 3. Вольчин, І.А., Дунаєвська, Н.І., Гапонич, Л.С., Чернявський, М.В., Топал, О.І., Засядько, Я.І. (2013). Перспективи впровадження чистих вугільних технологій в енергетику України. Київ: Вид. ГНОЗИС,. 319 с.