Пути повышения маневренных характеристик ПГУ при работе в режимах регулирования нагрузки (на примере ПГУ-450)

ЦЕЛЬ. Статья посвящена анализу проблем, возникающих при эксплуатации теплофикационных ПГУ типа ПГУ-450 на пониженных нагрузках при участии их в регулировании электрических и тепловых нагрузок. Приведено описание основных ограничений регулировочного диапазона газовых турбин, и маневренных характеристик ПГУ, анализ некоторых существующих технических предложений расширения регулировочного диапазона. Показано что применение этих предложений, расширяя границы регулировочного диапазона в не больших величинах, не решают проблему в целом. Приведены описание и результаты исследований предлагаемых новых технических решений по расширению регулировочного диапазона и маневренных характеристик ПГУ -450.

МЕТОДЫ. При решении поставленных задач проведено анализ, сравнение и обобщение энергетических характеристик, моделирование режимов.

РЕЗУЛЬТАТЫ Показано, что: применение способов перевода части ЦВД и ЦВД в целом паровой турбины Т-125/150 в малопаровой режим совместно с обводным парораспределением позволит расширить регулировочный диапазон до уровня, сопоставимого с регулировочным диапазоном конденсационных энергоблоков на газо-мазутном топливе; при останове ПГУ-450, работающую в конденсационном режиме и при работе ее в режиме ГТУ-ТЭЦ в периоды прохождения ночного провала электрической нагрузки перевод паровой турбины в МР значительно улучшает маневренные и надежностные характеристики паровой турбины и ПГУ в целом.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Применение способов перевода части ЦВД и ЦВД в целом и обводного парораспределения расширяют регулировочный диапазон ПГУ-450 соответственно на 7,8, 10,1 и 16,0 % от номинальной мощности; При работе ПГУ-450 в конденсационном режиме при останове ПГУ и при работе ее в режиме ГТУ-ТЭЦ в периоды прохождения ночного провала электрической нагрузки перевод паровой турбины в МР значительно улучшает маневренные и надежностные характеристики паровой турбины путем сокращения длительности пуска и нагружения паровой турбины соответственно на 40 и 14,5 минут, сокращения пусковых потерь топлива, исключения при пуске колебания температур пара и металла паровпускных органов ЦВД и регулирующей ступени.

1. Давыдов Н.И., Зорченко Н.В., Давыдов А.В., Радин Ю.А Модельные исследования возможности участия ПГУ в регулировании частоты и перетоков мощности в ЕЭС России //Теплоэнергетика.- 2009.-№10. // М.- 2009.

2. Радин Ю.А., Давыдов А.В., Чугин А.В. Исследование и улучшение маневренности парогазовых установок. Автореферат на соиск. уч. ст. докт. техн. наук.- Москва, 2013, 42с.

3. Радин Ю.А., Давыдов А.В., Чугин А.В Определение допустимого регулировочного диапазона нагрузок энергоблока ПГУ 450Т при работе в конденсационном режиме. // Теплоэнергетика, 2004. № 5. С. 47 -52.

4. Давыдов А.В. Исследование переменных режимов бинарных ПГУ с целью повышения маневренности. Дисс. … канд. техн. наук. М.:, 2009.-20с.

5. Arturo Losi., Giovanni Mtrcurio Casolino, Mario Russo Design choices for combined cycle units and profit-based unit commitment. November 2012 International Journal of Electrical Power & Energy Systems 42(1) p.:693-700.

6. Аракелян Э.К., Болонов В.О., Сахаров К.В. Выбор оптимальных режимов работы бинарных ПГУ на пониженных нагрузках // Новое в российской электроэнергетике. -2011.-№11.

7. Технические требования к генерирующему оборудованию участников оптового рынка// АО «Системный оператор Единой энергетической системы».- М.:2021, 184с. 8.. Аракелян Э.К., Ильин Е.Т., Рогалев Н.Д. Режимы работы и эксплуатация ТЭС. М.: Издательство МЭИ, 2021, 520с.

8. Аракелян Э.К. Оптимальное управление режимами ПГУ и ГТУ. М.: Издательство МЭИ, 2020. 56 с .

9. A.Baxter, M. Sauford, R. Smith, R.Szozepanski Analyses of Combinet Cycle Operating Patterus. // Probilistic Metods Applied to Power Systems .-October,2004.

10. Цанев С.В., Буров В.Д., Гончаренко Д.В., Вараксина Н.В. Определение нижней границы нагрузки парогазового теплофикационного энергоблока ПГУ-450Т// Энергосбережение и водоподготовка. 2008. № 6. С. 31-35. 12. Обуваев А.С. Разработка и исследование аналитической модели энергоблока ПГУ-450: Дис. … канд. тех. наук. М.: НИУ МЭИ, 2011.

11. Патент. C12144619 Российская Федерация, МПК 7F01 K13/00. Парогазовая установка/ П.А.Березинец, Г.Г.Ольховский; АОО «ВТИ». №98108140/06; заявл.24.04.1998; опубл.20.01.2000, Бюл. №2.

12. Тверской Ю.С., Муравьев И.К. Совершенствование системы регулирования расхода воздуха в компрессор газотурбинных установок блоков ПГУ с учетом изменяющихся режимных и внешних климатических факторов // Автоматизация в промышленности. – 2016. – №8. – С.61-64.

13. Коршикова А.А. Выбор оптимальных параметров, схемы и режимов работы дубль-блочной ПГУ с целью максимального расширения регулировочного диапазона (применительно к ПГУ-450Т. Дисс. канд.техн.наук. М.:2014.-20с

14. Аракелян Э.К., Коршикова А.А., Хуршудян С.Р. Эффективност применения дополнительной камеры сгорания низкого давления для совершенствования режимов энергоблока ПГУ-450 на пониженных нагрузках// Вестник МЭИ.- 2013.-№3.

15. Сахаров В.К. Выбор оптимальных режимом энергоблоков ПГУ при участии их в регулировании мощности энергосистемы. Дисс. канд. техн. наук. М.:, 2013.-20с.

16. Аракелян Э.К., Сахаров К.В. Исследование температурного состояния ступеней ЦВД паровой турбины Т-125/150 ПГУ-450 при работе в малопаровом режиме // Новое в российской электроэнергетике. 2013.№1.

17. Аракелян Э.К., Хуршудян С.Р. Выбор оптимальных режимов газовых турбин ПГУ-450Т при пониженных нагрузках // Новое в российской электроэнергетике.- 2013.-№7.

18. Хуршудян С.Р. Оптимизация режимов ПГУ при участии ее в регулировании мощности и частоты в энергосистеме (на примере ПГУ-450). Дисс. канд.техн.наук. М.:2014.-20с.

19. Аракелян Э.К, Андрюшин К.А., Безделгин И.Ю. Исследование температурного состояния проточной части паровой турбины Т-125/150 при работе ее в беспаровом и моторном режимах // Электрические станции. 2015. № 6. с. 21-26.

20. E. K. Arakelyan, G.A. Pikina, A. V. Andryushin, S. V. Mezin, K. A. Andryushin, Pashchenko F.F. Features of steam turbine stages operation in low-flow modes when modeling hydrodynamic processes in the turbine in steamless and motor modes. The 11th International Conference on Ambient Systems, Networks and Technologies (ANT) April 6-9, 2020,

21. Arakelyan EK, Andryushina AV, Burtsev SYu. Investigation of Technical and Economic Viability of the 450-MW CCGT Unit’s Operation in the GTU Based CHP Mode Thermal Engineering, (перевод с журнала "Теплоэнергетик") 2018, V. 65, No. 12, p.910-920..

22. Аракелян Э.К., Старшинов В.А. Повышение экономичности и маневренности оборудования тепловых электростанций // Москва, Издательство МЭИ, 1993 г.