Лекции. Лекция Пускоостановочные режимы и нагружение энергетических гту
 Скачать 1.11 Mb.
|
|
Лекция 8. Пуско-остановочные режимы и нагружение энергетических ГТУ Научно-исследовательская лаборатория Газотурбинные и Парогазовые ТЭС Подготовка ГТУ к пуску а) проверка исправности оборудования; б) цель пуска ГТУ – вывод ее на минимальный режим устойчивой работы; в) внешний источник энергии пуска: - электродвигатель; - двигатель внутреннего сгорания; - сжатый воздух. Технология пуска ГТУ предусматривает подачу пониженного напряжения регулируемой частоты на обмотку статора возбужденного турбогенератора от тиристорного пускового устройства (ТПУ), поставляемого комплектно с генератором, и состоящее из: • трансформатора; • сглаживающих дросселей; • полупроводникового преобразователя частоты. Пуско-наладочные режимы энергетических ГТУ 2 Пуск ГТУ – это вывод ГТУ на минимальный режим устойчивой работы. Пусковые операции современных ГТУ производятся только автоматически и скорость пуска и нагружения определяется главным образом ростом температуры газов и ограничением термических напряжений Особенности пуско-остановочных режимов ГТУ 1) очень высокие термические напряжения в лопаточном аппарате проточной части, в корпусных деталях, в роторе; 2) большие деформации и коробления всех элементов ГТУ и особенно камеры сгорания; 3) линия совместных режимов работы турбины и компрессора (0-a-b-c-d-e) проходит вблизи линии помпажа ; 4) ротор, как правило, проходит первую критическую частоту, вследствие чего возрастает вибрация самого ротора и подшипниковых опор. Хотя ротор и прокручивается валоповоротным устройством перед пуском и после останова с небольшим числом оборотов (5 – 10 об/мин), все же у него имеется прогиб, особенно для длинных и тяжелых роторов. Вследствие этого также возрастает вибрация, пока ось вала не примет «свою» линию; 5) в подшипниках имеет место неустановившийся режим работы с полусухим трением; 6) для режима останова неблагоприятные последствия связаны с неуправляемостью процесса на завершающем этапе 3 Научно-исследовательская лаборатория Газотурбинные и Парогазовые ТЭС Режимы пуска энергетической ГТУ Рабочая характеристика компрессора на пусковых режимах ГТУ Т НТ – начальная температура газа, о С; К у – коэффициент запаса устойчивости; - приведенная частота вращения компрессора (изодрома); - приведенный расход воздуха через компрессор; π К – степень повышения давления в компрессоре п G Зависимость расхода воздуха G, недостаточного момента на валу ГТУ ΔМ и расхода топлива В Т от удельной приведенной частоты вращения компрессора при запуске ГТУ п 4 Этап I от точки «0» до точки «а» называют этапом холодного разгона (в КС не подается топливо). Этап II – стартерно-турбинный разгон с открытыми антипомпажными клапанами («а – b – с»). Этап III - стартерно-турбинный разгон при закрытых антипомпажных клапанах («с – d»). Этап IV – этап горячего саморазгона до режима холостого хода («d - e»). Этап V – синхронизация энергетической ГТУ с энергосистемой. Научно-исследовательская лаборатория Газотурбинные и Парогазовые ТЭС Структура программы автоматического пуска и набора нагрузки ГТЭ -110 ТПУ – тиристорное пусковое устройство Зависимость недостающего момента на валу ГТУ (1) и мощности пускового устройства Мп (2) от удельной приведенной частоты вращения турбокомпрессора Режимы пуска энергетической ГТУ Пусковые устройства (мощность составляет 2-6 % от мощности ГТУ): •электродвигатель, •перевод электрогенератора ГТУ в «моторный» режим с помощью тиристорного пускового устройства (ТПУ) •двигатель внутреннего сгорания, •сжатый воздух из специальной емкости, •…. 5 Научно-исследовательская лаборатория Газотурбинные и Парогазовые ТЭС Примеры пусковых характеристик ГТУ Пусковые параметры ГТУ типа ГТЭ – 115-1170 (V94.2)_(фирмы_«Интертурбо»,_г._Санкт-_Петербург)_при'>(АО «Турбоатом», г. Харьков) Запуск и нагружение ГТУ типа SGT6 – 3000E (V94.2) (фирмы «Интертурбо», г. Санкт- Петербург) при условиях окружающей среды по ISO (без учета потерь на входе и на выходе) a-b-c-e – нормальное нагружение со скоростью u= 11 МВт/мин; c-d – нагружение в режиме пиковой нагрузки со скоростью u=4 МВт/мин 6 Научно-исследовательская лаборатория Газотурбинные и Парогазовые ТЭС Нормальный и быстрый запуски и повышение электрической нагрузки ГТУ типа SGT6-3000E (V94.2) (фирмы «Интертурбо», г. С.-Петербург) при условиях окружающей среды по ISO (без учета потерь на входе и выходе). Синхронизация с помощью пускового тиристорного устройства мощностью 5,5 МВт 1 — нормальный запуск (эквивалентное время эксплуатации t экв = 10 + 0 = 10 ч); 2 — быстрый запуск (эквивалентное время эксплуатации t экв = 10 + 30 = 40 ч); — изменение температуры газов, измеренное у выходного патрубка ГТ; — природный газ; - — - — жидкое газотурбинное топливо; 3 — базовый режим работы; 4 — пиковый режим работы Примеры пусковых характеристик ГТУ 7 Научно-исследовательская лаборатория Газотурбинные и Парогазовые ТЭС Режим запуска ГТУ типа GT-13E2 (фирмы АВВ) Режим запуска ГТУ типа GT-26 (фирмы Alstom) 1 — электрическая нагрузка; 2 — расход выходных газов; 3 — температура выходных газов; 4 — частота вращения; 5 — синхронизация; 6 — рост частоты вращения Примеры пусковых характеристик одновальных ГТУ 8 Пуск ГТУ типа SGT – 800 из холодного состояния 1 – продувка тракта ГТУ; 2 – зажигание топлива; 3 – быстрый набор нагрузки; 4 – нормальный набор нагрузки; 5 – увеличение частоты вращения ротора об/мин; 6 - синхронизация Характеристики ГТУ SGT – 800 (Siemens) при пуске из холодного состояния 1 – температура выходных газов ГТ; 2 – массовый расход выходных газов ГТ; 3 – продувка тракта Научно-исследовательская лаборатория Газотурбинные и Парогазовые ТЭС Изменение пусковых параметров ГТУ типа SGT – 500 (GT - 35) 1 — температура газов Т перед силовой турбиной ГТУ; 2 — давление рабочего тела р в КС ГТУ; 3 — степень открытия регулирующего топливного клапана h КЛ ГТУ Изменение частоты вращения роторов ГТУ типа SGT - 500 (GT - 35) Siemens n 1 —n 3 — частота вращения соответственно ротора высокого и низкого давления, силовой турбины Примеры пусковых характеристик двухвальных ГТУ 9 Научно-исследовательская лаборатория Газотурбинные и Парогазовые ТЭС Останов энергетической ГТУ I. Штатный останов энергетической ГТУ - предусмотрен: диспетчерским графиком покрытия нагрузки, планами технического обслуживания, ремонтом оборудования; - плавное уменьшение нагрузки со скоростью, равной скорости набора нагрузки (8-10 МВт/мин); - прекращение подачи топлива в КС; - включение пускового устройства; - усиленная вентиляция газовоздушного тракта; - открытие АПК; - закрытие жалюзи и шибера на входе и выходе рабочего тела; - контроль выбега ротора (время его полной остановки); - включение валоповоротного устройства (5-10 об/мин). II . Аварийный останов ГТУ осуществляется автоматически по следующим причинам: - предельно допустимая (высокая) частота вращения ротора; - превышение допустимого значения осевого усилия сдвига ротора; - снижение давления масла или увеличение его температуры; - увеличение выше нормы Т нт . Контроль по Т кт с учетом Т нв ; - погасание факелов в КС ГТУ; - снижение ниже нормы давления топлива в топливной системе ГТУ; - срабатывание защитных устройств электрических систем (электрогенератора и др.); - возникновение пожара и др. 10 |