Шляхи модернізації енергоблоків ТЕС при переведенні їх на ультрасуперкритичні параметри пари

Аннотация

У роботі проаналізовано підхід до вирішення прикладної проблеми модернізації енергоблоків серії 300 МВт виробництва АТ «Українські енергетичні машини» шляхом переведення їх з суперкритичних на ультрасуперкритичні параметри пари за умови максимально можливого збереження системи регенерації підігріву живильної води, що приведе до підвищення енергоефективності ТЕС при мінімальному переобладнанні. Переведення турбоустановки К-300-240-2 на параметри свіжої пари 650 °С/30 МПа й пари проміжного перегріву 650 °С/7 МПа, що визначено як оптимальні в результаті попередніх досліджень, може бути здійснено шляхом повної заміни циліндру високого тиску наявного блоку на новий циліндр високого тиску із ультрасуперкритичними параметрами і надбудови додатковим циліндром середнього тиску при повному збереженні параметрів і конструкцій вихідних частин середнього й низького тиску. Розглянуто два варіанти модернізації структури теплової схеми енергоблоку серії 300 МВт й оцінено масштаби переобладнання системи регенерації підігріву живильної води. У першому варіанті теплової схеми 1-й відбір пари організовано з холодних ниток модернізованого циліндра високого тиску із ультрасуперкритичними параметрами, а 2-й – з холодних ниток надбудови циліндру середнього тиску. При цьому заміні підлягають два підігрівачі високого тиску та турбопривід живильного насосу. Недоліком цього варіанта є те, що через суттєве підвищення параметрів пари неможливо підібрати підігрівачі високого тиску з існуючого модельного ряду, а необхідно розробляти нову конструкцію. Електричний ККД для цього варіанта модернізації підвищується з 36,5% (вихідна теплова схема турбіни К-300-240-2) до 42,5%. У другому варіанті пропонується для збереження наявних підігрівачів високого тиску на один вал із турбопривідом живильного насосу встановити додаткову турбіну потужністю 3 МВт, на вхід якої подається пара з холодних ниток циліндра високого тиску із ультрасуперкритичними параметрами з витратою, що дорівнює сумі 1-го та 2-го відборів вихідного варіанта турбіни. Пара з відборів додаткової турбіни надходить до підігрівачів високого тиску ПВТ9 та ПВТ8 з параметрами, що відповідають вихідним даним наявної турбіни. Беручи це до уваги, підігрівачі високого тиску не підлягатимуть заміні. Крім того, потужності додаткової турбіни достатньо, щоб разом із турбопривідом живильного насосу забезпечити роботу живильного насосу для отримання тиску води 34 МПа. З огляду на це турбопривід живильного насосу теж залишається без змін, крім монтажу додаткової турбіни. Електричний ККД для другого варіанта схеми модернізації турбоустановки К-300-240-2 дорівнює 42,4%. Визначено, що строк окупності модернізації за першим варіантом складає 5 років з врахуванням модернізації котлоагрегату, а за другим – 4,5 роки. Запропоновано обрати варіант теплової схеми з додатковою турбіною, оскільки у цьому випадку можна провести модернізацію турбоустановки К-300-240-2 з максимально можливим збереженням системи регенерації підігріву живильної води при підвищенні її енергоефективності майже на 14%.