Современные паровые турбины ЗАО «УТЗ» для парогазовых установок

14.04.11 15:03

На сегодняшний день энергетика России взяла курс на обновление и модернизацию тепловых электростанций с помощью парогазовых циклов. За последнее десятилетие интерес к выбору профиля ПГУ за счет реального и планируемого строительства новых электростанций в России возрос еще в разы. Действительно список ПГУ введенных и вводимых в эксплуатацию на территории России говорит об «энергетическом буме» парогазовых технологий.

Сегодня по-прежнему актуальны вопросы, касающиеся разработки современного оборудования, работающего в составе ПГУ с КПД выше 50%. ЗАО «УТЗ» серьезно занимается вопросами разработки новых решений по паровым турбинам для современных ПГУ мощностью от 90 до 900 МВт.

ЗАО «УТЗ» разработал и поставил теплофикационную паровую турбину Т-53/67-8,0, которая работает в составе ПГУ-230 Минской ТЭЦ-3. В состав ПГУ входит газовая турбина GT13E2 производства Alstomноминальной мощностью 160МВт и котел-утилизатор (КУ) производства Словакии.

Турбина Т-53/67-8,0 представляет собой двухцилиндровый агрегат, разработанный на базе серийной турбины Тп-115/125-130-1. В конструкции турбины Т-53/67-8,0 реализованы как уже отработанные решения, так и ряд принципиально новых, обусловленных, прежде всего тем, что она проектировалась для работы в составе ПГУ.

Другой проект ЗАО «УТЗ» - это теплофикационная паровая турбина
Т-113/145-12,4 [6] предназначенная для работы в составе ПГУ-410 Краснодарской ТЭЦ. В состав ПГУ также входит газовая турбина фирмы «Mitsubishi Heavy Industries» M701 F4 мощностью 303 МВт и котел-утилизатор производства ОАО «ЭМАльянс» выполненный по проекту фирмы A&E (Чехия-Австрия).

Паровая турбина Т-113/145-12,4 представляет собой трехцилиндровый агрегат, и отличается значительной новизной конструкций цилиндров турбины, что обусловлено, прежде всего, тем, что она проектировалась для работы в составе трехконтурной ПГУ, а также высокими параметрами пара высокого давления (12,4 МПа, 563°С) и промежуточным перегревом пара (3,0 МПа, 560°С).

В цилиндре высокого давления применено дроссельное парораспределение, что является общепринятым решением для паровых турбин, работающих в составе ПГУ на скользящих параметрах пара. В ЦВД расположено 11 ступеней давления.

ЦВД выполнен двухкорпусным с прямоточной схемой движения пара. Первые две ступени ЦВД расположены во внутреннем корпусе. Остальные 9 ступеней в наружном. Наружный корпус ЦВД выполнен на базе отливки турбины Т-110/120-130-5МО, корпус которой отличается от серийных турбин типа Т-100/110-130 и обладает повышенными характеристиками надежности и маневренности, а также сниженной металлоемкостью. Необходимость установки внутреннего корпуса обусловлена тем, что использование однокорпусной конструкции не обеспечивает прочность и плотность вследствие высокого давления в камере паровпуска 11,9 МПа и температуры 557 °С. Использование внутреннего корпуса позволяет не только решить задачи обеспечения плотности и прочности корпуса, но и сохранить высокие маневренные характеристики ЦВД в целом.

Пар из ЦВД направляется в КУ, где смешивается с паром контура среднего давления и, пройдя пароперегреватель, поступает в цилиндре среднего давления через два блока клапанов, которые унифицированы с блоками клапанов ЦСД турбины Т-250.

ЦСД выполнен двухкорпусным с петлевой схемой течения пара в проточной части. Необходимость такого решения продиктована, главным образом, тем, что при этом зона повышенных температур (зона паровпуска) максимально отдаляется от среднего подшипника.

В межкорпусное пространство подается пар низкого давления из третьего контура КУ. На трубопроводе подвода пара низкого давления установлены блоки клапанов.

В турбоустановке используется конденсаторная группа КГ2-12000-IV с поверхностью теплообмена 12000 м² и расходом охлаждающей воды до 27000 м³/ч.

Схема подогрева сетевой воды двухступенчатая. В данной турбоустановке используются два ПСГ-2300 с поверхностью теплообмена 2300 м² каждый. Сетевой подогреватель ПСГ-1 установлен под ЦВД. Сетевой подогреватель ПСГ-2 установлен под генератором.

Удельный расход пара и удельный расход теплоты на конденсационном режиме составляет, соответственно, 2,75 кг/кВт∙ч и 10162 кДж/кВт∙ч.

Текущий проект ЗАО «УТЗ» представляет собой паровую теплофикационную одноцилиндровую турбину для работы в составе ПГУ-230 с газовой турбиной ГТЭ-160-4(7) производства ОАО «ЛМЗ» или V94.3(4), и разрабатывается для Владимирской ТЭЦ-2, Ижевской ТЭЦ-1, Новобогословской ТЭЦ, Академической ТЭЦ, Кировской ТЭЦ-3 и двух блоков на Нижнетуринской ТЭЦ.

Турбина имеет двухкорпусную конструкцию с петлевой схемой движения пара в цилиндре. Внутренний корпус цилиндра турбины литой конструкции. Наружный – лито-сварной. Пар к турбине подводится от отдельно расположенного блока клапанов (БК), состоящего из стопорного клапана с автозатвором и двух регулирующих клапанов со своими сервомоторами. БК будет унифицирован с БК турбины Т-113/145-9,3.

Проточная часть турбины состоит из 21 ступени. Во внутреннем корпусе размещены 12 ступеней давления с диаметром корня рабочих лопаток 905 мм. Диски ступеней 1-17 откованы заодно с ротором. Диски ступеней 18-21 насадные. Регулирование давления в камере отбора на ПСГ-2 при двухступенчатом подогреве сетевой воды и давление в отборе пара на ПСГ-1 при одноступенчатом подогреве сетевой воды осуществляется регулирующей диафрагмой предпоследней ступени.

Подвод пара НД осуществляется к стопорно-регулирующему клапану (СРК) НД, а затем в межкорпусное пространство.

СРК частично унифицирован с аналогичным клапаном турбины Т-53 Минской ТЭЦ-3. Выхлопная часть турбины унифицирована с выхлопной частью турбины ПТ-90-2.

С турбиной комплектуется конденсатор К-6000 поверхностью теплообмена 6000 м² и расходом охлаждающей воды 13500 м³/ч и двумя ПСГ-1300 (с давлением сетевой воды 8 ати (9 ата)) или ПСГ-1250 (с давлением сетевой воды 11,4 ати (12,4 ата)) с расходом сетевой воды до 3000 м³/ч.

Турбина может быть сопряжена с генератором мощностью 80…90 МВт.

Другой текущий проект ЗАО «УТЗ» представляет собой паровую теплофикационную одноцилиндровую турбину Т-36/50-8,8 для работы в составе ПГУ-115 с газовой турбиной PG6111(6FA) производства GEи разрабатывается на базе серийной турбины Т-50/60-8,8 для цикла ПСУ.

Головной образец будет установлен на Новоберезниковской ТЭЦ. Турбина комплектуется конденсатором типа К-3100 поверхностью теплообмена 3100 м² и расходом охлаждающей воды до 8000 м³/ч, а также одним ПСГ-1300.

ЗАО «УТЗ» проработал конденсационную паровую турбину
К-300-12,4 предназначенная для работы в составе ПГУ-900. В состав ПГУ также может входить две газовые турбины фирмы «MHI» M701 F4 или другие мощностью 300…375 МВт.

Все турбины снабжены современной микропроцессорной электрогидравлической системой регулирования и защиты, состоящей из трех основных частей: гидравлической части, электрической части и электрогидравлических преобразователей, реализующих функции преобразования электрических сигналов управления в гидравлические входные сигналы.

Существенным моментом электрогидравлической системой регулирования и защиты турбины Т-113/145-12,4 является применение в системе регулирования и защиты воды в качестве рабочего тела как наиболее эффективного противопожарного мероприятия.