Учет топливного газа производится измерительным устройством, меряющим перепад давления на измерительной диафрагме, установленной после скруббера топливного газа. По перепаду давления вычисляется расход топливного газа. Замерное устройство позволяет менять диафрагму во время работы.
4. ОСНОВНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ
Газотурбинный энергоблок «Таурус-60» представляет собой комплектный силовой модуль, оснащенный дополнительными и вспомогательными системами, необходимыми для нормальной эксплуатации при подсоединении к соответствующим системам электростанции.
Газотурбинный энергоблок рассчитан на промышленные условия эксплуатации и представляет собой малогабаритный облегченный модуль, занимающий минимальную площадь при монтаже. Блочный принцип позволяет существенно снизить затраты времени, материалов и стоимость монтажа.
В комплект газотурбинного энергоблока входят:
- газовая турбина «Таурус-603-7001», выполненная по одновальной схеме;
- воздухозаборный и выхлопной коллекторы турбины;
- основной понижающий редуктор планетарного типа; генератор;
- щит управления турбины/генератора; пусковая система;
- топливная система; система смазки;
- монтажная рама с поддоном для сбора утечек;
- электрическая разводка на монтажной раме.
Двигатель, редуктор и генератор смонтированы на стальной единой несущей раме. Механические соединения для подключения агрегата к системам станции размещены по внешнему контуру рамы. Редуктор присоединяется непосредственно к турбине; валы соединяются закрытой зубчатой муфтой, исключая необходимость в регулировке соосности на месте монтажа. Редуктор и генератор соединены сухой дисковой муфтой, закрытой кожухом. Выставление соосности генератора по редуктору обеспечивается регулировочными болтами.
Газовая турбина
Номинальная мощность турбины (по ISO) – 5,2 МВт.
Расчетные характеристики газовой турбины
| Высота ГТУ над уровнем моря | - 77 м. |
| Полное сопротивление входного тракта | - 76,2 мм в. ст. |
| Полное сопротивление выходного тракта | - 76,2 мм в. ст. |
| Наименование | Размер | Температура воздуха, 0С | |||
| - 40 | - 15 | 0 | 15 | ||
| Мощность на клеммах генератора | КВт | 6887 | 6081 | 5592 | 5050 |
| Расход выхлопных газов | кг/ч | 89665 | 82773 | 80969 | 77007 |
| Температура выхлопных газов | 0С | 463 | 475 | 484 | 488 |
| Расход топлива** | м3/ч | 2085 | 1858 | 1756 | 1632 |
| КПД | % | 31,98 | 30,68 | 30,81 | 29,94 |
| Содержание NOx* | мг/нм3 | не выше 82 | не выше 50 | не выше 50 | не выше 50 |
| Содержание CO* | мг/нм3 | не выше 144 | не выше 60 | не выше 60 | не выше 60 |
* при стабильном режиме работы ГТУ в диапазоне нагрузок 50% ... 100% от полной, на срезе выхлопного коллектора турбины, при сухом выхлопе, приведено к 15% O2.
** расчет выполнен для топливного газа с низшей теплотворной способностью QPH=37824.4 кДж/м3, g=0.6388 кг/м3, следующего состава: СН4=90,72%, С2Н4=3,05%, С3Н8=3,68%, С4Н10=1,49%, С5Н12=0,25%, СО2=0,81%, N2=1,72%.
Газовая турбина «SoloNOx Таурус-60S» фирмы SolarTurbines представляет собой автономную осевую одновальную турбину с сухим методом подавления NOx. Основной редуктор, включающий также коробку приводов вспомогательных систем, является отдельным узлом с закрытой муфтой, находящийся на переднем (всасывающем) конце турбины.
В состав турбины входит:
- узел редуктора с приводами вспомогательных систем; коллектор воздухозабора с компенсатором;
- 12-ступенчатый осевой компрессор с изменяемой геометрией входных направляющих лопаток и первых трех ступеней лопаток статора компрессора;
- кольцевая камера сгорания «SoloNOx» с 12 топливными форсунками;
- трехступенчатая турбина;
- выхлопной коллектор турбины.
Основной редуктор с коробкой приводов вспомогательных систем приводится в движение валом турбины. На этом узле установлены приводимые им главный масляный насос, устройство запуска турбины и другие механизмы.
Воздух поступает в воздухозаборник газовой турбины и сжимается осевым компрессором. Сжатый воздух подается в камеру сгорания постоянным потоком. Топливо впрыскивается в сжатый воздух в кольцевой камере сгорания. Горячие газы под давлением выходят из камеры сгорания и проходят через турбину, преобразуя энергию сгорания топлива в механическую энергию вращения выходного вала турбины.
Система сжигания предварительно обедненной горючей смеси «SoloNOx» уменьшает загрязнение окружающей среды за счет ограничения образования окислов азота (NOx) и окиси углерода (СО). Кроме того, параметры теплового цикла и аэродинамическая конструкция турбины подобраны таким образом, чтобы обеспечить ее максимальные характеристики в сочетании с надежностью в эксплуатации и большим сроком службы.
Выходной вал силовой турбины механически соединен с турбокомпрессором и турбиной, формируя «жесткую» и «одновальную» конфигурацию.
Типовые характеристики одновальной газовой турбины «SoloNOx Таурус-60S».
Компрессор
| Тип | Осевой |
| Число ступеней | 12 |
| Степень сжатия | 11.7:1 |
| Расход (номинальный) | 21.1 кг/с |
| Скорость вращения | 14944 об/мин |
Камера сгорания
| Тип | Кольцевая с предварительным смешиванием обедненной смеси |
| Воспламенение | Горелка |
| Количество топливных форсунок | 12 |
Турбина
| Тип | Осевая |
| Количество ступеней | 3 |
| Скорость вращения: 50 Гц | 14944 об/мин |
Подшипники
| Радиальные, скольжения | С плавающими колодками |
| Упорный | С постоянной конической шейкой |
Редуктор
Понижающий редуктор спроектирован и изготовлен фирмой «Solar» на принципе планетарной эпициклической конструкции.
Редуктор снижает выходную скорость турбины с 14944 об/мин до требуемой рабочей скорости генератора и рассчитана на длинный режим работы при выходной скорости 1500 об/мин.
Основные характеристики редуктора:
- расчетная долговечность 100 000 часов с осмотрами через каждые 30 000 часов;
- объединенная конструкция с турбиной;
- непосредственное болтовое соединение с турбинной и общая с ней рама основания;
- датчик вибрации;
- коробка приводов вспомогательных систем для:
- масляного насоса;
- пускового устройства;
- топливного насоса высокого давления (для двухтопливных агрегатов).
Турбогенератор
Турбогенератор синхронный, самообдуваемый, открытого типа и бесщеточной системой возбуждения фирмы «Ideal».
Мощность ~ 4,8 МВт, напряжение – 6,3 кВ, СОSj = 0,8, скорость вращения ротора – 1500 об/мин, честота тока – 50 Гц, КПД – 97%.
К особенностям генератора относятся следующие:
- подшипники скольжения;
- соединение типа «звезда»;
- клеммная коробка;
- формованная обмотка статора;
- демпферная обмотка;
- успокоительная обмотка;
- балансировка ротора до скорости 125% от минимальной;
- нагреватели против конденсации;
- устойчивость к короткому замыканию в течение 10 сек;
- возможность перезагрузки по нормативу NEMA:
- ток 150% от номинальной в течение 1 мин;
- 110% в течение 2 часов.
Система смазки общая с турбиной.
Воздухозаборная система
В воздухозаборную систему входят компоненты, предназначенные для обеспечения чистого и равномерного потока воздуха, поступающего в турбину. Глушитель, воздуховоды и вохдухозаборной фильтр спроектированы таким образом, чтобы свести потери давления на входе к минимуму. Как правило, такие потери при частом воздухозаборном фильтре не будут превышать 102 мм в. ст.
Выхлопная система
Выхлопная система турбины состоит из компенсатора, выхлопного газохода, глушителя и выхлопной трубы.
Снижение уровня шума выхлопа обеспечивается выхлопным шумоглушителем. Ниже приведены расчетные характеристики:
| Частотный диапазон (Гц) | 63 | 125 | 250 | 500 | 1000 | 2000 | 4000 | 8000 |
| Вносимое дин. затухание | 7 | 15 | 24 | 30 | 32 | 29 | 23 | 15 |
Пусковая система
В пусковую систему входят стартер и соответствующие приборы системы контроля для создания крутящего момента, необходимого для начала вращения и разгона турбины до достижения установившегося режима. При отключении стартера работает его обгонная муфта, и турбина разгоняется самостоятельно до полной нагрузки.
Электрическая пусковая система прямого действия состоит из двух основных компонентов: электродвигателя переменного тока и частотно- регулируемого привода.
Двигатель поставляется смонтированным непосредственно на редукторе вспомогательного оборудования или на газогенераторе турбины.
Электрический стартер имеет преимущество перед газовым турбодетандером, так как является экологически чистым и более компактным элементом.
Топливная система
Топливная система способна работать на природном газе или жидком топливе и включает компоненты, необходимые для управления подачей топлива согласно требуемым нагрузкам, а также все необходимые элементы управления для перехода с одного вида топлива на другое в процессе работы.
В топливную систему для газа входит следующее: главный запорный топливный клапан;