2. Túlterhelés gőz- és gázerőműben Erőművi technológia 2. Túlterhelés gőz- és gázerőműben

Gőzerőmű optimális terhelése Hatásfok

Túlterhelés szükségessége Termelés-fogyasztás egyensúly biztosítása Termelés Fogyasztás

Gőzerőmű – beavatkozási pontok 2 G 1 3A 4 5 3B 6

Gőzerőművek túlterhelése Nagynyomású előmelegítők kikapcsolása

Túlterhelés és főberendezések Hőfelszabadítás alrendszer kazánfelületek nagysága, terhelése füstgázhőmérséklet Turbina (belső) alrendszer expanzió nyomáslefutása gőzáramok változása tápvízelőmelegítés viszonyai Hőelvonás alrendszer kondenzátor gőzterhelés, kondenzációs nyomás hűtővízellátási rendszer

Túlterhelés és főberendezések Villamos alrendszer generátor transzformátor villamos önfogyasztás

Kazán – szerkezeti felépítés túlhevített gőz túlhevítő újrahevített gőz kazándob újra- hevítő újrahevítendő gőz lelúgozás tápvíz- előmelegítő (ECO) besugárzott tűztér konvektív huzam elgőzölögtető ejtőcső tápvíz füstgáz levegő léghevítő salak előmelegített levegő

Kazán – szerkezeti felépítés

Kazán – hőmérsékletviszonyok hőteljesítmény

Kazán – jellemzők Állandó: gőzáram és füstgáz kilépő hőmérséklet Alapösszefüggés: Vízhevítő (ECO): a ECO felület elegendő:

Kazán – jellemzők Elgőzölögtető (E): az elgőzölögtető felület túlterheléshez „túlméretezett”.

Kazán – jellemzők Túlhevítő (T) és újrahevítő (ÚH): a TH és ÚH felületek túlterheléshez „túlméretezettek”.

Kazán – következmények Túlterhelés (további) következményei: a füstgáz jobban lehűthető kazánhatásfok javul harmatponti korrózió hőfeszültségek  korlátozott terhelésváltoztatási sebesség fűtőfelületek (TH és ÚH) túlméretezetté válnak „megszaladó” gőzhőmérséklet fokozottabb gőzhőmérséklet szabályozás (vízbefecskendezés) az ÚH csövek nagyobb nyomású gőzt kapnak fokozott szilárdsági igénybevétel drágább anyagok alkalmazása tűztérhőmérséklet megnő  elsalakosodás időtartam korlát

Kazán – következmények

Gőzturbina Reakciós turbina

Gőturbina Egy 150 MW teljesítményű kondenzációs turbina

Gőzturbina – következmények változatlan gőzáram csökkenő hőesés növekvő gőzáram növekvő hőesés vagy 

Gőzturbina – következmények Mechanikai (szilárdsági) igénybevétel lapátok hajító igénybevétele növekszik axiális erők növekednek  támcsapágyak turbinaház belső nyomás nő  osztósík csavarok tengely csavaró igénybevétel nő (P=M·ω) Járulékos hatások és visszahatások nagyobb gőzáram a kondenzátorba növekvő kondenzátornyomás csökkenő kilépő fajtérfogat eredőben csökkenő kilépési veszteség

Gőzturbina – következmények Növekvő megcsapolási nyomások csapolási gőzvezetékek növekvő szilárdsági igénybevétele tápvízelőmelegítési hőmérsékletek részleges kompenzációja

Hőelvonási alrendszer 1 2 3 4 5 6 7 8 1: gőzbeömlő csonk; 2: kondenzátor-köpeny; 3: csőfalak; 4: hőátadó csövek 5: vízkamrák; 6: csapadékgyűjtő (zsomp); 7: gőz-levegő keverék elszívás; 8: hűtővíz be-, ill. kilépés

Kondenzátor - következmények Túlterhelésnél:

Tápvízrendszer – következmények Csapadékszivattyú növekvő tömegáram  növekvő teljesítmény Kisnyomású előmelegítők nagyobb megcsapolási nyomás nagyobb tápvízáram  nagyobb áramlási sebesség  nagyobb nyomásesés Gáztalanítós táptartály nagyobb gőznyomás  szilárdsági ellenőrzés

Körfolyamati jellemzők Túlterhelés következményei: többlet hőbevitel a HF alrendszerben: többlet villamos teljesítmény: többlet tüzelőanyag bevitel aránya: többlet villamos teljesítmény aránya:

Körfolyamati jellemzők Hatásfokok a túlterhelés hatásfoka: Mennyire jó? (általában: 0,25..0,3) a túlterhelés differenciális növekmény hatásfoka: Meddig érdemes? (általában: 0,15..0,2)

Körfolyamati jellemzők

Gőzerőművek túlterhelése Megkerülővezetékes gőzbevezetés frissgőz főgőzszelep b c u d a szabályozó szelepek kerékszekrény-tér

Megkerülővezetékes gőzbevezetés A turbina nyomáslefutása pfrissgőz a+u b+u c+u c+d pU,max c+d pkond. kr. c u d kond.

Megkerülővezetékes gőzbevezetés Következmények: megnő a turbina gőznyelése, mivel a kazánt túl kell méretezni ÚH nyomás veszélyesen nagy lehet kondenzátornyomás növekedhet csapolási nyomások növekednek  előmelegítési véghőmérséklet nő  egyes előmelegítők kikapcsolhatók

Gázturbinás egységek Túlterhelési (beavatkozási) lehetőségek: 4 2 1 3 ü Q . GT P K T É (c) (d) (a) (b) Túlterhelési (beavatkozási) lehetőségek: lapátállítás  térfogatáram (mennyiségi) levegő előhűtés  tömegáram (mennyiségi) tüzelésszabályozás  hőmérséklet (minőségi) víz/gőz befecskendezés  tömegáram és hőmérséklet

Gázturbinás egységek – jellemzők Levegő (T1) és tüzelés (mÜ  T3) szabályozás 1,25 1,0 0,9 T3,nom+50 relatív teljesítmény, P/Pnom 0,8 T3,nom T3,nom-50 T3,nom-100 -15 °C 15 °C 30 °C külső levegő hőmérséklete, T1

Gázturbinás egységek – jellemzők Levegő (T1) és tüzelés (mÜ  T3) szabályozás 1,05 T3,nom+50 1,00 T3,nom 0,95 T3,nom-50 T3,nom-100 0,90 relatív hatásfok, η/ηnom 0,80 -15 °C 0 °C 15 °C 30 °C külső levegő hőmérséklete, T1

Gázturbinás egységek – jellemzők Túlterhelés víz/gőz befecskendezéssel P/Pnom víz P/Pnom gőz η/ηnom gőz 1,0 relatív jellemzők η/ηnom víz víz/gőz befecskendezés mértéke

Gázturbinás egységek – jellemzők A túlterhelés következményei T3 növelés: csökkenő maradó élettartam  karbantartási költségek növekedése T1 csökkentés: hűtőberendezés kiépítése víz/gőz befecskendezés: lapátterhelés (hőfeszültségek) NOx kibocsátás csökkenés