2. Túlterhelés gőz- és gázerőműben

Az előadások a következő témára: "2. Túlterhelés gőz- és gázerőműben"— Előadás másolata:

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

2 Gőzerőmű optimális terhelése
Hatásfok

3 Túlterhelés szükségessége
Termelés-fogyasztás egyensúly biztosítása Termelés Fogyasztás

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

5

6 Gőzerőművek túlterhelése
Nagynyomású előmelegítők kikapcsolása

7 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

8 Túlterhelés és főberendezések
Villamos alrendszer generátor transzformátor villamos önfogyasztás

9 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

10 Kazán – szerkezeti felépítés

11 Kazán – hőmérsékletviszonyok
hőteljesítmény

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

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

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

15 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

16 Kazán – következmények

17 Gőzturbina Reakciós turbina

18 Gőturbina Egy 150 MW teljesítményű kondenzációs turbina

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

20 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

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

22 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

23 Kondenzátor - következmények
Túlterhelésnél:

24 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

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

26 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)

27 Körfolyamati jellemzők

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

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

30 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

31 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

32 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

33 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

34 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

35 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