Компоновка главного корпуса газомазутных электростанций

В течение ряда лет в Советском Союзе на тепловых электростанциях, в особенности на ТЭЦ, широко при­меняли в качестве топлива природный газ и мазут.

Компоновка главного корпуса газомазутной элек­тростанции значительно проще, чем на пылеугольной. Она естественно выполняется в виде параллельно рас­положенных примыкающих друг к другу машинного зала, промежуточного однопролетного (деаэраторного) помещения, котельной. Паровой котел устанавливают фронтом к машинному залу. Дымовые газы из котель­ной выводят наружу к находящимся на открытом воз­духе регенеративным воздухоподогревателям, затем к дымососам и к дымовой трубе. Ввиду высокой серни­стости сжигаемого мазута на крупных ТЭС дымовые трубы выполняют большой высоты (250—400 м). Близ регенеративных воздухоподогревателей устанавливают калориферы для предварительного подогрева воздуха паром или горячей водой.

На ряде крупных электростанций в европейской части Советского Союза работают газомазутные энер­гоблоки 800 МВт. Две из них — в Приднепровье — вы­полнены с оригинальной компоновкой, которую можно назвать «зубчатой». Машинный зал с продольно распо­ложенными в нем турбоагрегатами 800 МВт значитель­но длиннее котельной. Котлы находятся в отдельных помещениях, примыкающих к машинному залу и рас­положенных близ паровых турбин соответствующих энергоблоков (рис. 5.7).

Наиболее мощный в мире одновальный турбоагре­гат газомазутного энергоблока 1200 МВт устанавлива­ют в двухпролетном машинном зале (рис. 5.8). При­менение газомазутного котла малогабаритного типа позволяет выполнять главный корпус в виде однопро­летного зала с установкой в нем турбоагрегатов, кот­лов, деаэраторов.

Развитие энергетики на севере Тюменской области связано со строительством крупных ГРЭС, использую­щих в качестве топлива исключительно природный газ. На рис. 5.9 приведен разрез главного корпуса одной из таких электростанций — Сургутской ГРЭС-2. Она рассчитана на установку шести энергоблоков 800 МВт. Использованы турбоагрегаты К-800-240-5 ЛМЗ в новой унифицированной компоновке, с сокращенной длиной ячейки, равной 72 м вместо 108 м, для блоков 800 МВт Углегорской и Запорожской ГРЭС (рис. 5.7). Паро­вые котлы ТГМП-204 ТКЗ производительностью 2650-10³ кг/ч на параметры перегретого пара 25 МПа, 545/545 °С модернизированы с учетом работы только на природном газе и при большой продолжительности от­рицательных температур наружного воздуха. Котлы вы­полнены газоплотными, на уравновешенной тяге. Весь необходимый для сжигания топлива воздух поступает через приточные вентиляционные установки, располо­женные на наружных стенах главного корпуса со стороны машинного зала (ряд А) и отделения РВП и дымососов (ряд Д). В этих установках горячей водой из сетевых подогревателей энергоблоков (температур­ный график 150/70 °С) воздух подогревается до 10—15 ^оС

Паровые котлы расположены в котельном отделе­нии без установки между ними глухих перегородок. Поэтому для обеспечения минимальной загазованности в верхней части котельной и отвода тепловыделения в главном корпусе ГРЭС весь воздух с температурой 30—40 °С засасывается дутьевыми вентиляторами в верх­ней части котельного отделения.

В компоновке Сургутской ГРЭС-2, так же как и в компоновке блоков 800 МВт на Березовской ГРЭС, котельная ячейка сдвинута относительно турбинной ячейки на два шага колонн в сторону временного тор­ца. Это позволило сократить длину главных паропро­водов и отказаться от трубопроводного коридора в деаэраторной этажерке.

Пролет машинного зала составляет 54 м при от­метке обслуживания 11,4 м и глубине подвала 3,6 м. В пристройках со стороны ряда А расположены БЩУ (по одному на два блока). Пролет деаэраторного отде­ления равен 12 м~, а ширина котельной принята 45 м. Под конвективной шахтой котлов установлено по два дутьевых вентилятора. Вплотную к котельной примыка­ет крытое отделение РВП и дымососов пролетом 33 м. В нем установлены по два РВП- диаметром 13,88 м, два осевых дымососа и два дымососа рецирку­ляции дымовых газов для регулирования температуры пара промежуточного перегрева.

Природный газ после газораспределительной стан­ции (ГРС) по трем трубопроводам диаметром 800 мм с давлением 1,2 МПа поступает к газораспределитель­ным пунктам (ГРП) каждого из паровых котлов, а за­тем к 36 горелкам котла при давлении газа перед го­релками 3 кПа.

Удаление дымовых газов и содержащихся в них оксидов азота осуществляется двумя дымовыми тру­бами ГРЭС (по три блока на одну трубу) с диаметром устья 11,9 м и высотой 272,7 м.

Институтом ВНИПИэнергопром разработан проект серийной газомазутной ТЭЦ заводского изготовления из типовых строительно-технологических секций, узлов и деталей повышенной готовности (ТЭЦ-ЗИГМ). Пред­усмотрено построить 17 таких ТЭЦ общей мощностью около 6 млн. кВт (Каунасская, Куйбышевская, Таллин­ская ТЭЦ-2, Северо-Двинская и др.).

Главный__корпус ТЭЦ-ЗИГМ запроектирован в виде двухпролетного здания: машинное отделение и котель­ное отделение с встроенной в нем деаэраторной эта­жеркой. Турбоагрегаты ПТ-80, .Т-110, Р-50 устанавлива­ют поперечно в здании с пролетом 57 м при ширине ячейки 24 м; турбоагрегаты ПТ-135, Р-100, Т-175 ус­танавливают продольно при ширине ячейки соответ­ственно 36, 36 и 48 м. На рис. 14.10 приведена ком­поновка котельного отделения серийной ТЭЦ-ЗИГМ с котлами БКЗ-420-140.

Дальнейшим совершенствованием компоновки ТЭЦ-ЗИГМ является внедрение малогабаритных паро­вых котлов с вихревыми циклонными топками конструк­ции ЦКТИ, что снижает стоимость строительной части и улучшает удельные показатели компоновки главного корпуса (табл. 5.1).

Таблица 5.1

Показатель	ТЭЦ-ЗИГМ с обычными паро­выми котлами (Таллинская ТЗЦ-2)	ТЭЦ-ЗИГМ с ма­логабаритными котлами (Ростов­ская ТЭЦ-2)
Основное оборудование
(число и мощность):
турбоагрегаты,	1ХПТ-80+ЗХ	2ХПТ-80+2Х
МВт	ХТ-110	ХТ-110
паровые котлы, т/ч	4X500	4X500
Удельная площадь застройки	0,0256	0,022
главного корпуса, м2/кВт
Удельный объем застройки	0,895	0,777
главного корпуса, м3/кВт
Стоимость, %
Трудозатраты, %

Рис. 5.7. Компоновка главного корпуса газомазутной электростанции с энергоблоками 800 МВт («зубчатая» компоновка с продольным расположением турбоагрегатов в машинном зале):

а-поперечный разрез; б-план энергоблока; в-план ТЭС 4800 МВт; /-турбина; 2-генератор; 3-возбудитель; 4 - насосы водяных эжекторов; 5 – конденсатные насосы; 6-9- ПНД; 10,11- подогреватели уплотнений; 12 - циркуляционный охладитель генератора; 13 - насос замкнутой системы газоохладителей; 14-16 – ПВД; /7-бустерный насос; 18- питательный турбонасос; 19- приводная турбина питательного насоса; 20 - конденсатор приводной турбины; 21- целлюлозный фильтр; 22- фильтр смешанногодействия; 23 -охладитель огнестойкой жидкости; 24 - насос системы регулирования; 25, 26 - насосы системы смазки; 27 - циркуляционный насос; 28,29- подогревателисетевой воды; 30-деаэраторный бак; 31 -деаэрационная колонка; 32-паровой котел; 33-центробежная воздуходувка; 34 – турбопривод воздуходувки; 35- воздухоподогреватель; 36,37- мостовые краны; 38-41- кран- балки; 42-монорельс; 43-кран полукозловой переносной; 44- кран; 45- насосы для охлаждения огнестойкой жидкости; 46- сливные насосы ПНД; 47- фильтры выносной регенерации

Таблица 5.2

				Теплов	ые электростан	ции			Атомная электро-
		газомазутные			угольные		станция
Показатель	Сургутская ГРЭС-1	Ставрополь­ская ГРЭС	Сургутская ГРЭС-2	Костромская ГРЭС-3	ТЭЦ-ЗИГМ (проект)	Зуевская ГРЭС-2	Эквбастуз-ская ГРЭС-1	Гусино- Озерская ГРЭС-1	ТЭЦ-ЗИГТ (проект)	Южно- Украинская
Основное оборудование (число и мощность):
турбоагрегаты, МВт   паровые котлы, т/ч (ядерные реакторы, МВт)	12X210   12X640	8X300   8Х1000	6X800   6X2650	2x1200   2x3950	ЗхТ-110: 1ХПТ-60 4x420	8x300   8Х1000	8X500   8x1630	6x210   6x640	4хТ-110   4x420	2х1000   2Х1000
Удельная площадь застройки, м2/кВт	0,0256	0,0182	0,015	0,011	0,023	0,019	0,0154	0,0274	0,049	0,0162
Удельный объем застройки, м3/кВт	0,905	0,635	0,725	0,513	0,815	0,89	0,802	1,125	1,76	0,615
Удельные капиталовложения, руб./кВт		108,5	—			135,3	120,1		—	193,5

На рис. 5.11 приведена компоновка главного кор­пуса Ростовской ТЭЦ-2 с малогабаритными котлами на газомазутном топливе. Такая компоновка позволила применить однопролетное совмещенное помещение ма­шинного и котельного отделений при его ширине в 57 м. Использованы поперечное расположение турбоагрегатов и установка специальной площадки для деаэраторов питательной воды на отметке 18 м.

Рассмотренные компоновки главного кор­пуса являются закрытыми. Лишь часть ко­тельного оборудования (воздухоподогревате­ли, дымососы, калориферы) в условиях уме­ренного или теплого климата устанавливают на открытом воздухе В южных районах Советского Союза (За­кавказье, Средняя Азия), а также за рубе­жом применялись полуоткрытые компоновки главного корпуса ТЭС. На открытом воздухе устанавливают котлы и их вспомогательное оборудование. Турбоагрегаты защищают лег­кими укрытиями (типа ангара), внутри кото­рых находится козловой кран малой грузо­подъемности для мелких ремонтных работ. Целесообразно выполнять такие укрытия (ка­бины) телескопического типа, раздвижными на катках. Для монтажа и ремонта крупных деталей турбоагрегатов применяют электри­ческие краны (козлового или Г-образного типа).

Вспомогательное оборудование машинного зала находится в закрытом конденсационном помещении. Котлы прикрывают сверху наве­сами со скатами для отвода осадков. Кар­кас котла и боковые его ограждения выпол­няют с учетом ветровой нагрузки, с усиленной тепловой изоляцией и противокоррозион­ной защитой. Вокруг котла, вдоль боковых его стен, на различной высоте устраивают закрытые галереи с лестницами для обслужи­вающего персонала станции. Для обслужива­ния котельного оборудования устанавливают грузоподъемные механизмы (электротельфе­ры и др.), а также грузовые и пассажирские лифты.

Деаэраторы размещают на верхнем пере­крытии промежуточного помещения или на специальных площадках близ котлов. Щиты управления оборудованием электростанции находятся в закрытых помещениях.

Рис. 5.8. Компоновка главного корпуса газомазутной электростанции 2400 МВт с двумя энергоблоками 1200 МВт, с поперечным размещением турбоагрегатов:

а— поперечный разрез; б — план; 1— однокорпусный паровой котел; 2—турбина; 3—конденсатор; 4—генератор; 5 — возбудитель; 6 — турбопривод ПТН; 7 — питательный турбонасос; 8— деаэраторный бак; 9 — деаэрационная колонка 0,7 МПа; 19- ПНД смешивающего типа; 12 — дымовая труба; 13— воздуходувка; 14 — регенеративный воздухоподогреватель

Открытые компоновки главного корпуса позволяют значительно снизить капитальные затраты на строительную часть, однако стои­мость парового котла при этом возрастает. Условия работы персонала электростанции с открытой компоновкой из-за осадков, ветров, солнечной радиации хуже, чем на электро­станциях с закрытой компоновкой главного корпуса. По этим причинам открытые компоновки главного корпуса электростанции в последние годы в Советском Союзе, а также рубежом не применяют.

Приближенным критерием экономичности компоновки главного корпуса электростанции служит удельный объем его здания, м³/кВт: v=V/ N. Для современных пылеугольных ТЭС

v= 0,6-0,7 м³/кВт, для газомазутных v=0,5-0,6 м³/кВт.

Более точно экономичность компоновки главного корпуса ТЭС характеризуется удель­ными затратами строительных материалов, объемом работ, массой металла трубопрово­дов и т. д. (табл. 5.2).

Рис. 5.9. Поперечный разрез главного корпуса Сургутской ГРЭС-2 и план его размещения на территории стан­ции:

1 — главный корпус; 2— блочный щит управления; 3 — открытая установка трансформаторов; 4—открытое распределитель­ное устройство 500 кВ; 5 — блок вспомогательных сооружений на ОРУ 500 кВ; 6 — газораспределительный пункт; 7 — здание газоочистки; 8 — блочная насосная с насосной производственно-противопожарного водоснабжения; 9— открытый отводящий канал; 10 — химводоочистка со складом химреагентов и очистными сооружениями; 11 — объединенный ремонтный блок; 12 — общестанционная с дизельной; 13 — электролизная установка с объединенной насосной станцией перекачки хозфекальных и промливневых стоков; 14 — ацетилено-генераторная со складом карбида; 15 — маслохозяйство; 16 — инженерно-бытовой корпус; 17 — ремонтно-строительный цех; 18 — тепловозное депо; 19 — автохозяйство; 20 — мазутное хозяйство аварийного топлива; 21 — завод электромонтажных изделий; 22 — тепломонтажная база; 23 — турбина; 24 — испаритель; 25 — конденсатор: 26 — подогреватель высокого давления; 27 — деаэратор; 28—паровой котел;25—дутьевой вентилятор; 30— дымосос рециркуляции; 31 — регенеративный воздухоподогреватель; 32 — осевой дымосос; 33- дымовая труба; 34- трансформатор.