Паровые турбины малой мощности

Паровые турбины малой мощности от 100 до 20 000 кВт

ГК ТУРБОПАР производит паровые турбины малой мощности от 100 кВт до 1000 кВт, предназначенных для утилизации избыточной энергии пара от паровых котлов. Внедрение паровых турбин малой мощности является эффективным мероприятием по энергосбережению.

Паровые турбины
100 кВт – 1 МВт

Паровые турбины
1 МВт – 20 МВт

Турбопривод
1 – 20 МВт

Вертикальные приводные турбины 100-200 кВт

Паровая турбина 100 – 250 кВт

Паровая турбина 250 – 400 кВт

Противодавленческие турбины 400-800кВт

Противодавленческие турбины 800-1000кВт

Конденсационные турбины 100-1000кВт

Основные технические характеристики паровой микро турбины TURBOPAR (паровые микротурбины) от 100кВт до 1 000кВт:

Пришлите заполненный опросный лист на e-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Или подберите паровую турбину по телефону: +7 (495) 518-94-16

При использовании данной технологии (паровой турбины низкого давления), получение пара требуемых параметров на технологию происходит не путем дросселирования пара после котла (или снижением рабочего давления котла), как делают в большинстве котельных, а при помощи срабатывания пара в турбине с получением дополнительной энергии (тепло и электричество).

Таким образом, если Ваше предприятие приняло решение приобретать паровые котлы на давлении 10бар, 12бар, 16бар, 18бар и выше, целесообразно одновременно устанавливать паровую микро турбину и вырабатывать бесплатно до 1МВт электрической энергии. В большинстве Европейских стран такой политики придерживаются уже много лет. В том, числе и паровая турбина 200 кВт.

Паровую микро турбину все равно когда устанавливать: или когда только выбирают паровые котлы или в уже работающую котельную. Габариты турбины очень малы, поэтому ее можно ставить на любой свободной площадке размером 3х3м непосредственно возле котла.

Окупаемость внедрения мероприятия “паровая турбина низкого давления” зависит от тарифа на электроэнергию в вашем регионе и составляет 2-3 года. Паровая турбина цена от производителя.

Примеры паровых турбин низкого давления TURBOPAR установленных на промышленных предприятиях

Паровая турбина 310кВт установленная на сельхозперерабатывающем предприятии, в г. Дворец, вид топлива солома, костра.Паровая турбина 150кВт установленная на перерабатывающем предприятии, в г. Дубровно, вид топлива солома, костра.Паровая турбина 700кВт установленная на химическом заводе, в г. Чирчик, вид топлива газ.Паровая турбина 250кВт установленная на заводе в г. Слоним, вид топлива газ.Паровая турбина 150кВт установленная на спиртовом заводе в г. Чашники, вид топлива газ.

Энергосберегающая Турбина экономит 30 000 – 50 000$ в год!

ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ! По данным технико-экономических расчетов Энергосберегающая Турбина 250 кВт (паровые турбины низкого давления или паровые микротурбины) экономит 30 000 – 50 000$ в год на внедряемых предприятиях.

Пример подбора паровой турбины малой мощности

Если на Вашем предприятии установлен котел производства БИКЗ или другой, Viessman, Wartsila, Ferroli, ICI Caldaie, Bderus и т.п. (главное, чтобы котел был паровой), который, к примеру, работает с параметрами свежего пара на выходе 13 атм. и расходом 10 т/час, а для технологии требуется давление пара 2 -4 атм., то устанавливается редукционная установка (РУ), которая снижает давление с 13 атм. до 2 -4 атм. При этом бесполезно теряется потенциальная энергия пара. Если вместо РУ установить паровую микро турбину, то будет получен источник электроэнергии мощностью около 250 кВт, что покроет собственные нужды котельной. Стоимость такой электроэнергии в 2-3 раза меньше, чем покупаемая у энергосистемы. Потребление газа на таких мини-ТЭЦ возрастает в сравнении с исходным режимом работы котельной ориентировочно на 4-7 %. Паровая турбина 160 кВт.

Если в здании котельной не достаточно места для размещения можно использовать вертикальную паровую турбину. Вертикальная паровая турбина изготавливается только на мощности от 100кВт до 200кВт. Паровая турбина 180 кВт.

Малые паровые турбины TURBOPAR производства ООО «Ютрон производство» предназначены для привода насосов, вентиляторов и других механизмов вместо электропривода, а также электрогенераторов для собственного производства электроэнергии (мини-ТЭЦ). Малые паровые турбины «Ютрон – Паровые турбины» можно использовать вместо РОУ.

Отработавший в турбине пар используется для технологических нужд и теплоснабжения.

Паровая турбина низкого давления имеет следующие показатели надежности:

  • срок службы между капитальными ремонтами – не менее 5 лет;
  • средняя наработка на отказ – не менее 7000 ч;
  • коэффициент готовности – не менее 0,98;
  • полный установленный срок службы – не менее 25 лет, за исключением быстроизнашивающихся деталей.

Система управления. Шкаф управления и защит

Система управления паровой турбины осуществляет измерение технологических параметров установки и параметров пара для обеспечения автоматического управления технологическим процессом и безопасных условий работы.

Паровые турбины малой мощности

Паровые микротурбины относятся к турбинам малой мощности, и устанавливаются на существующих энергоисточниках с целью утилизации избыточной энергии пара с целью рационализации использования топлива и финансовых ресурсов и являются важнейшим направлением в технологии энергосбережения. Данная технология позволяет получить дополнительную электрическую энергию, при рационализации технологической схемы паровой котельной.

Например, если на существующей котельной имеется паровой котел на давлении 4 бар абс и выше, при наличии избытка пара целесообразна установка паровой микротурбинуы мощностью от 50 кВт с целью выработки электроэнергии без дополнительных затрат на установку котлов, увеличивая при этом суммарный коэффициент полезного действия энергопредприятия. Стоимость такого электричества будет в 2-3 раза меньше, чем приобретение его у энергосистемы. Внедрение такой турбины окупается в течение 2-3 лет.

Большой набор вариантов конструкций микротурбин в диапазоне мощностей от 50 до 3000 кВт позволяет выбрать модель, соответствующую параметрам эксплуатации. Так, например, уже разработаны турбины мощностью в диапазонах 50 – 200 кВт; 200 – 700 кВт и 700 – 3000 кВт.

Если Ваше предприятие приняло решение о приобретении современных паровых котлов на давлении от 10 бар и выше, целесообразно также устанавливать паровую микро турбину и вырабатывать на тепловом потреблении до 3 МВт электрической энергии. В большинстве Европейских стран такой политики придерживаются уже много лет. Паровую микро турбину можно устанавливать как при строительстве новой, так и на работающей паровой котельной. Габариты турбины очень малы, ее можно ставить без больших затрат по реорганизации всего помещения на любой свободной площадке рядом с котлом.

Турбоустановки европейского производства – это безопасная и экономичная эксплуатация как минимум 100 000 часов !

Ключевые характеристики

  • Высокоэкономичное производство электричества из энергии пара
  • Безопасная и экономичная эксплуатация
  • Возможность регулирования расхода пара через турбину
  • Модульная конструкция с простым монтажом
  • Малые капитальные затраты на монтаж и ввод в эксплуатацию
  • Срок службы как минимум 100 000 часов.

Паровые микротурбины 50 – 200 кВт

Технические параметры

Электрическая мощность: 50 – 200 кВт

Температура пара на входе: 130 – 350°C

Давление пара на входе: 4,0 – 35,0 бар.абс.

Температура пара на выходе: 105 °C – 315 °C

Давление пара на выходе: 1,1 – 6,0 бар.абс

Расход пара: 1,1 – 20,0 т/ч

Вес с рамой (нетто): 1,5 – 12,5 т

Время подъема нагрузки на полную мощность 10 мин

Паровые микротурбины 200 – 700 кВт

Технические параметры

Электрическая мощность: 200 – 700 кВт

Температура пара на входе: 130 – 420°C

Давление пара на входе: 6,0 – 63,0 бар.абс.

Температура пара на выходе: 105 °C – 400 °C

Давление пара на выходе: 0,5 – 14,0 бар.абс

Расход пара: 4,0 – 25 ,0 т/ч

Вес с рамой (нетто): 6 – 8 т

Время подъема нагрузки на полную мощность 10 мин

Паровые микротурбины 700 – 3000 кВт

Технические параметры

Электрическая мощность: 700 – 3000 кВт

Температура пара на входе: 130 – 380°C

Давление пара на входе: 6,0 – 40,0 бар.абс.

Температура пара на выходе: 105 °C – 280 °C

Давление пара на выходе: 0,5 – 14,0 бар.абс

Расход пара: 10 – 30 т/ч

Вес с рамой (нетто): 9 – 13 т

Время подъема нагрузки на полную мощность 15 мин.

Паровые микротурбины могут использоваться на всех предприятиях где есть источник пара:

  • Металлургические производства, имеющие контур охлаждения
  • Химические и фармацевтические заводы, использующие систему выпаривания
  • Паровые котельные, ТЭЦ и ГРЭС
  • Предприятия деревообработки
  • Предприятия переработки сельхозпродукции
  • Предприятия по переработке органических отходов
  • Мусоросжигающие заводы

© 2020 ООО «Хансаэнерго» – поставки энергетического оборудования.

Паровые турбины малой мощности

Опросный лист для заказа оборудования (doc. 210 Kb)

Эффективное управление энергетическим хозяйством предусматривает рациональное использование ресурсов и применение энергосберегающих технологий. Внедрение паровых турбин малой мощности, предназначенных для утилизации избыточной энергии водяного пара является активной мерой по энергосбережению. При использовании данной технологии, получение пара требуемых параметров происходит не путем дросселирования (безвозвратная потеря энергии), как в большинстве котельных, а при помощи расширения в турбине с получением дополнительной механической энергии.

Принципиальная схема применения энергосберегающих технологий с использованием паровых турбин на котельных

Паровые турбины типа ПТМ и ПТГ производства ООО «ЭЛТА» предназначены для привода насосов, вентиляторов дымососов и других механизмов собственных нужд вместо электропривода, а также электрогенераторов для собственного производства электроэнергии (мини-ТЭЦ). Отработавший в турбине пар используется для технологических нужд и теплоснабжения.

Важной отличительной особенностью конструкции турбин типа ПТМ и ПТГ является возможность их быстрого изготовления под любые конкретные параметры эксплуатации. Уже разработаны турбины мощностью 30, 250, 400, 500, 630 и 800 кВт

Элемент рабочего колеса – лопасти паровой турбины

Применение наукоемких технологий и современных материалов позволило избежать большинства недостатков и проблем, встречающихся в ходе монтажа и эксплуатации энергетических машин.

Основные преимущества малых паровых турбин ПТМ и ПТГ:

  • Широкий диапазон мощностей;
  • Повышенный (в 1,2- 1,3 раза) внутренний КПД (

75%);

  • Значительно уменьшенная длина установки (до 3 раз);
  • Малые капитальные затраты на монтаж и ввод в эксплуатацию;
  • Отсутствие системы маслоснабжения, что обеспечивает пожаробезопасность и допускает эксплуатацию в помещении котельной;
  • Отсутствие редуктора между турбиной и приводимым механизмом, что повышает надежность работы и снижает уровень шума;
  • Возможность плавного регулирования от 0 до номинальной частоты вращения вала турбины;
  • Малый уровень шума (до 70 дБА);
  • Малая удельная масса (до 6 кг/кВт установленной мощности)
  • Высокий ресурс. Время работы турбины до вывода из эксплуатации не менее 40 лет.
  • При сезонном использовании турбины срок окупаемости не превышает 3 лет.
  • Сравнительная таблица характеристик

    ПроизводительООО «Электро-технический альянс»ОАО «Калужский турбинный завод»ОАО «Пролетарский завод»ОАО «Электро-техническая корпорация»ЗАО «Малая независимая энергетика»РоссияJenbacher
    НаименованиеПТГ-500-25-13/3ТГ 0,5А/0,4 Р 13/3,7ПТГ Р-0,6-15/3ПРОМ-500/1500-Э-14/3ПВМ-250ГДГ 50Jenbacher JMS 212 GS-N. LC
    Тип установкипаротурбогенраторпаротурбогенраторпаротурбогенраторпаровая роторная объемная машинапаровинтовая машинагазопоршневой двигательгазопоршневой двигатель
    Мощность, кВт500500600500250500500
    Редукторнетестьестьнетнетнетнет
    Пусковое устройствонетнетнетнетнетестьесть
    Система маслоснабжениянетестьестьестьестьестьесть
    Номинальное давление пара до турбины, МПа1,31,31,51,41,4-0,9
    Номинальная температура пара до турбины, ºС192250350194194
    Давление пара после турбины, МПа0,30,370,30,30,45-0,1
    Температура пара после турбины, ºС132230132
    Расход пара, т/ч913,299,139697
    Масса (с генератором), т4,649,39105,72,513,58,6
    Длина, мм1765423551102810285041004600
    Ширина, мм1360213021001100100015002202
    Высота, мм1465227031101205200018502300

    Эффективное использование паровых турбин ПТМ и ПТГ

    Могут использоваться на всех предприятиях где есть источник пара:

    • Металлургические производства, имеющие контур охлаждения;
    • Химические и фармацевтические заводы, использующие систему выпаривания;
    • На любых паровых котельнях;
    • Предприятия деревообработки;
    • На предприятиях сельхоз. переработки;
    • На предприятиях по переработке органических отходов методом окисления;
    • На мусоросжигающих заводах;
    • На ТЭЦ, ГРЭС;
    • На микро ТЭЦ;
    • В турбодетандерных установках;
    • На атомных электростанциях.

    Демонстрация сборочного участка паровых
    турбин ПТМ

    Использование паровых турбин типа ПТМ и ПТГ позволяет более эффективно использовать энергоресурсы, экономить или вырабатывать самостоятельно электрическую энергию, повышает надежность работы предприятия и его энергообеспечения.

    Пример использования – турбопривод дымососа

    Турбина ПТМ-800 применяется в качестве привода дымососа ГД-31 на предприятиях имеющих паровые ресурсы. Энергоснабжение от замены электропривода на турбопривод составляет 798 кВт/час.

    При стоимости электроэнергии 1,5 руб./кВт час, годовая экономия составляет 6,5 млн. рублей.

    Срок окупаемости турбины 1,5 года.

    Сборочный участок паровых турбин ПТМ

    Характеристики турбопривода ПТМ-800

    Мощностьдо 800 кВт
    Скорость вращения вала750 об/мин
    Пар на входе в турбопривод сухой насыщенный с абсолютным давлением3 МПа
    Температура пара на входе192 0 C
    Давление пара на выходе0,4 МПа
    Расход пара номинальный16 т/ч
    Уровень шумадо 90 дБА
    Габариты (дл.х шир. высота)500х2800х2400 мм
    Масса с рамой11 тонн

    Пример использования – турбопривод сетевого насоса

    Одним из вариантов успешного применения является турбопривод насоса ПТНД -175/90-25-250/13:4, созданный на базе паровой турбины типа ПТМ и предназначенный для эффективной замены электродвигателя сетевого насоса 1Д630-90. Благодаря малым габаритам и простоте монтажа турбина устанавливается на фундаментной плите электронасоса и не требует ее значительной реконструкции.

    Микроэнергетический комплекс на базе влажно-паровой микротурбины

    Микроэнергокомплекс на базе высокоэффективной микротурбины с электрической мощностью 5 – 30 кВт и тепловой мощностью 20 – 200 кВт, для систем автономного децентрализованного распределения и потребления тепла и электроэнергии

    Создание микроэнергокомплекса на базе влажнопаровой турбины с электрической нагрузкой 5 – 30 кВт и тепловой мощностью 20 – 200 кВт, для систем автономного децентрализованного распределения и потребления тепла и электроэнергии.

    Задачи

    1. Повышение эффективности малой распределенной энергетики, разработка и создание полностью автоматизированных, простых, доступных и недорогих энергоустановок и комплексов на базе ВИЭ.

    2. Снижение выбросов вредных веществ и повышение экологической безопасности производства и потребления энергии, и, как следствие, уменьшение пагубного влияния энергетического комплекса на окружающую среду.

    Научная новизна

    В результате анализа патентной и научно-технической документации выявлено, что в настоящий момент в энергетике применяются влажно-паровые турбины электрической мощностью не менее 100 кВт. Что касается диапазона вырабатываемых мощностей 30 – 100 кВт, то здесь доминируют автономные энергоустановки, в том числе когенерационные, базирующиеся на газопоршневых или газотурбинных агрегатах.

    Главными особенностями влажно-паровой микротурбинной установки являются: вертикальное исполнение ее конструкции, малый расход пара, низкие начальные параметры (давление и температура) теплоносителя, а также возможность раздельного регулирования тепловой и электрической энергии. Перечисленные выше особенности и определяют новизну подхода к проектированию и конструктивному исполнению агрегата.

    Основные характеристики микроэнергокомплекса (МЭК)

    220 (однофазн.)

    380 (трехфазн.)

    Технические характеристикиМЭК электрической мощностью 5 кВтМЭК электрической мощностью 30 кВт
    Вырабатываемая электрическая мощность, кВт530
    Вырабатываемая тепловая мощность, кВт20200
    Габаритные размеры влажно-паровой микротурбины (диаметр/высота), мм650/2200
    Масса влажно-паровой микротурбины, кг600
    Интервал изменения электр. нагрузки,%5 — 1005 — 100
    Температура рабочей среды (воды), отпускаемая потребителю, °С40 — 8040 — 80
    Потери тепла при эксплуатации, %не более 5не более 5
    Время пуска из «холодного» состояния, мин.не более 10не более 10
    Рабочее давление пара во влажно-паровой микротурбине, МПа0,60,6
    Температура рабочего тела (пара) на входе во влажно-паровую микротурбину, °С160160
    Расход рабочего тела (пара) на влажно-паровую микротурбину, кг/с0,030,1
    Выходное напряжение, В
    Частота выходного напряжения, Гц5050
    Уровень шума на расстоянии 10 м, дБ60±560±5
    КПД по выработке электроэнергиине менее 22
    Коэффициент использования первичн. топлива, %не менее 70не менее 70

    Принципиальная схема МЭКПринципиальная схема МЭК

    Развернутая схема МЭК

    1 – котел; 2 – автоматический воздуходоводчик; 3 – солнечные панели; 4 — соединительные гофры; 5 – насос; 6 – расширительная емкость; 7 – кран заправочный; 8 – парогенератор; 9 — теплообменник эжектора; 10 – регулирующий паровой клапан; 11 – эжектор; 12 – турбина; 13 – электрогенератор; 14 – конденсатор; 15 – система охлаждения; 16 — циркуляционный насос ; 17 – бак запасного конденсатаредактирование

    Конструкция микротурбины

    Конденсатор микротурбины

    Отличительной особенностью разработанного конденсатора заключается в том, что он конструктивно совмещен с турбоагрегатом. Единая, корпусная конструкция позволяет обеспечить компактность и герметичность микротурбинной установки.

    Генератор микротурбины

    Высокая частота вращения (до 35 тыс. об/мин), повышенные требования к жесткости единого ротора стали определяющими факторами при выборе типа электрической машины влажно-паровой микротурбины. В результате анализа и сопоставления основных типов генераторов был выбран вентильный индукторный генератор.

    Турбогенератор

    Основные характеристики лопаточного аппаратаВеличина
    Эффективная мощность турбины, Nе, кВт5
    Диаметр на входе в раб. лопат.d1, м0,254
    Диаметр на выходе из раб. лопат.d2, м0,214
    Степень парциальности, ?0,064
    Абсол. скорость на выходе из сопловой решетки, с1, м/с816,854
    Выходная высота сопловых лопаток, l1, см1,0
    Выходная высота рабочих лопаток, l2,см1,6
    Число сопловых каналов , z12
    Число рабочих лопаток, z256

    Система пароприготовления

    В системе пароприготовления с целью оптимизации используемого оборудования, было принято техническое решение, заключающееся в в применении совместном котла, парогенератора, выполняющего функции аккумулятора пара и солнечных водонагревательных коллекторов для покрытия части тепловой энергии, необходимой для нагрева рабочего тела.

    Система автоматизации, диспечеризации

    Содержит информацию по всему оборудованию МЭК:

    • значения всех контролируемых параметров;
    • информацию о положениях всех регулирующих органов;
    • информацию о состоянии (вкл. или откл.) насосов и компрессора;
    • сообщения о выходе значений параметров за допустимые пределы;
    • виртуальные средства для установки заданий для всех регуляторов;
    • виртуальные средства для дистанционного включения и отключения электроприводов насосов, компрессоров и регулирующих органов.

    Система автоматизации

    Основные отличительные характеристики микротурбинной установки:

    • вертикальная конструкция турбинной установки с центростремительной одновенечной проточной частью, парциальным подводом рабочего тела в едином корпусе с генератором и конденсатором, что позволило резко сократить массогабаритные, весовые показатели и площадь, необходимую для монтажа. Размеры (диаметр/высота (мм)/масса(кг): турбина 5 кВт — 485/1050/230, турбина 30 кВт – 800/1500/585;
    • в качестве генератора разработана высокооборотная (35000 об/мин) реактивная вентильно-индукторная электрическая машина, способная работать как в генераторном, так и в двигательном режиме, что позволяет снизить стоимость капитальных затрат и повысить эксплуатационную надежность турбогенератора;
    • в качестве опоры генератора в паровой турбине разработаны и применены отечественные воздушные газо-динамические подшипники, что позволило снизить потери на трение, полностью исключить применение смазочных материалов;
    • разработана комбинированная система пароприготовления на базе вакуумных солнечных коллекторов, котла-парогенератора и аккумулятора тепловой энергии. Система позволяет за счет солнечной энергии в летнее время (май-сентябрь для условий ЮФО) заменить до 35-40% первичного органического топлива в дневное время суток.
    • реализована схема отдельного регулирования электрической и тепловой энергии в диапазоне нагрузок 5-100%, что кардинально отличает влажно-паровую микротурбинную установку от газотурбинных и газопоршневых и позволяет её применение в любых климатических зонах;
    • коэффициент использования топлива – 84%. Возможно использование различных видов топлив;
    • уровень шумов от работающей турбины на расстоянии 5 м не превышает 55 дБ.

    Внешний вид опытного образца МЭК

    Научно-технические статьи, опубликованные по результатам НИОКР:

    Указаны проблемы традиционной энергетики и необходимость перехода к распределенной. Описаны основные характеристики и преимущества разработанного микроэнергетического комплекса.

    Описан микроэнергокомплекс (МЭК) малой мощности (5 — 30 кВт) предназначен для работы в качестве микро-ТЭЦ с целью обеспечения эффективного энергоснабжения, распределения электроэнергии.

    В статье рассматривается система автоматизированного контроля и регулирования параметров (программно-технический комплекс) микроэнергетического комплекса электрической мощностью 5 кВт, предназначенного для снабжения децентрализованного потребителя тепловой и электрической энергией. Программно-технический комплекс обеспечивает управление, контроль, регулирование параметров, визуализацию технологического процессаи архивацию входных и выходных данных. Работа актуальна тем, что в ней рассматриваются способы управления микроэнергетическим комплексом, активно внедряющимся в энергетический автономный сектор и работающим на возобновляемых источниках энергии, которые обеспечивают «зеленой» энергией удаленные от энергосистемы жилые строения.

    Паровые турбины малой мощности в распределенных энергосистемах

    При этом потребитель, например промышленное предприятие, обладающий собственным источником энергии, во‑первых, получает ее по себе-стоимости, которая в разы ниже тарифов; во‑вторых, повышает надежность энергоснабжения; в‑третьих, может получать дополнительные выгоды от продажи энергии соседям; в‑четвертых, снижает пиковые нагрузки, что приводит к увеличению срока службы оборудования; в‑пятых, может максимально использовать дешевое местное топливо.

    Несмотря на все преимущества, сегодня имеется ряд препятствий на пути реализации данной схемы. Одно из них – это отсутствие четкого механизма, подкрепленного правовой базой, по которому бы происходило взаимодействие между централизованными и частными поставщиками электрической энергии. Второе препятствие – низкий технический уровень и отсутствие опыта по согласованию работы малых источников параллельно с сетью.

    Наиболее крупной и проверенной на практике в России является энергосберегающая технология комбинированного производства энергии и тепла с использованием противодавленческих паровых турбин. В данном направлении российские ученые и конструкторы традиционно занимают ведущее место в мире. Эта технология заключается в том, что для утилизации потенциальной энергии предлагается понижать параметры пара до требуемых не посредством редуцирования с потерей энергии, а в процессе совершения им полезной работы. Для этого параллельно редукционному устройству устанавливается энергогенерирующий комплекс с паровой противодавленческой турбиной. Пар на технологический процесс направляется через турбину, а работа, совершаемая в ней паром, используется для привода электрического генератора, насосов, вентиляторов и других устройств.

    Энергия, производимая комплексами, как правило, используется для собственных нужд предприятия, на котором она установлена. Такой способ применения позволяет значительно снизить затраты электроэнергии на привод устройств и повысить КПД использования пара.

    В России уже имеются десятки тысяч источников водяного пара и постоянно строятся новые. Предназначенный для их реализации паротурбинный привод имеет существенное преимущество – это высокий ресурс. Для паровых турбин малой мощности, работающих обычно на средних и низких параметрах пара, 4 МПа и менее, он составляет 300 000‑350 000 часов. Кроме того, движущиеся части паровых турбин работают в менее агрессивной среде, в отличие от газовых турбин и ДВС, а это повышает их надежность и снимает необходимость постоянного технического обслуживания. Эти факторы существенно влияют на экономическую эффективность работы установки. Помимо сказанного, немаловажным является то, что паровой котел, работающий совместно с турбиной, может иметь топку на различных видах топлива: газе, мазуте, угле, древесине, торфе и т. д. Это, в свою очередь, позволяет создавать станции, использующие местные виды топлив, тем самым получая дополнительные экономические выгоды.

    Паровые турбины малой мощности можно эффективно использовать как в уже существующих и вновь создаваемых котельных, так и на больших тепловых станциях, имеющих промышленный отбор пара, что значительно расширяет сферу их применения.

    В Свердловской области производством паровых турбомашин малой мощности занимается ООО «Электротехнический альянс». Данные турбомашины типа «ПТМ» разрабатываются и изготавливаются по конкретным параметрам заказчика, поэтому их применение максимально эффективно, кроме того, они имеют ряд преимуществ перед существующими аналогами. Основные из них – повышенный внутренний КПД (70 процентов), малая собственная длина, что позволяет разместить ее в действующей установке на существующем фундаменте взамен электропривода (или вместе с ним) и отсутствие редуктора (прямое сопряжение с приводимым механизмом), что повышает надежность работы и снижает уровень шума.

    Отсутствие системы маслоснабжения обеспечивает пожаробезопасность турбины и позволяет эксплуатировать ее в помещении котельной в непосредственной близости с котлом. Наличием блоков регулирования как на паровпуске, так и в противодавлении исключает ее самопроизвольный разгон сверх допустимой скорости вращения вала. Немаловажным является и плавное регулирование скорости вращения вала от холостого хода до номинальной нагрузки турбоустановки, что позволяет использовать ее взамен частотно-регулируемого электропривода, и малое время, необходимое для перехода от выключенного состояния до принятия номинальной нагрузки. Время работы турбомашины до вывода из эксплуатации – не менее 40 лет. Средний срок окупаемости, которая обеспечивается за счет экономии на покупку электроэнергии, не превышает 2‑3 лет.

    Подводя итог, еще раз отметим: самым эффективным и экономически оправданным на сегодняшний день является создание распределенной энергетической системы на базе уже существующих котельных, путем перевода их в режим мини-ТЭЦ с использованием паротурбинных энергетических установок. Но вместе с тем данные установки могут найти широкое применение и в отдаленных поселках при создании станций, использующих местные виды топлив. Дополнительные преимущества, такие, как когенерация тепла, повышение надежности, отсутствие сетевых издержек, уже сейчас делают распределенную генерацию выгодной во многих применениях. Справедливая рыночная оценка всех преимуществ – ключевой фактор для определения перспективности таких проектов.

    Кабельная арматура, Генерация, Котельная, Мини-тэц , Мощность, Топливо, Турбины, ТЭЦ, Электроэнергия , Энергия , СРО

    Мини-ТЭЦ с паровыми турбинами – решение больших проблем малой энергетики

    Мини-ТЭЦ с паровыми турбинами – решение больших проблем малой энергетики

    Главный энергетик ОАО «СКАИ» – Васюк О. А.

    Главный инженер ООО «Промпривод» – Спагар И. Н.

    В настоящее время наряду с применением электрогенерирующих устройств на базе газотурбинных установок и газопоршневых агрегатов в промышленной энергетике находят все большее применение турбогенераторные установки с паровыми турбинами малой мощности.

    Сегодня в мире как никогда актуален вопрос энергосбережения. Постоянный рост цен на энергоносители заставил по-другому взглянуть на эффективность эксплуатации объектов малой энергетики – промышленно-отопительных котельных. Для получения 1 МВт тепла используется, в зависимости от мощности котельной, от 17 до 40 кВт электроэнергии. При постоянном росте стоимости последней, данное обстоятельство заставляет задуматься о повышении эффективности работы котельных. Оптимальным решением вопроса является реализация комбинированной выработки тепловой и электрической энергии на котельных. Организация собственной электрогенерации для многих предприятий – не только эффективный, но подчас и жизненно необходимый способ обеспечения бесперебойной подачи электроэнергии и удовлетворения растущих потребностей в новых мощностях, кроме того это отличная возможность существенно снизить расходы на электричество. Когенерированный процесс находит все больше своих сторонников в силу значительного преимущества по сравнению с раздельной выработкой электроэнергии и тепла.

    Вот и на предприятии ОАО «Себряковский комбинат асбестоцементных изделий» (ОАО «СКАИ»), решили воплотить в жизнь строительство мини-ТЭЦ. На котельной установлены три паровых котла ДКВР-20-13, которые обеспечивают паром производство, и были установлены два котла ПТВМ-30м, которые работали только зимой и обеспечивали отопительную нагрузку предприятия. Эксплуатация паровых котлов велась на режимах с давлением 7-8 кгс/см 2 . На производство пар отпускался после редукционной установки (РУ) давлением не более 2 кгс/см 2 . Такие режимы паровых котлов в значительной мере ухудшали экономические показатели котельной, а включение водогрейных котлов в зимний отопительный период еще больше усугубляло эффективность топливоиспользования.

    Руководством предприятия была поставлена задача, повысить эффективность работы котельной, путем снижения себестоимости отпускаемого тепла. Проанализировав всевозможные мероприятия, служба главного энергетика пришла к выводу, что данную задачу можно выполнить только путем строительства собственной мини-ТЭЦ.

    Установка газотурбинных установок (ГТУ) потребовала бы серьезных капиталовложений. Да и плачевный опыт соседнего предприятия ОАО «Себряковцемент», сразу исключил установку ГТУ.

    Установка газопоршневых агрегатов (ГПА) в значительной степени позволила бы снизить покупку электроэнергии из сети, однако не смогла бы обеспечить тепловую нагрузку котельной. Для покрытия тепловых нагрузок все равно потребовалось бы эксплуатировать паровые котлы. Да и анализ работы ГПА показал, что эксплуатационные затраты на обслуживание ГПА существенно отличаются в большую сторону в отличии от паровых турбин. Поэтому, строительство когенерационной установки в составе ГПА, также отпал сам собой.

    Специалисты остановились на турбогенераторах с паровыми противодавленческими турбинами. Проанализировав все предлагаемые турбогенераторы, выбор был остановлен на турбогенераторах производства белорусского предприятия ООО «Промпривод». В пользу данных турбин был сделан по следующим причинам:

    – низкая стоимость оборудования;

    – надежность работы турбогенераторов;

    – короткие сроки изготовления и ввода в эксплуатацию;

    – простота в обслуживании;

    – широкий диапазон работы турбин;

    При рассмотрении вопроса о выборе турбин, не последнюю роль сыграло ознакомление с работающим оборудованием. Специалисты ОАО «СКАИ» посетили предприятия в Республике Беларусь, где установлены и работают турбогенераторы, непосредственно увидели в работе оборудование и получили отзывы от эксплуатирующего персонала.

    Это турбогенераторы, не всегда отвечают современным требованиям установки на промышленных котельных. Их технические параметры и габаритным характеристики не всегда подходят для небольших промышленных и муниципальных котельных. В силу конструкции паротурбинных установок, большие пропуски пара на холостой ход, они имеют ограничение по эксплуатации в летнее время.

    Турбогенераторы с паровыми турбинами, производимые в западных странах, в большей степени соответствуют современным требованиям. Они мобильны, имеют высокий к.п.д., оснащены современными САУ. Но их стоимость в несколько раз выше стоимости аналогичного оборудования, производимого в России. Стоимость 1 кВт установленной мощности достигает 1000 евро и более, без учета расходов на монтажные и пуско-наладочные работы.

    Проанализировав все на сегодня, выпускаемые турбогенераторные установки, специалисты ОАО «СКАИ» сделали выбор в пользу относительно недорогих, мобильных и простых в эксплуатации турбогенераторов, производимых в Республике Беларусь предприятием ООО «Промпривод».

    Конструктивно турбогенераторные установки выполнены в виде компактного блока 100% заводской готовности, состоящего из противодавленческой паровой турбины и электрического генератора, размещенных на общей раме (рис.1).

    Рис.1 Блочная турбогенераторная установка мощностью 315кВт

    с паровой противодавленческой турбиной

    Технические характеристики турбогенераторных установок представлены в таблице 1.

    Наименование параметра и размера

    1. Максимальная электрическая мощность на клеммах генератора, кВт

    2. Рабочий диапазон давления пара на входе, МПа (кгс/см 2 )

    3. Рабочий диапазон температуры пара на входе, ºC

    4. Рабочий диапазон давления пара на выходе, МПа (кгс/см 2 )

    5. Рабочий диапазон температуры пара на выходе, ºC

    6. Частота вращения ротора паровой турбины, мин -1

    7. Габаритные размеры, мм, не более

    8. Масса, кг, не более

    Турбина выполнена на основе ступени «Кинаст», ступени давления с повторным подводом рабочего тела. Такое конструктивное исполнение позволяет реализовать на одном рабочем колесе принцип многоступенчатой турбины (от 3 до 7 ступеней) и позволяет эффективно использовать турбину на частичных (малорасходных) нагрузках более. Это подтверждается результатами испытаний ТГУ (рис.2,3).

    Взятие нагрузки паровой турбиной при противодавлении 0,28 МПа (абс) уже возможно при расходе пара 2,0 – 2,5 т/час, а при расходе пара 11 т/час ТГУ уже будет нести нагрузку около 315 кВт.

    Турбины могут работать как на насыщенном паре, так и на перегретом до 250 о С. ТГУ работает следующим образом. Пар, проходя через паровую задвижку (ГПЗ), стопорный клапан 6 (КС), регулирующий клапан 7 (РК) и паровое сито 9 (ПС) попадает в сопловой аппарат турбины 2. Пройдя через сопловые аппараты и рабочие лопатки турбины, пар расширяется, энергия его расширения преобразуется в механическую и вращает ротор турбины, который соединен муфтой с электрогенератором. Тепловая схема ТГУ представлена на рисунке 4.

    В турбине пар расширяется до давления Р2=2,0 – 2,8 кг/см 2 (абс.), после чего подается в технологическую цепочку. Могут изготавливаться турбины на низкое противодавление (Р2=1,2 кг/см 2 (абс.)), тогда в качестве нагрузки на выхлопе используется теплообменник для подогрева сетевой воды.

    Турбина оборудована системой концевых уплотнений, установленных на выходе вала из цилиндра. Для пара из концевых уплотнений установлен эжектор отсоса уплотнений (ЭОУ).

    В отличии от классических турбин, в которых применяются подшипники скольжения с громоздкой и пожароопасной системой смазки, в ПТУ применены подшипниковые узлы с подшипниками качения. Это значительно упростило систему смазки – через 1000 – 1200 часов необходимо пополнять подшипниковые узлы консистентной смазкой.

    ТГУ комплектуются генераторами асинхронного типа с рабочим напряжением 400 В. Это позволяет значительно упростить схему подключения и снизить стоимость установки. Асинхронный генератор, в отличии от синхронного, не требует специальных систем синхронизации при включении в сеть. Синхронизация осуществляется автоматически самой сетью.

    Турбогенераторная установка оснащена системами управления, контроля и технологических защит, сигнализации и отображения технологических параметров.

    Система управления обеспечивает автоматическое управление установкой практически во всем диапазоне работы. Система обеспечивает стабильное поддержание пара на выходе из турбины, регулирует подачу пара, обеспечивая наиболее оптимальный режим ее работы. Система предусматривает возможность управления ТГУ как в полностью автоматическом, так и в ручном режимах.

    Система контроля и технологических защит обеспечивает останов установки с закрытие стопорного и регулирующего клапанов при:

    – повышении частоты вращения ротора турбины сверх номинального значения;

    – повышении вибрации подшипников турбины;

    – повышении температуры подшипников турбины;

    – повышении давления пара за турбиной свыше установленной величины;

    – отключении электропитания систем управления;

    – при отключении генератора от сети;

    – по инициативе оператора – при прочих аварийных ситуациях.

    Система сигнализации и отображения технологических параметров обеспечивает аварийную звуковую и световую сигнализацию при срабатывании аварийных защит:

    – повышенной вибрации, температуры подшипников турбины;

    – повышении давления пара за турбиной свыше установленной величины;

    – отключении электропитания систем управления.

    На щите управления ТГУ отображаются основные технологические параметры работы установки – текущие параметры безопасности (температура, вибрация подшипников турбины, частота вращения ротора), положение и состояние органов управления паровой турбины и генератора, текущие технологические параметры установки – параметры и расход пара, текущее значение мощности (рис.5).

    Рис.5 Операторская станция

    Коммутация генератора с внешней электрической сетью осуществляется с использованием аппаратуры, установленной в шкафу генераторного выключателя (ШГВ) (рис. 6).

    Рис.6. ШГВ в турбогенератоной

    Аппаратура ШГВ включает в себя автоматический выключатель с дистанционным приводом, разъединитель, а также набор коммутационной аппаратуры, необходимой для обеспечения безопасной работы турбогенераторной установки и ее обслуживания. В комплект ШГВ входит преобразовательная и измерительная аппаратура, позволяющая контролировать основные электрические параметры вырабатываемой электрической энергии: напряжение, ток, мощность.

    Для учета количества вырабатываемой электроэнергии установлен трехфазный электросчетчик активной энергии (подключение к шинам генератора через трансформаторы тока).

    Турбогенераторные установки успешно прошли комплексные испытания и были введены в эксплуатацию (рис.7). За январь –февраль 2012г. выработано более …… кВтч собственной электроэнергии, что сэкономило предприятию более …. рублей.

    Рис. 7. Турбогенераторная на котельной ОАО «СКАИ»

    Читайте также:  Расход пеллет на отопление
    Ссылка на основную публикацию