21.02.2017 Газета Татэнерго «Наша генерация», №2 (207)
Казанская ТЭЦ-1 строилась в соответствии со знаменитым планом ГОЭЛРО, в то время именовалась КазГРЭС и была введена в эксплуатацию 1 июля 1933 года. К концу 1933 года общая электрическая мощность станции составила 20 МВт. В то время станция внесла поистине революционный переворот в промышленность и быт Казани.
С тех пор станция пережила не одну модернизацию.
В настоящее время установленная мощность Казанской ТЭЦ-1 составляет электрическая – 220 МВт, тепловая – 630 Гкал/ч.
Состав оборудования Казанской ТЭЦ-1:
1. Группа оборудования 130 ата:
– турбоагрегат ПТ-60-130/13/1,2 ст. №5, 6;
– турбоагрегат Р-50-130/13 ст. №7;
– котлоагрегаты ТГМ-84 «Б» ст. №9, 10, 11;
2. Группа оборудования ГТУ:
– газотурбинный двигатель ГТД-25/НК ст.№1,2 (на базе авиационного двигателя НК-37);
– котел-утилизатор ТКУ-13 ст. №1,2.
3. Пиковая водогрейная котельная:
– водогрейные котлоагрегаты ПТВМ-50 ст.№1,2.
Технико-экономические показатели работы станции за 2015 год:
– выработка электроэнергии – 738,6 млн. кВтч;
– отпуск тепловой энергии – 1346,0 тыс. Гкал;
– удельный расход топлива на выработку электрической энергии – 302,1 г/кВтч;
– удельный расход топлива на отпуск тепловой энергии – 144,6кг/Гкал;
– удельный расход электроэнергии на собственные нужды на производство электроэнергии 6,16%;
– удельный расход электроэнергии на собственные нужды на производство теплоэнергии 36,57 кВтч/Гкал.
В июле 2006 года на Казанской ТЭЦ-1 была введена в эксплуатацию ГТУ-ТЭЦ. В состав ГТУ-ТЭЦ входят газотурбинные двигатели ГТД-25/НК-37 ст. №1 и 2 (на базе авиационного двигателя НК-37) и котлы-утилизаторы ТКУ-13 ст. №1 и 2. Так, реализован самый эффективный способ производства электро- и теплоэнергии – это цикл ГТУ-ТЭЦ, в том числе эффективней и цикла ПГУ. КПД цикла ГТУ-ТЭЦ выше ПГУ из-за отсутствия потерь при передаче тепла на паротурбинную установку (ПТУ) и потери на самой ПТУ, генераторе ПТУ, конденсаторе ПТУ.
Технико-экономические показатели работы ГТУ за 2015 год:
– удельный расход топлива на выработку электрической энергии – 242,7 г/кВтч;
– удельный расход топлива на отпуск тепловой энергии – 151,5кг/Гкал;
– удельный расход электроэнергии на собственные нужды на производство электроэнергии 4,73%;
– удельный расход электроэнергии на собственные нужды на производство теплоэнергии 27,05кВтч/Гкал;
– наработка ГТУ ст.№ 1,2 соответственно 3515 и 3477 час.
В целом по станции при работе ГТУ удельный расход топлива на выработку электроэнергии снижается на 15,5 кВт.ч, а расход электроэнергии на собственные нужды на выработку электроэнергии на 0,34%, что позволяет сэкономить 9980 т.у.т. в год.
В сложившейся ситуации при жесткой конкуренции на оптовом рынке электроэнергии и мощности, где тон задают более экономичные станции, работающие по парогазовому циклу, одним из вариантов повышения эффективности производства электроэнергии и повышения конкурентоспособности Казанской ТЭЦ-1 является повышение надежности и увеличение количества часов работы ГТУ.
Персонал Казанской ТЭЦ-1 и ОАО «Кузнецов» постоянно работает над повышением эксплуатационных и экологических характеристик (надежность работы оборудования и ответственных узлов, снижения ЗВ в атмосферу).
Недостатком типового ГТД-25/НК является относительно высокий показатель по выбросам NOх, который на данный момент составляет 164 мг/нм3 при норме 50 мг/нм3, что снижает число часов использования ГТУ.
ОАО «Кузнецов», являющееся производителем газотурбинного двигателя ГТД-25/НК-37, предложило техническое решение по модернизации камер сгорания газотурбинного двигателя, позволяющее улучшить эффективность процесса сгорания топлива в газотурбинных двигателях и понизить уровень концентрации NOх в уходящих газах до 24 мг/м3.
Модернизированная камера сгорания – это малоэмиссионная камера сгорания, которая включает в себя кольцевую камеру сгорания традиционного типа; малоэмиссионные двухконтурные горелки; автоматическую систему управления камерой сгорания.
Основные технические решения при модернизации камеры сгорания:
• съемные горелки (28 шт.) обеспечивают возможность их замены в эксплуатации для удаления нагаров и ремонта;
• теплозащитное покрытие ТЗП (600 мкм);
• АСУ КС с тремя ДУС и топливными контурами обеспечивает плавное регулирование и низкую величину вредных выбросов в широком диапазоне работы;
• стык жаровой трубы с корпусом турбины в «холодной» зоне исключает температурные поводки в месте стыковки.
Обоснованность принятого решения о модернизации существующих камер сгорания ГТД и дальнейшее увеличение числа часов работы ГТУ-50 в составе действующего оборудования Казанской ТЭЦ-1 подтверждаются расчетами технико-экономических показателей работы станции и окупаемости мероприятия.
Так, удельные расходы топлива на отпуск электрической энергии станции без ГТУ-50 – 320,9 гр/кВтч; удельный расход топлива на электрической энергии станции с ГТУ-50 – 297,1 гр/кВтч; срок окупаемости за счет экономии топлива и дополнительной поставки 50 МВт электрической мощности на оптовый рынок мощности составляет 3 года.