ОСНОВНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

4. ОСНОВНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

Газотурбинный энергоблок «Таурус-60» представляет собой комплектный силовой модуль, оснащенный дополнительными и вспомогательными системами, необходимыми для нормальной эксплуатации при подсоединении к соответствующим системам электростанции.

Газотурбинный энергоблок рассчитан на промышленные условия эксплуатации и представляет собой малогабаритный облегченный модуль, занимающий минимальную площадь при монтаже. Блочный принцип позволяет существенно снизить затраты времени, материалов и стоимость монтажа.

В комплект газотурбинного энергоблока входят:

-     газовая турбина «Таурус-603-7001», выполненная по одновальной схеме;

-     воздухозаборный и выхлопной коллекторы турбины;

-     основной понижающий редуктор планетарного типа; генератор;

-     щит управления турбины/генератора; пусковая система;

-     топливная система; система смазки;

-     монтажная рама с поддоном для сбора утечек;

-     электрическая разводка на монтажной раме.

Двигатель, редуктор и генератор смонтированы на стальной единой несущей раме. Механические соединения для подключения агрегата к системам станции размещены по внешнему контуру рамы. Редуктор присоединяется непосредственно к турбине; валы соединяются закрытой зубчатой муфтой, исключая необходимость в регулировке соосности на месте монтажа. Редуктор и генератор соединены сухой дисковой муфтой, закрытой кожухом. Выставление соосности генератора по редуктору обеспечивается регулировочными болтами.

Газовая турбина

Номинальная мощность турбины (по ISO) – 5,2 МВт.

Расчетные характеристики газовой турбины

Высота ГТУ над уровнем моря	- 77 м.
Полное сопротивление входного тракта	- 76,2 мм в. ст.
Полное сопротивление выходного тракта	- 76,2 мм в. ст.

Наименование	Размер	Температура воздуха, 0С
		- 40	- 15	0	15
Мощность на клеммах генератора	КВт	6887	6081	5592	5050
Расход выхлопных газов	кг/ч	89665	82773	80969	77007
Температура выхлопных газов	0С	463	475	484	488
Расход топлива**	м3/ч	2085	1858	1756	1632
КПД	%	31,98	30,68	30,81	29,94
Содержание NOx*	мг/нм3	не выше 82	не выше 50	не выше 50	не выше 50
Содержание CO*	мг/нм3	не выше 144	не выше 60	не выше 60	не выше 60

* при стабильном режиме работы ГТУ в диапазоне нагрузок 50% ... 100% от полной, на срезе выхлопного коллектора турбины, при сухом выхлопе, приведено к 15% O₂.

** расчет выполнен для топливного газа с низшей теплотворной способностью Q_P^H=37824.4 кДж/м³, g=0.6388 кг/м³, следующего состава: СН₄=90,72%, С₂Н₄=3,05%, С₃Н₈=3,68%, С₄Н₁₀=1,49%, С₅Н₁₂=0,25%, СО₂=0,81%, N₂=1,72%.

Газовая турбина «SoloNOx Таурус-60S» фирмы Solar Turbines представляет собой автономную осевую одновальную турбину с сухим методом подавления NO_x. Основной редуктор, включающий также коробку приводов вспомогательных систем, является отдельным узлом с закрытой муфтой, находящийся на переднем (всасывающем) конце турбины.

В состав турбины входит:

-     узел редуктора с приводами вспомогательных систем; коллектор воздухозабора с компенсатором;

-     12-ступенчатый осевой компрессор с изменяемой геометрией входных направляющих лопаток и первых трех ступеней лопаток статора компрессора;

-     кольцевая камера сгорания «SoloNOx» с 12 топливными форсунками;

-     трехступенчатая турбина;

-     выхлопной коллектор турбины.

Основной редуктор с коробкой приводов вспомогательных систем приводится в движение валом турбины. На этом узле установлены приводимые им главный масляный насос, устройство запуска турбины и другие механизмы.

Воздух поступает в воздухозаборник газовой турбины и сжимается осевым компрессором. Сжатый воздух подается в камеру сгорания постоянным потоком. Топливо впрыскивается в сжатый воздух в кольцевой камере сгорания. Горячие газы под давлением выходят из камеры сгорания и проходят через турбину, преобразуя энергию сгорания топлива в механическую энергию вращения выходного вала турбины.

Система сжигания предварительно обедненной горючей смеси «SoloNOx» уменьшает загрязнение окружающей среды за счет ограничения образования окислов азота (NO_x) и окиси углерода (СО). Кроме того, параметры теплового цикла и аэродинамическая конструкция турбины подобраны таким образом, чтобы обеспечить ее максимальные характеристики в сочетании с надежностью в эксплуатации и большим сроком службы.

Выходной вал силовой турбины механически соединен с турбокомпрессором и турбиной, формируя «жесткую» и «одновальную» конфигурацию.

Типовые характеристики одновальной газовой турбины «SoloNOx Таурус-60S».

Компрессор

Тип	Осевой
Число ступеней	12
Степень сжатия	11.7:1
Расход (номинальный)	21.1 кг/с
Скорость вращения	14944 об/мин

Камера сгорания

Тип	Кольцевая с предварительным смешиванием обедненной смеси
Воспламенение	Горелка
Количество топливных форсунок	12

Турбина

Тип	Осевая
Количество ступеней	3
Скорость вращения: 50 Гц	14944 об/мин

Подшипники

Радиальные, скольжения	С плавающими колодками
Упорный	С постоянной конической шейкой

Редуктор

Понижающий редуктор спроектирован и изготовлен фирмой «Solar» на принципе планетарной эпициклической конструкции.

Редуктор снижает выходную скорость турбины с 14944 об/мин до требуемой рабочей скорости генератора и рассчитана на длинный режим работы при выходной скорости 1500 об/мин.

Основные характеристики редуктора:

-     расчетная долговечность 100 000 часов с осмотрами через каждые 30 000 часов;

-     объединенная конструкция с турбиной;

-     непосредственное болтовое соединение с турбинной и общая с ней рама основания;

-     датчик вибрации;

-     коробка приводов вспомогательных систем для:

-     масляного насоса;

-     пускового устройства;

-     топливного насоса высокого давления (для двухтопливных агрегатов).

Турбогенератор

Турбогенератор синхронный, самообдуваемый, открытого типа и бесщеточной системой возбуждения фирмы «Ideal».

Мощность ~ 4,8 МВт, напряжение – 6,3 кВ, СОS j = 0,8, скорость вращения ротора – 1500 об/мин, честота тока – 50 Гц, КПД – 97%.

К особенностям генератора относятся следующие:

-     подшипники скольжения;

-     соединение типа «звезда»;

-     клеммная коробка;

-     формованная обмотка статора;

-     демпферная обмотка;

-     успокоительная обмотка;

-     балансировка ротора до скорости 125% от минимальной;

-     нагреватели против конденсации;

-     устойчивость к короткому замыканию в течение 10 сек;

-     возможность перезагрузки по нормативу NEMA:

-     ток 150% от номинальной в течение 1 мин;

-     110% в течение 2 часов.

Система смазки общая с турбиной.

Воздухозаборная система

В воздухозаборную систему входят компоненты, предназначенные для обеспечения чистого и равномерного потока воздуха, поступающего в турбину. Глушитель, воздуховоды и вохдухозаборной фильтр спроектированы таким образом, чтобы свести потери давления на входе к минимуму. Как правило, такие потери при частом воздухозаборном фильтре не будут превышать 102 мм в. ст.

Выхлопная система

Выхлопная система турбины состоит из компенсатора, выхлопного газохода, глушителя и выхлопной трубы.

Снижение уровня шума выхлопа обеспечивается выхлопным шумоглушителем. Ниже приведены расчетные характеристики:

Частотный диапазон (Гц)	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
Вносимое дин. затухание	7	15	24	30	32	29	23	15

Пусковая система

 

В пусковую систему входят стартер и соответствующие приборы системы контроля для создания крутящего момента, необходимого для начала вращения и разгона турбины до достижения установившегося режима. При отключении стартера работает его обгонная муфта, и турбина разгоняется самостоятельно до полной нагрузки.

Электрическая пусковая система прямого действия состоит из двух основных компонентов: электродвигателя переменного тока и частотно- регулируемого привода.

Двигатель поставляется смонтированным непосредственно на редукторе вспомогательного оборудования или на газогенераторе турбины.

Электрический стартер имеет преимущество перед газовым турбодетандером, так как является экологически чистым и более компактным элементом.

Топливная система

Топливная система способна работать на природном газе или жидком топливе и включает компоненты, необходимые для управления подачей топлива согласно требуемым нагрузкам, а также все необходимые элементы управления для перехода с одного вида топлива на другое в процессе работы.

В топливную систему для газа входит следующее: главный запорный топливный клапан;

-     дополнительный запорный топливный клапан с управляющим приводом;

-     управляющий топливный клапан для газа; узел дроссельного клапана;

-     электрогидравлический привод топливной системы;

-     10-мкм газовый фильтр для системы импульсного газа; манометр топливного газа;

-     12 узлов топливных форсунок;

-     реле давления предохранительного клапана;

-     отключающее реле высокого давления топливного газа;

-     фильтр-сепаратор топливного газа.

Топливный газ должен удовлетворять требованиям Технических условий ЕS 9-98 компании Solar.

Система смазки

В агрегате используется комплексная система смазки. Масло из системы смазки подается под давлением к различным рабочим узлам турбины и приводимого оборудования. Масло в систему поступает из масляного бака, установленного на стальной монтажной раме турбины. Необходимая температура масла обеспечивается маслоохладителем.

В систему смазки входят:

-     масляный бак;

-     главный масляный насос с электродвигателем;

-     вспомогательные насосы с электродвигателями;

-     двойные масляные фильтры со сменными 10 мкм элементами;

-     маслоохладители;

-     приборы контроля уровня, давления и температуры масла;

-     датчики давления масла;

-     сетчатые фильтры.

В систему входят все трубки и коллекторы, установленные внутри монтажной рамы.

Система пред/послеэксплуатационной смазки обеспечивает подачу масла к подшипникам турбины до пуска турбины, а также для дополнительной смазки после ее останова. Система состоит из установленного на монтажной раме масляного насоса с приводом от электродвигателя.

Нагреватель масляного бака обеспечивает предпусковую температуру смазочного масла не ниже 10⁰ С.

Система охлаждения масла состоит из воздушного маслоохладителя с приводом вентилятора от электродвигателя переменного тока и предназначена для поддержания температуры масла в системе смазки турбины и генератора в допустимом интервале температур. Маслоохладитель предназначен для работы при окружающей температуре воздуха от –55⁰ С до 37⁰ С.

В технических условиях ES 9-224 фирмы «Солар» указывается вид смазочного масла, предназначенного для использования в газовых турбинах «Солар», редукторах и приводимом оборудовании при нормальной эксплуатации. Разрешено использование турбинного смазочного масла российского производства марки ТП-22С.