Охлаждение воздуха для ГПУ и ГТУ

Скачать брошюру в формате pdf  

 

При повышении температуры воздуха на всасывании в ГТУ объем вырабатываемой электрической мощности снижается, а объем потребления газа повышается. Существуют различные технические схемы охлаждения воздуха, среди которых наиболее перспективной считается применение абсорбционных холодильных машин (АБХМ).

АБХМ представляет собой холодильную установку, работающую за счет тепла, а не электрической энергии. Источником тепловой энергии может служить горячая вода, выхлопные газы, пар, природный газ и другие виды топлива.

gpu-temperature

Для решения проблемы снижения вырабатываемой ГТУ электрической мощности при повышенных температурах наружного воздуха, предлагается установить теплообменник, через который будет проходить захоложенная вода из АБХМ с температурой +5 — +10°C. Холод, вырабатываемый АБХМ, служит для охлаждения приточного воздуха на входе в ГТУ до +15 — +20°C.

АБХМ могут использовать как напрямую выхлопные газы ГТУ и ГПУ, так и горячую воду/пар из котлов-утилизаторов. Таким образом, холод производится, в основном, за счет потребления бросовых источников тепла.

 
 

Описание эффекта

Известно, что обычно ГТУ работают с постоянным расходом воздуха, соответственно при повышении его температуры, снижается его плотность и следовательно снижается мощность ГТУ. Снижение температуры подаваемого в турбину воздуха с 40°С до 15°С предотвращает снижение мощности ГТУ на 30 %, которое произойдет при подаче воздуха на всасывание турбины с высокой температурой.

График изменения электрической и тепловой мощности газовой турбины в зависимости от температуры подводимого воздуха приведен на рис. 3.

grafik 1 grafik2
Рис. 2. Пример зависимости мощности ГТУ от температуры наружного воздуха Рис.3. Изменение электрической и тепловой мощности газовой турбины в зависимости от температуры воздуха на входе

 
 

 
 

Принципиальная схема применения

gpu-printsip

 
 

Описание реализации отдельных элементов системы

Воздухоохладитель

Для правильного расчета теплообменника необходимо иметь следующие параметры:
• размеры воздухозаборного устройства
• расход воздуха
• температуры воздуха и воды на входе и выходе из охладителя
• максимально допустимые потери давления по воздуху и по воде

Необходимо учитывать, что любое дополнительное сопротивление на входе воздуха в ГТУ негативно сказывается на основных показателях работы ГТУ. При охлаждении воздуха на теплообменнике при определенных условиях может образовываться конденсат, для предотвращения уноса конденсата в турбину необходимо предусмотреть каплеуловитель. Также важным моментом является вопрос использования воды или гликоля в качестве холодоносителя, т.к. применение гликоля значительно снижает мощность по холоду, а использование воды влечет необходимость продувки системы для предотвращения заморозки.

Дренажный поддон

Для сбора и отвода воды, конденсирующейся на теплообменной поверхности батареи, в нижней части блока устанавливается специальный дренажный поддон. Его ширина должна быть достаточной, чтобы обеспечить отвод воды также и из каплеотбойника. Дренажный поддон изготавливается из нержавеющей стали. Конструкция поддона должна обеспечить достаточный объем для сбора воды, а также ее легкий отвод из системы через дренажные каналы, диаметр которых зависит от объема воды. На выходе из дренажной системы необходимо предусмотреть сифон.

Источник холода

Согласно рекомендациям Ассоциации по охлаждению приточного воздуха TICA, США, в ГТУ наиболее целесообразно, в случае наличия бросовых источников тепла, использовать АБХМ. В России АБХМ Thermax используются на нужды охлаждения воздуха на различных объектах с 2006 года, а за рубежом в портфолио Thermax более 300 проектов с охлаждением приточного воздуха в ГТУ, ГПУ, воздушные компрессора и другие установки.

Внедрение воздухоохладителей в КВОУ (комплексное воздухоочищающее устройство)

gpu-5 gpu-1 gpu-2
Расширение платформы
фильтра
Удаление действующего
фильтра
Удаление действующего
фильтра
gpu-3 gpu-4 gpu-6
Платформы доступа
к батарейным модулям
Установленный батарейный
модуль
Итог модернизации

 
 

Внедрение воздухоохладителей на КГУ «Давыдовка», Белоруснефть

gpu-bel-1 gpu-bel-2 gpu-bel-3
Монтаж оборудования Монтаж оборудования АБХМ Thermax на объекте

 
 

Использование абхм для охлаждения воздуха на входе в турбину на Жанажолской ГТЭС (Казахстан)

Уникальный проект применения АБХМ, работающей на выхлопных газах от газотурбинных установок (ГТУ). Абсорбционный чиллер применяется для охлаждения воздуха на входе в турбину. Проект позволяет существенно повысить эффективность работы ГТУ и увеличить выработку электроэнергии.

Жанажолская ГТЭС — это современная высокотехнологичная газотурбинная электростанция, расположеная в Республике Казахстан и обеспечивающая электроэнергией обширные регионы страны.

gpu-kazah

Сведения о проекте:
АБХМ Thermax 2D 5M C
Холодопроизводительность – 3150 кВт
Температура охлаждаемой воды на входе — +15°C
Температура охлаждаемой воды на выходе — +8°C
2 градирни Baltimore Aircoil открытого типа
Повышение эффективности турбины в среднем на 30% в теплое время года

 
 

Использование АБХМ для охлаждения воздуха на входе в газопоршневую установку в г. Мадурай, Индия

Энергетическая установка, расположенная в г. Мадурай на юге Индии, выдает электроэнергию в сеть. Для выработки электроэнергии используются 7 газопоршневых установок Wartsila мощностью 15 МВт каждая. Из-за высокой температуры окружающего воздуха (38°C – 43°C), установки не выходили на номинальную мощность (90% – 95%).

Для снижения температуры было предложено пропускать наружный воздух, с температурой 43°C, через воздухоохладитель, в который подается вода, охлажденная до температуры 20°C. За счет этого достигается снижение температуры воздуха на входе в ГПУ до 27°C. Для охлаждения воды было предложено установить АБХМ Thermax, использующую бросовое тепло с рубашек охлаждения газопоршневых установок.

Для достижения необходимого эффекта требовалось получить 4050 кВт холода, что было реализовано с помощью 2-х абсорбционных чиллеров, мощностью 2025 кВт каждый.
С помощью системы охлаждения приточного воздуха энергоблок в г. Мадурай увеличил выработку электроэнергии на 500 кВт с каждой ГПУ (общее увеличение составило 3,5МВт) при повышенной температуре уличного воздуха.

gpu-india

Сведения о проекте:
Газопоршневые установки Wartsila – 15 МВт x 7 шт.
Температура наружного воздуха — +43°С по сухому термометру
Температура наружного воздуха — +26,7°С по мокрому термометру
Температура воздуха на входе в ГПУ +27°С по сухому термометру
Расход воздуха при 27°С — 35 кг/с
Температура охлажденной воды +20/+12°С

 

По всем вопросам, связанным с данной технологией и рассматриваемыми проектами, обращайтесь к специалистам нашей компании

Скачать брошюру в формате pdf

многоканальный телефон
+7 (812) 385-57-73

 
 

Расчет АБХМ
Задать вопрос
Обратный звонок
Опросный лист