Файл: Лекция Пускоостановочные режимы и нагружение энергетических гту.pdf

Лекция 8. Пуско-остановочные
режимы и нагружение
энергетических ГТУ

Научно-исследовательская лаборатория Газотурбинные и Парогазовые ТЭС
Подготовка ГТУ к пуску
а) проверка исправности оборудования; б) цель пуска ГТУ – вывод ее на минимальный режим устойчивой работы; в) внешний источник энергии пуска:
- электродвигатель;
- двигатель внутреннего сгорания;
- сжатый воздух.
Технология пуска ГТУ предусматривает подачу пониженного напряжения регулируемой частоты на обмотку статора возбужденного турбогенератора от тиристорного пускового устройства (ТПУ), поставляемого комплектно с генератором, и состоящее из:
• трансформатора;
• сглаживающих дросселей;
• полупроводникового преобразователя частоты.
Пуско-наладочные режимы энергетических ГТУ
2
Пуск ГТУ – это вывод ГТУ на минимальный режим устойчивой работы. Пусковые операции современных ГТУ производятся только автоматически и скорость пуска и нагружения определяется главным образом ростом температуры газов и ограничением термических напряжений

Особенности пуско-остановочных режимов ГТУ
1)
очень высокие термические напряжения в лопаточном аппарате проточной части, в корпусных деталях, в роторе;
2)
большие деформации и коробления всех элементов ГТУ и особенно камеры сгорания;
3)
линия совместных режимов работы турбины и компрессора (0-a-b-c-d-e) проходит вблизи линии помпажа ;
4)
ротор, как правило, проходит первую критическую частоту, вследствие чего возрастает вибрация самого ротора и подшипниковых опор. Хотя ротор и прокручивается валоповоротным устройством перед пуском и после останова с небольшим числом оборотов (5 – 10 об/мин), все же у него имеется прогиб, особенно для длинных и тяжелых роторов.
Вследствие этого также возрастает вибрация, пока ось вала не примет
«свою» линию;
5)
в подшипниках имеет место неустановившийся режим работы с полусухим трением;
6)
для режима останова неблагоприятные последствия связаны с неуправляемостью процесса на завершающем этапе
3

Научно-исследовательская лаборатория Газотурбинные и Парогазовые ТЭС
Режимы пуска энергетической ГТУ
Рабочая характеристика компрессора на пусковых
режимах ГТУ
Т
НТ
– начальная температура газа, о
С; К
у
– коэффициент запаса устойчивости; - приведенная частота вращения компрессора
(изодрома); - приведенный расход воздуха через компрессор; π
К
– степень повышения давления в компрессоре
п
G
Зависимость расхода воздуха G, недостаточного
момента на валу ГТУ ΔМ и расхода топлива В
Т
от
удельной
приведенной
частоты
вращения
компрессора при запуске ГТУ
п
4
Этап I от точки «0» до точки «а» называют этапом холодного разгона (в КС не подается топливо).
Этап II – стартерно-турбинный разгон с открытыми антипомпажными клапанами («а – b – с»).
Этап III - стартерно-турбинный разгон при закрытых антипомпажных клапанах («с – d»).
Этап IV – этап горячего саморазгона до режима холостого хода («d - e»).
Этап V – синхронизация энергетической ГТУ с энергосистемой.

Научно-исследовательская лаборатория Газотурбинные и Парогазовые ТЭС
Структура программы автоматического пуска и
набора нагрузки ГТЭ -110
ТПУ – тиристорное пусковое устройство
Зависимость недостающего момента на валу ГТУ (1) и
мощности пускового устройства Мп (2) от удельной
приведенной частоты вращения турбокомпрессора
Режимы пуска энергетической ГТУ
Пусковые устройства (мощность составляет 2-6 % от
мощности ГТУ):
•электродвигатель,
•перевод электрогенератора ГТУ в «моторный» режим с
помощью тиристорного пускового устройства (ТПУ)
•двигатель внутреннего сгорания,
•сжатый воздух из специальной емкости,
•….
5

Научно-исследовательская лаборатория Газотурбинные и Парогазовые ТЭС
Примеры пусковых характеристик ГТУ
Пусковые параметры ГТУ типа ГТЭ – 115-1170
(V94.2)_(фирмы_«Интертурбо»,_г._Санкт-_Петербург)_при'>(АО «Турбоатом», г. Харьков)
Запуск и нагружение ГТУ типа SGT6 – 3000E (V94.2) (фирмы «Интертурбо», г. Санкт- Петербург) при
условиях окружающей среды по ISO (без учета потерь на входе и на выходе)
a-b-c-e
– нормальное нагружение со скоростью u= 11 МВт/мин; c-d – нагружение в режиме пиковой нагрузки со скоростью u=4 МВт/мин
6

Научно-исследовательская лаборатория Газотурбинные и Парогазовые ТЭС
Нормальный и быстрый запуски и повышение электрической нагрузки ГТУ типа SGT6-3000E
(V94.2)
(фирмы «Интертурбо», г. С.-Петербург) при условиях окружающей среды по ISO (без учета
потерь на входе и выходе). Синхронизация с помощью пускового тиристорного устройства
мощностью 5,5 МВт
1
— нормальный запуск (эквивалентное время эксплуатации t экв
= 10 + 0 = 10 ч); 2 — быстрый запуск
(эквивалентное время эксплуатации t экв
= 10 + 30 = 40 ч); — изменение температуры газов, измеренное у выходного патрубка ГТ; — природный газ; - — - — жидкое газотурбинное топливо; 3 — базовый режим работы; 4 — пиковый режим работы
Примеры пусковых характеристик ГТУ
7

Научно-исследовательская лаборатория Газотурбинные и Парогазовые ТЭС
Режим запуска ГТУ типа GT-13E2 (фирмы АВВ)
Режим запуска ГТУ типа GT-26 (фирмы Alstom)
1
— электрическая нагрузка; 2 — расход выходных газов; 3 — температура выходных газов; 4 — частота вращения; 5 — синхронизация; 6 — рост частоты вращения
Примеры пусковых характеристик одновальных ГТУ
8
Пуск ГТУ типа SGT – 800 из холодного состояния
1
– продувка тракта ГТУ; 2 – зажигание топлива; 3 – быстрый набор нагрузки; 4 – нормальный набор нагрузки; 5 – увеличение частоты вращения ротора об/мин; 6 - синхронизация
Характеристики ГТУ SGT – 800 (Siemens) при пуске
из холодного состояния
1
– температура выходных газов ГТ; 2 – массовый расход выходных газов ГТ; 3 – продувка тракта

Научно-исследовательская лаборатория Газотурбинные и Парогазовые ТЭС
Изменение пусковых параметров ГТУ типа SGT –
500 (GT - 35)
1
— температура газов Т перед силовой турбиной ГТУ;
2
— давление рабочего тела р в КС ГТУ; 3 — степень открытия регулирующего топливного клапана h
КЛ
ГТУ
Изменение частоты вращения роторов ГТУ
типа SGT - 500 (GT - 35) Siemens n
1
—n
3
— частота вращения соответственно ротора высокого и низкого давления, силовой турбины
Примеры пусковых характеристик двухвальных ГТУ
9

Научно-исследовательская лаборатория Газотурбинные и Парогазовые ТЭС
Останов энергетической ГТУ
I.
Штатный останов энергетической ГТУ
- предусмотрен: диспетчерским графиком покрытия нагрузки, планами технического обслуживания, ремонтом оборудования;
- плавное уменьшение нагрузки со скоростью, равной скорости набора нагрузки (8-10 МВт/мин);
- прекращение подачи топлива в КС;
- включение пускового устройства;
- усиленная вентиляция газовоздушного тракта;
- открытие АПК;
- закрытие жалюзи и шибера на входе и выходе рабочего тела;
- контроль выбега ротора (время его полной остановки);
- включение валоповоротного устройства (5-10 об/мин).
II
. Аварийный останов ГТУ осуществляется автоматически по следующим причинам:
- предельно допустимая (высокая) частота вращения ротора;
- превышение допустимого значения осевого усилия сдвига ротора;
- снижение давления масла или увеличение его температуры;
- увеличение выше нормы Т
нт
. Контроль по Т
кт с учетом Т
нв
;
- погасание факелов в КС ГТУ;
- снижение ниже нормы давления топлива в топливной системе ГТУ;
- срабатывание защитных устройств электрических систем (электрогенератора и др.);
- возникновение пожара и др.
10