Газотурбинные установки за рубежом - Газотурбинные установки открытого цикла Стал Лаваль на электростанциях

Фирма  "Стал Лаваль"  (Швеция) выпускает ГТУ трех типов.

1. ГТУ G-T35 с ТРД - газогенератором мощностью 7,5-12 МВт. Расчетная температура наружного воздуха принята 5°С. Температура газов перед турбиной 700°С. К.п.д. установки с учетом расхода энергии на масляный насос и возбудитель равен 25,2%.
2. ГТУ типа РР 3/4 выполняются мощностью 12,3-14 МВт (РРЗ) и 20 МВт (РР4). В качестве газогенератора в них используется либо новый, либо проработавший в авиации, а затем прошедший капитальный ремонт и модификацию ТРД фирмы "Роллс- Ройс" или "Пратт-Уитни". В случае нового ТРД удельная стоимость составляет 300 марок/кВт (ФРГ) для ГТУ РРЗ и 290 марок/кВт для ГТУ РР4, во втором случае - 265 марок/кВт.
3. ГТУ GT1 20 выполняется трехвальной, с промежуточным охлаждением. Турбины высокого и среднего давления служат для привода соответствующих компрессоров. Турбина низкого давления со скоростью 3000 об/мин используется для привода генератора. Температура на входе в турбину высокого давления равна 710°С, номинальная мощность ГТУ - 40 МВт.

Некоторые сведения об эксплуатации ряда ГТУ шведского производства приведены в табл. 8.
Пиковые и резервные ГТУ используются обычно в течение 200-500 ч/год, в маловодные годы ГТУ работают 2-3 тыс.ч/год; предусмотрена возможность применения их электрогенераторов в качестве синхронных компенсаторов.
Электростанция мощностью 10/12 МВт фирмы "Стал Лаваль" в г. Васборг работает на тяжелом дистиллятном топливе с низким содержанием золы; к топливу добавляется присадка.
ГТУ Нехам мощностью 42,5 МВт введена в строй в 1962 г. Она снабжена установкой для снижения содержания натрия в мазуте.
ГТУ Хемс на острове Готланд мощностью 8/12 МВт смонтирована в 1965 г. В ее состав входит работающий на керосине ТРД - газогенератор фирмы "Пратт- Уитни" (США). 
Таблица 8

Примечание: П - пиковая; Р - резервная; У - улучшение коэффициента мощности системы; Б - базовая, ДТ - дистиллятное топливо; ПГ - природный газ; Д - дизельное топливо; ЛБ — легкий бензин.
Продолжительность запуска из холодного состояния до принятия полной нагрузки составляет 2 мин. ГТУ Хемс с к.п.д, 24,7% по экономичности может быть сопоставлена с паротурбинной ТЭС с к.п.д. 29,65%, которая также сооружается на острове. Следует упомянуть при этом, что керосин, используемый в ГТУ, стоит вдвое дороже мазута, который сжигается в котлах ТЭС.
Все ГТУ фирмы "Стал Лаваль" запускаются с помощью сжатого воздуха, Расход энергии на собственные нужды при этом незначителен, и пуск может быть осуществлен и при отсутствии подачи электроэнергии из системы. В ГТУ типа РР при пуске используется аккумуляторная батарея, в ГТУ GT120 предусмотрен дизель-генератор мощностью 150 ква. Емкость резервуара для сжатого воздуха 6,5 м³, что позволяет произвести три последовательных запуска. До сих пор не было ни одного неудачного запуска по вине системы подачи сжатого воздуха.
ГТУ типа РР могут быть полностью нагружены уже через 2 мин после запуска из холодного состояния. Запуск ГТУ Вестервик из холодного состояния до синхронизации продолжается примерно 4 мин. Набор нагрузки до номинальной - еще 6 мин (при необходимости это время можно сократить до 2 мин). Для ГТУ GТ1 20 мощностью 50 МВт требуется 2,5 мин до синхронизации и еще 7,5 мин (в случае необходимости это время может быть сокращено до 2,5 мин) до принятия полной нагрузки. Все ГТУ фирмы рассчитаны на сжигание газообразного и жидкого топлива (исключение составляют лишь три ГТУ, предназначенные для привода газовых нагнетателей в Голландии). Переход с газообразного топлива на жидкое осуществляется автоматически. ГТУ GT 120 могут работать и на мазуте; в ГТУ других типов можно использовать только легкие жидкие топлива. Благодаря тщательному изучению работы камер сгорания удалось почти полностью исключить дымление на выхлопе ГТУ. Результаты измерения содержания золы в выхлопных газах шведских ГТУ приведены в табл. 9. Следует отметить, что по новому шведскому стандарту максимальное содержание твердых частиц в дымовых газах не должно превышать 80 мг/нм³.

Для таких ГТУ фирма рекомендует осматривать лишь камеры сгорания после каждых 5 тыс. ч работы и компрессорные турбины после 10 тыс. ч.
В настоящее время мощность ГТУ G-T 120 повышена до 70 МВт при температуре наружного воздуха 10°С (табл. 10) , расход воздуха при этом составляет 345 кг/сек. Используя оба конца вала электрогенератора, можно создать установку мощностью 140 МВт с двумя такими ГТУ.

Таблица 10

Для машин средней мощности ( N 10-14 МВт) с промышленными газогенераторами рекомендованное время между ревизиями составляет 10 тыс.ч при работе с пиковой нагрузкой и 30 тыс. ч при работе в базовом режиме.
Осенью 1968 г. компании "Консолидейтид Эдисон" (США) были поставлены три ГТУ РР4 мощностью по 17,4 МВт при температуре наружного воздуха 27°С. Одна из них будет размещена на открытом воздухе.

ГТУ предназначены для покрытия летних пиков нагрузки; расчетное время использования 500 ч/год.
В Стокгольме на действующей паротурбинной электростанции вводится ГТУ типа ОТ120 мощностью 54 МВт. ГТУ в течение 500 ч в год будут использовать для покрытия пиковых нагрузок, 7 тыс.ч в год ее генератор будет работать в качестве синхронного компенсатора. Кроме того, ГТУ намечено использовать как резервную при авариях в энергосистеме и для пуска паротурбинного блока.
Фирмой "Стал Лаваль" разработан проект ПГУ. В контур ГТУ входят промежуточный охладитель и теплообменник, в котором используется тепло отработавших газов турбины. Оба подогревателя включены в систему подогрева питательной воды паротурбинной установки.