Паровые и газовые турбины

1.

НИУ «Московский энергетический институт»
Кафедра паровых и газовых турбин им. А.В. Щегляева
Паровые и газовые турбины

2.

Структура мировой энергетики
Энергетика
Традиционная
Нетрадиционная

3. Структура установленной мощности электростанций России

Источник: Росстат, Минэнерго России

4. Источники электроэнергии Финляндии (2005 г.)

Финляндия
входит
в
число
пяти
западноевропейских
стран,
уровень
потребления которых на душу населения
превышает 10 тыс. кВт·ч в год.

5. Ветрогенераторная электростанция мощностью 49 МВт (единичная мощность 1,5 МВт)

6. Ветрогенератор мощностью 4,5 МВт, диаметр пропеллера 104 м, число оборотов 8,5-15,3 об/мин

7. Районы с основными источниками геотермальной энергии

10

8. Мутновская геотермальная станция на Камчатке

9. Мутновская геотермальная станция, начало зимы

10.

Перспективы развития ВИЭ России

11.

Структура энергетики европейской части России
Доля АЭС в выработке: Центр – 28,4%; Средняя Волга – 28,9%;
Северо-Запад – 39,4%

12.

Доля выработки электроэнергии в России по
видам электростанций в 2016 г., млрд. кВт∙ч
Выработка –
1048 млрд. кВтч.
Структура установленной мощности
по видам электростанций ЕЭС России на 01.01.2017 г.

13.

Структура выработки электростанциями ОЭС ЕЭС
России в 2016 г.
Выводы:
ТЭС – основные
производители
электроэнергии;
в ОЭС Центра, Средней
Волги и Северо-Запада доля
выработки АЭС достигает
31-38%, и ситуация будет
только
ухудшаться
с
дополнительным
вводом
АЭС

14.

Структура установленной мощности ТЭС различного
типа в составе ЕЭС России на 01.01.2017 г.
Каким оборудованием покрывать
переменную часть графика нагрузки?

15.

Возрастная структура генерирующих мощностей
России
Вывод:
¾ оборудования
безнадежно
устарело и
требует замены!!!
ПОСЛЕДСТВИЯ СТАРЕНИЯ:
«моральное» старение;
«физическое» старение;
повышенные расходы на ремонт и восстановление;
угроза аварий с тяжелыми последствиями;
угроза массового выхода оборудования из работы.

16.

Газотурбинная установка ГТУ-25ПЭР
Мощность
Мощность
КПД
24,8 МВт
24,8
37,8МВт
%
(на клеммах генератора)
КПД
37,8 %
Модификация
ГТУ-25П
для
энергетики
с
редуктором
совместного
производства
немецкой фирмы RENK и
ЗАО «Редуктор-ПМ»

17. Принципиальная схема ГТУ ТЭЦ

Распределенная генерация на базе ГТ технологий
Принципиальная схема ГТУ ТЭЦ

18.

Распределенная генерация на базе ГТ технологий

19.

Направления развития электроэнергетики России

20.

Направления развития электроэнергетики России

21. Характерные черты теплоэнергетики России

• Преобладание физически и морально устаревшего
оборудования
• Низкая экономичность и высокие эксплуатационные расходы
• Практическое отсутствие современных энергетических
технологий – ПГУ и ССКП
Структура установленной мощности и
Распределение генерирующих
мощностей ТЭС России по периодам
ввода в эксплуатацию
выработки электроэнергии на ТЭС
России

22. Влияние начальных параметров пара на экономичность ПТУ

Параметры пара:
Температура свежего пара – 0,2% / 10 С
Давление свежего пара – 0,1% / МПа

23. Годы выпуска головных образцов паровых турбин

Турбина
Т-100-130
К-300-240
К-200-130
К-800-240
Т-250-240
К-1200-240
(75 шт.)
(84 шт.)
(15 шт.)
(22 шт.)
(1 шт.)
Год начала выпуска
1961
1961
1958
1970 (1975, 1982)
1972
1978

24. Сравнение КПД российских и зарубежных энергоблоков

60
50
40
1 – средний КПД по России; 2 – лучшие газовые блоки России; 3
– лучшие угольные блоки России; 4 – средний КПД угольных
блоков Запада; 5 – КПД ПГУ Северо-Западной и Калининградской
ТЭЦ; 6 – средний КПД строящихся западных ПГУ; 7 – КПД ПГУ,
достигнутый на одном новейшем энергоблоке
36
41
45
58
60
6
7
50
37
30
20
10
0
1
2
3
4
5

25. Наработка паровых турбин мощностью более 50 МВт и удельная повреждаемость проточных частей

26.

Показатели экономичности

27. Динамика удельного расхода топлива на отпуск электроэнергии по отрасли Источник: Минэнерго России

28.

Проблемы «старых» турбин
В 2005 году, во время проведения капитального ремонта на Карагандинской ТЭЦ-2
(Казахстан), РНД турбины ПТ-135 разломился на две части при подъеме его из
цилиндра в районе канавки за диском 24 ступени. Трещины в роторе составляли
около 90% сечения вала. Ротор турбины Карагандинской ТЭЦ-2 отработал 154 тыс.
часов.

29. Проблемы «старых» турбин

Концевая часть РСД со слетевшими
дисками ЧСД
«Закатанные» рабочие лопатки РСД
Полумуфта РСД со стороны ЦНД
Ротор ЦНД

30. Основные направления повышения экономичности ПТУ

31.

Параметры современных западных энергоблоков

32. Влияние параметров рабочего тела на эффективность ПТУ