Энергетики филиала «Энергосистема "Западная Сибирь"»» при участии специалистов Всероссийского теплотехнического института (ОАО «ВТИ») разработали технологию автоматического перехода энергоблоков Тюменской ТЭЦ-1 из комбинированного в паросиловой режим работы.
Технология позволяет станции в случае аварийного отключения газовых турбин сохранить функционирование части генерирующего оборудования, что повышает устойчивость ее работы и надежность электро- и теплоснабжения потребителей.
Тюменская ТЭЦ-1 поставляет электроэнергию и мощность на оптовый рынок электрической энергии и мощности (ОРЭМ). Кроме того, станция является основным источником тепловой энергии для потребителей города: она обеспечивает теплоснабжение Антипинского, Гилевского, Заречного, Затюменского и Центрального районов Тюмени. Поэтому повышение надежности станции является для компании и персонала безусловным приоритетом.
На станции эксплуатируются два однотипных парогазовых энергоблока: № 1 — ПГУ-190/220 и № 2 — ПГУ-209,7/220. Установленная электрическая мощность энергоблоков — 190 и 209,7 МВт соответственно. Установленная тепловая мощность — 220 и 154 Гкал/ч соответственно.
Состав основного генерирующего оборудования энергоблоков:
- Газовая турбина (ГТУ) V64.3A (производства Siemens на энергоблоке № 1 и Ansaldo Energia на энергоблоке № 2);
- Котлоагрегат Е-500-13,8-560ГН;
- Паровая турбина (Т-130/160-12,8 на энергоблоке № 1, Т-145/160-12,8 на энергоблоке № 2).
Согласно проектным решениям, алгоритм работы защит энергоблоков был выполнен таким образом, что останов ГТУ приводил к вынужденному отключению всего генерирующего оборудования энергоблока и, как следствие, к полной потере электрической и тепловой нагрузки. Возобновить свою работу в режиме «ПСУ» энергоблок мог только после остывания газового тракта энергоблока и установки ремонтного шибера, отсекающего газо-воздушный тракт ГТУ от газового тракта КУ. Мероприятия, требуемые после останова ГТУ, занимали около 24 часов. Такая практика влекла за собой неминуемые финансовые потери от снижения поставки электроэнергии на РСВ (рынок на сутки вперед), вынужденной покупки электроэнергии на БР (балансирующем рынке) и от снижения поставки мощности на ОРЭМе (оптовый рынок электроэнергии и мощности).
Для снижения финансовых потерь, а также затрат на пуск оборудования после останова энергоблока было принято решение разработать и внедрить автоматический переход парогазовых энергоблоков № 1, 2 из режима ПГУ в режим ПСУ и обратно в случае аварийного отключения газовой турбины по причинам, не препятствующим дальнейшему вращению газовой турбины от валоповоротного устройства. Реализацией проекта вместе с инженерами Тюменской ТЭЦ-1 занимаются специалисты ОАО «ВТИ».
Особенности режимов эксплуатации оборудования согласно проектным решениям:
- ПГУ (парогазовая установка) — работа с полным составом оборудования энергоблока: газовая турбина, паровая турбина, котлоагрегат. При этом алгоритм работы защит выполнен таким образом, что отключение газовой турбины приводит к отключению всего энергоблока.
- ПСУ (паросиловая установка) — работа энергоблока по схеме классического паросилового блока без газовой турбины в составе только паровой турбины и котлоагрегата. Установленная мощность энергоблоков № 1, 2 в режиме ПСУ — 95 МВт. При этом переход в режим ПСУ возможен только через отключение энергоблока, которое требуется для установки отсекающего ремонтного шибера на газо-воздушном тракте между газовой турбиной и котлоагрегатом во избежание попадания неочищенного воздуха от дутьевых вентиляторов в проточную часть газовой турбины.
В рамках реализации проекта автоматического перехода из режима ПГУ в режим ПСУ был выполнен следующий комплекс работ:
- На энергоблоке № 1 прошли испытания по «ручному» переходу из режима ПГУ в режим ПСУ с реальным отключением газовой турбины с разработкой алгоритмов для обеспечения автоматизации процессов.
- Необходимо было провести детальное изучения рисков возникновения обратного потока воздуха через ГТУ при ее отключении и совместно с заводами-изготовителями определить оптимальную частоту вращения ГТУ от тиристорного пускового устройства (ТПУ), исключающую «противоток» во всем регулировочном диапазоне энергоблока в режиме ПСУ. Исключение «противотока» необходимо, так как попадание неочищенного воздуха от дутьевых вентиляторов котла-утилизатора в проточную часть газовой турбины после ее аварийного отключения создает риск деформации или поломки элементов ГТУ. Такой режим вращения от ТПУ был определен в ходе испытаний.
Реализация проекта и внедрение автоматического перехода энергоблоков Тюменской ТЭЦ-1 даст возможность сохранять работоспособность паросиловой части энергоблоков в случае аварийного отключения газовой турбины с продолжением несения каждым энергоблоком электрической нагрузки до 95 МВт и тепловой нагрузки до 110 Гкал/ч.
Следует дополнительно отметить, что реализация автоматического перехода из режима ПГУ в режим ПСУ и обратно в случае аварийного отключения газовой турбины позволит снизить потенциальные финансовые потери компании на оптовом рынке электроэнергии и мощности, а также снизить пусковые затраты.
Михаил Михайлов, вице-президент, директор филиала «Энергосистема "Западная Сибирь"»