Mergi la conţinutul principal

Aspecte tehnice

Aspecte tehnice

 

Aspecte Tehnice - prezent şi viitor

Centrala clasică în condensație

Centrala Electrică în Condensație are în componență cazane de abur cuplate la turbine cu abur și asigură producerea energiei electrice prin următorul lanț de transformare a energiei, corespunzător fiecărui grup energetic în parte:

- Energia chimică a gazului metan este transformată în energie termică în cazanul de abur iar aceasta este preluată de apa de alimentare care se transformă în abur supraîncălzit.

- Energia termică este transformată în turbina cu abur în energie mecanică de rotație (energie cinetică a mișcării de rotație a rotorului turbinei) prin destinderea aburului supraîncălzit și transformarea acestuia în condensat.

- Energia mecanică este transformată în energie electrică în generatorul electric și injectată în SEN prin intermediul transformatorului electric ridicător de tensiune.

 

Din punct de vedere al funcționării, Centrala electrică clasică Iernut are în componență:

l. Șase grupuri energetice care funcționează în sistem bloc: cazan de abur – turbina cu abur – generator electric – transformator electric;

În prezent sunt în exploatare comercială grupurile 4 (100 MW) și 5 (200 MW), acestea fiind calificate de Dispeceratul Energetic Național ca furnizori de servicii tehnologice de sistem: reglaj primar, reglaj secundar, reglaj terțiar rapid, asigurare putere reactivă și reglajul tensiunii în bandă.

ll. Circuitul hidrotehnic al centralei compus din:

  • Circuitul de răcire, care are în componență barajul de pe râul Mureș, cu stavile mobile, stația de filtrare si pompare de apă rece și caldă, trei turnuri de răcire cu tiraj forțat, patru turnuri de răcire cu tiraj natural, conducte, bazine denisipatoare, canale, camere de amestec, etc.;

  • Microhidrocentrala de recuperare a energiei de pompare, dotată cu doua hidrogeneratoare cu

puterea de 630 kVA fiecare;

  • Circuitul de colectare, pompare și neutralizare canalizări tehnologice, pluviale și menajere;

  • Instalația de înmagazinare și pompare a apei potabile, a apei de incendiu și a apei pulverizate

pentru stropire transformatoare și circuite de cabluri electrice;

  • Instalația de preparare a apei calde menajere pentru uz intern;

  • Instalația de termoficare internă.

lll. Staţia de Epurare Chimică compusă din:

  • Instalația de producere și stocare apă demineralizată;

  • Instalația de tratare condensat;

  • Instalația de producere și stocare apă filtrată;

  • Instalația de producere și stocare a hidrogenului utilizat la răcirea generatoarelor electrice;

  • Instalația de producere apă potabilă;

  • Instalația de tratare ape menajere;

  • Instalația de filtrare și separare a uleiului din apele tehnologice evacuate la emisar;

  • Laboratoare de analize chimice complexe.

lV. Partea electrică a centralei compusă din:

  • Generatoarele electrice de mare putere;

  • Transformatoare ridicătoare de tensiune de mare putere, care adaptează tensiunea de la bornele generatoarelor (13,8 kV la grupurile de 100 MW, respectiv 15,75 kV la cele de 200 MW) la tensiunile de racordare (110 kV și 220 kV);

  • Linii și celule electrice de înaltă tensiune pentru evacuarea energiei în SEN;

  • Transformatoare de servicii interne coborâtoare de tensiune (13,8/6 kV și 15,75/6 kV), racordate la bornele generatoarelor, care asigura tensiunea pentru secțiile de 6 kV ale centralei, necesara alimentării motoarelor mari ale centralei (pompe, ventilatoare, excitatrice);

  • Transformatoare de putere de 6/0,4 kV, pentru alimentarea consumatorilor de forță de 0,4 kV și a instalațiilor auxiliare ale centralei;

  • Instalații de distribuție curent alternativ de 6 și 0,4kV și curent continuu de 220V,60V și 24V;

  • Instalațiile de prize și iluminat interior și exterior;

  • Instalații de curent continuu cu baterii de acumulatori electrici;

  • Instalații de protecție, comandă, semnalizare, automatizare, măsură și control;

  • Instalație de grupuri Diesel pentru alimentarea de siguranță a consumatorilor vitali;

 

Centrala Electrică cu Ciclu Combinat cu Turbine cu Gaze (CECC)

Ciclul combinat gaze-abur este tehnologia cea mai eficientă de producere a energiei electrice utilizată în prezent în centralele termoelectrice. Principiul de funcționare constă în suprapunerea a doua cicluri termice: un ciclu cu gaze, de tip Brayton și un ciclu cu abur, de tip Rankine cu supraîncălzire. Se obține astfel un ciclu combinat al cărui randament este superior fata de ciclurile Brayton și Rankine luate separat. Randamentul ridicat rezultă ca urmare a valorificării capacitații turbinei cu gaze de a introduce în ciclu căldura la un nivel ridicat de temperatura, alături de capacitatea turbinei cu abur de a evacua căldura la o valoare foarte scăzută de temperatura. în ciclul combinat gaze-abur întreaga cantitate de combustibil este arsa în camera de ardere a turbinei cu gaze. În bilanțul puterii produse, turbinele cu gaze produc aproximativ 2/3 din puterea totala instalată a ciclului combinat.

schema termica

 

LEGENDĂ

TA

Turbină cu abur

TG

Turbină cu gaze

p

presiune

G

Generator electric

CA

Cameră de ardere

t

temperatură

K

Condensator de abur

FA

Filtru de aer

s

entropie

PCB

Pompă de condensat de bază

CDEA

Cameră disc echilibrare cu abur

Q

căldură

KAE

Recuperator abur etanșare

ÎP (îp)

Înaltă presiune

L

lucru mecanic

PA

Pompă de alimentare

JP (jp)

Joasă presiune

g.a.

gaze de ardere

 

Diagrama Sankey privind schimburile de enegie în ciclul combinat

 

Diagrama Sankey

 

 

Q1 = Căldura introdusă în ciclul combinat prin arderea combustibilului în TG.

LC = Lucrul mecanic consumat de compresorul de aer al TG.

LTG = Lucrul mecanic produs de TG.

QTG = Pierderile din TG.

Q3 = Căldura evacuată la coșul CR.

Q2 = Căldura introdusă în ciclul termic al TA

QTA = Pierderile din TA.

Q4 = Căldura evacuată la condensatorul TA, cu apa de răcire.

LTA = Lucrul mecanic produs de TA

 

Centrala Electrică cu Ciclu Combinat asigura producerea energiei electrice prin următorul lanț de transformare a energiei :

Energia chimică a gazului metan este transformata în două tipuri de energie utilă, prin arderea amestecului de aer-gaz metan, în camerele de combustie a turbinei cu gaze:

  • Energie mecanică de rotație a rotorului turbinei cu gaze;

  • Energie termică conținută de gazele de ardere la evacuarea din turbina cu gaze;
    Energia mecanică produsă de turbina cu gaze (TG) este transformată în energie electrică în generatorul electric al turbinei cu gaze și injectată în SEN prin intermediul transformatorului electric ridicător de tensiune. Turbina cu gaze este cuplată cu generatorul prin intermediul unui reductor de turație 5230/3000 rot./min.
    O parte semnificativă din energia mecanică produsă în turbina cu gaze este utilizată pentru comprimarea aerului în compresorul de aer, montat pe același ax cu turbina. Aerul este necesar în procesul de ardere și pentru asigurarea răcirii părților componente ale turbinei cu gaze care funcționează la temperaturi foarte înalte.

    Energie termică conținută de gazele de ardere la evacuarea din turbina cu gaze, este preluată de fluidul care circulă prin cazanul recuperator (apă-abur). În cazanul recuperator, apa este transformată în abur supraîncălzit cu două nivele de presiune și temperatură (IP și JP). Energia termică a aburului este transformată în turbina cu abur în energie mecanică de rotație (energie cinetică a mișcării de rotație a rotorului turbinei) prin destinderea aburului de IP și JP și transformarea acestuia în condensat.

Energia mecanică produsă de turbina cu abur (TA) este transformată în energie electrică în generator și injectată în SEN prin intermediul transformatorului ridicător de tensiune.


Centrala Electrică cu Ciclu Combinat Iernut are în componență :

I. Două grupuri cu ciclu combinat turbine cu gaze – turbine cu abur (2x215 MW).Fiecare grup este format din două turbine cu gaze, două cazane recuperatoare (cazane de abur care folosesc căldura recuperată din gazele fierbinți evacuate din turbina cu gaze) și o turbină cu abur.

Este asigurata o flexibilitate mărita a centralei deoarece circuitele de abur de IP și JP, condensat de baza și abur auxiliar ale ambelor grupuri sunt interconectate prin bare comune, astfel încât fiecare dintre turbinele de abur poate funcționa cu oricare din ansamblul turbina cu gaze – cazan recuperator. De asemenea este posibil ca un grup să funcționeze cu o singura turbina cu gaze, cazanul recuperator aferent și oricare dintre turbinele cu abur.

ll. Stația de compresoare de gaze naturale, care ridică presiunea gazului natural de la presiunea de circa 1 bar până la presiunea de 27 bar, necesara sistemului de combustie al turbinelor cu gaze.

lll. Grupurile Diesel de urgenta și restaurare SEN, pentru asigurarea opririi în siguranță a centralei la declanșarea grupurilor în situația lipsei tensiunii din sistemul de transport al energiei electrice (Black- Out) și pentru repornirea unei turbine pe gaz și a unei turbine cu abur fără aport de energie din sistem (Black-Start) în vederea participării centralei la restaurarea Sistemului Energetic National în caz de avarie.

IV. Cazanul auxiliar de abur, pentru asigurarea pornirii din orice stare termică a turbinelor cu abur.

V. Circuitul hidrotehnic al centralei clasice, care se află în curs de reabilitare. Suplimentar s-a construit o stație de pompe de apă de răcire, o stație de pompare cu rezervor tampon de apă pentru stingerea incendiilor și o stație de colectare, pompare și filtrare canalizări tehnologice și pluviale.

Vl. Stația de Epurare Chimică a centralei clasice, care se află în curs de reabilitare. Suplimentar s-a realizat o instalație noua de finisare și stocare a apei demineralizate.

Vll. Partea electrică a centralei compusă din:

- Șase generatoarele electrice sincrone;

- Șase transformatoare ridicătoare de tensiune de mare putere, care adaptează tensiunea de la bornele generatoarelor (11,5 kV) la tensiunile de racordare (110 kV și 220 kV);

- Linii și celule electrice de înaltă tensiune pentru evacuarea energiei în SEN;

- Patru transformatoare de servicii interne coborâtoare de tensiune (11,5/6 kV)

- Transformatoare de putere de 6/0,4 kV (21 bucăți);

- Instalații de distribuție de curent alternativ de 6 și 0,4 kV și curent continuu de 220 V, 125 V și 24 V;

- Instalații de prize și iluminat interior și exterior;

- Instalații de curent continuu cu baterii de acumulatori electrici;

- Instalații de protecție, comandă, semnalizare, automatizare, măsură, control și comunicații;

- Stația containerizată de 6 kV pentru alimentarea de rezervă a centralei.

- Instalații de supraveghere și control acces,

- O parte din instalațiile electrice ale centralei clasice (celule de înaltă tensiune pentru evacuare a puterii; secții de 6 și 0,4 kV; transformatoare 6/0,4 kV; linii electrice în cablu; baterii de acumulatoare de 60 V și 220 V c.c.; instalații de iluminat și prize) care se vor utiliza pentru deservirea noii centrale.

 

Parametrii tehnologici ai unui grup clasic, comparativ cu ai unui ciclu combinat

 

Grup cu ciclu clasic-200 MW

Grup cu ciclu combinat -215MW

Puterea totală

200 MW

215 MW

Randament brut total

~ 32%

~ 56%

Turbine cu gaze (TG)

( nu are în componență TG)

(un grup este format din doua TG)

Tip

Putere
Montaj
Combustibilul utilizat
Tipul sistemului de combustie
Debit gaze arse la evacuare
Temperatură g.a. la evacuare
Presiune gaze arse la evacuare
Număr trepte turbină cu gaze
Număr trepte compresor de aer

Raport de compresie
Turație nominală TG
Sistem de control

-

6FA.03 -General Electric

2 x 66 MWel

Interior
Gaz natural

Dry Low NOx 2.6 (DLN 2.6)

664 t/h

636 oC
1,037 bar(a)
3
18

16.4 : 1

5230 rot./min.

Mark VIe

Cazane de abur

(cazan cu doua corpuri)

(TG evacuează g.a. într-un cazan)

Tip

 


Montaj

Combustibil utilizat
Debit abur

Temperatura abur ÎP
Temperatura abur MP
Temperatura abur JP
Presiune abur ÎP
Presiune abur MP
Presiune abur JP

PK-47-2 (U.R.S.S.)

Cazan vertical, cu străbatere forțată unică (Ramzin)

Interior

Gaz natural
2 x 320 t/h abur ÎP

550 ºC
550
ºC
-

137 bar
21,2 bar
-

Cazan recuperator (HRSG – GE)
Cazan orizontal, cu circulație naturală, cu tambur de IP și JP.
Exterior

Fără ardere suplimentară

2x103,6 t/h abur ÎP+2x19,2 t/h aburJP

567 ºC
-
254
ºC

123,2 bar
-
11,3 bar

Turbina cu abur (TA)

(cu abur produs de 2 cazane)

(cu abur produs de 2 cazane)

Tip

Producător

Putere
Montaj
Număr de corpuri
Debit abur
Temperatură abur ÎP
Temperatură abur MP
Temperatură abur JP
Presiune abur ÎP
Presiune abur MP
Presiune abur JP
Presiunea de condensație
Direcție eșapare abur spre K
Turația nominală

K 215-130-1, cu condensație

LMZ - URSS

210 MW
Interior
3 corpuri - ÎP, MP si JP.
623 t/h abur ÎP
545
ºC
545
ºC
174
ºC
126,5 bar
20,08 bar
1,3 bar
0,048 kgf/cm
2
Radială
3000 r.p.m

STF A-200, cu condensație

General Electric
83 MW
Interior
1 corp comun ÎP+JP.
208 t/h abur ÎP și 37,9 t/h abur JP
560
ºC
-
250
ºC
117,5 bar
-
10,5 bar
0,035 bar
Axială

3000 r.p.m

Generatoarele electrice

G - TA (1 buc.)

G - TG (2 buc.)

G - TA (1 buc.)

TIP
Producător
Putere aparentă nominală

Putere activa nominala

Tensiune nominala la borne

Curent nominal

Curent de excitație

Tensiunea de excitație

Turație nominala

Sistem de răcire

TVV -200 -2A
Electrosila - URSS

247 MVA

210 MW

15,75 kV

9060 A

2640 A

360 V

3000 r.p.m

Apă + Hidrogen

A34
General Electric
95 MVA

80.8 MW

11,5 kV

4772 A

1971 A

166 V

3000 r.p.m

Aer

A34
General Electric
98 MVA

83.5 MW

11,5 kV

4932 A

2024 A

171 V

3000 r.p.m

Aer