Энергетика Дальнего Востока

КНИГА А.Н. ШТЫМ, К.А. ШТЫМ  "ЭНЕРГЕТИКА ДАЛЬНЕГО ВОСТОКА"

 Современное состояние и перспективы развития энергетики Дальнего Востока.

   Современные энергетические станции Дальнего Востока работают по термодинамическому циклу Ренкина (рис. 1), суть которого заключается в преобразовании теплоты в работу с помощью водяного пара.

Рисунок 1. Термодинамический цикл Ренкина с перегревом пара.

   Максимальный КПД тепловых электростанций работающих на докритических параметрах пара по циклу Ренкина достигает 36% и зависит от начальных параметров пара давления 10÷14Мпа и температуры 540÷560⁰С. Приморская ГРЭС является наиболее эффективной станцией Дальнего Востока с КПД 33% и установленной электрической мощностью 1467МВт (рис. 2).

Рисунок 2. Приморская ГРЭС

   Большая энергетика Дальнего Востока представлена 27 станциями работающими по термодинамическому циклу Ренкина.

   В целях повышения эффективности энергетических объектов предпринимаются следующие мероприятия: увеличение параметров пара давления больше 24МПа и температуры больше 565⁰С, что дает увеличение КПД Ренкина до 55%. Это связанно с использованием новых материалов как основного, так и вспомогательного оборудования и улучшением системы охлаждения обмотки генератора турбины, но данная реконструкция потребует значительных капиталовложений для существующих объектов Дальнего Востока, имеющих выработку моторесурса более 60%.

   В принятой программе повышения эффективности на первом этапе проводится полномасштабная газификация объектов энергетики, без замещения основного оборудования, что позволяет снизить экологическую нагрузку, исключить систему топливоподготовки, золо-шлакоудаления. Перевод тепловых электрических станций на природный газ позволит повысить КПД котлов, за счет исключения из теплового баланса потери при сжигании угля с механическим недожогом q₄ и физическим теплом шлака q₆. Так же за счет снижения расходов воздуха и дымовых газов можно сократить затраты электроэнергии на собственные нужды.

   На втором этапе рассматривается частичная реконструкция децентрализованых энергосистем с установкой когенерационных мини-ТЭЦ (рис. 3).

Рисунок 3. Мини-ТЭЦ

   Основным оборудованием мини-ТЭЦ являются газовые турбины работающие по циклу Брайтона с электрическим КПД установок 25-35% (рис. 4). Данный КПД зависит от температуры подвода рабочего тела к первым ступеням газотурбинных установок и составляет 1100-1300⁰С, с температурой газов на выходе из газотурбинной установки 500-600⁰С, при довольно значительном избытке кислорода, далее эти газы поступают в теплофикационные котлы утилизаторы.

Рисунок 4. Цикл Брайтона

   Третьим этапом повышения эффективности энергосистем является установка газотурбинных установок большой мощности, при переводе существующих станций на паро-газовый цикл, который позволит работать объекту по комбинированному циклу, совмещая преимущества циклов Ренкина и Брайтона. КПД современной парогазовой установки на природном газе достигает 65%(рис. 5). В настоящее время на территории России успешно эксплуатируются две парогазовые электрические станции: Киришская ГРЭС ПГУ-800, расположенная в Ленинградской области и Северо-Западная ТЭЦ ПГУ-450 в  г.Санкт-Петербурге.

Рисунок 5. Комбинированный цикл ПГУ