ПромАВТ Систем - На главную
 
Все проектыКонтактная информация



Система автоматизированного управления утилизацией тепла
газопоршневой электростанции (ГПЭС)

Котел утилизатор и рампа подвода газа

Описание установки. Основные технические решения.

Электрическая мощность установленного оборудования газопоршневой электростанции составляет 1,26 МВт, тепловая мощность системы утилизации тепла составляет 1,37 МВт. Тепловая энергия, вырабатываемая ГПЭС, служит для обеспечения потребности в электрической и тепловой энергии потребителей.
Категория потребителей по надежности электроснабжения - III.
Основное топливо - природный газ, резервное - не предусмотрено
Газопоршневая электростанция (ГПЭС) состоит из трех газопоршневых электроагрегатов (ГПАЭ) единичной мощностью 345 кВА. Генератор газопоршневого электроагрегата ГПЭА обеспечивает потребителей трехфазным переменным током Uн=400 В, Iн=497 А (полные характеристики агрегата приведены в таблице).
Подключение агрегатов на общую шину происходит посредством моторизированного автоматического выключателя, при подаче сигнала на его управляющие контакты. Автоматический выключатель также защищает питающую линию и генератор от короткого замыкания, а нагрузку от подачи напряжения недопустимых параметров (при выходе частоты или напряжения за установленные пределы, автомат отключается) Переключение нагрузки на питание от генераторов осуществляется при помощи переключателя ASCO по следующему алгоритму: При нормальной работе всех агрегатов нагрузка питается от общей шины генераторов, при аварийном отключении одного из агрегатов, происходит автоматическое переключение нагрузки на питание от сети электростанции.


Основные технические характеристики


Наименование характеристики Значение
Модель двигателя Perkins 4006TESI
Модель генератора Leroy Sommer LL6014B
Число цилиндров
6 рядно
Рабочий объем, л 22,92
Скорость вращения, об/мин 1500
Степень сжатия 11,5:1
Частота вращения вала, об/мин 1500
Частота, Гц 50
Макс. мощность двигателя, кВт 322
Выделения тепла в выхлопную систему, кВт 259
Выделения тепла в систему охлаждения двигателя, кВт 228
Расход топлива, нм3/час при 100% нагрузке
80
Габариты станции, ДхШхВ, мм 4160х1652х2206
Масса станции, кг 5300


Проектом предусмотрена двухконтурная система утилизации тепла: с рубашки двигателя и выхлопных газов ГПЭА.
Съем тепла с рубашки двигателя осуществляется при помощи пластинчатого теплообменника M10BFM производства Alfa Laval, в котором нагревающим теплоносителем является антифриз двигателя, а нагреваемым - вода. В случае недостаточного разбора тепла, либо при проведении работ по ремонту системы утилизации охлаждение двигателя осуществляется при помощи аварийного радиатора, расположенного на общем фундаменте с ГПЭС. Перераспределение потоков между теплообменником и радиатором осуществляется автоматически, при помощи трехходового клапана, по сигналу от датчика температуры антифриза.

Контур охлаждения интеркуллера Котел утилизатор, рампа подвода газа, контур охлаждения интеркуллера

Утилизация тепла выхлопных газов осуществляется при помощи утилизатора тепла выхлопных газов, в котором нагревающим теплоносителем является выхлопной газ, а нагреваемым - вода.

Трубопровод выхлопных газов имеет две линии основную и обводную. Поток по основной линии проходит через утилизатор тепла выхлопных газов, по обводной линии через глушитель выхлопа, расположенный в основании дымовой трубы, за границами проектирования данного раздела проекта. Распределение потоков между линиями производится при помощи управляемых заслонок с электроприводом. В случае недостаточного потребления тепловой энергии, часть потока выхлопных газов автоматически направляется в обход котла утилизатора. Поток выхлопных газов может полностью проходить по обводной линии, если разбор тепла отсутствует, либо, если это необходимо для ремонта, либо обслуживания котла-утилизатора. Сечение выхлопных трубопроводов выбрано таким образом, чтобы создаваемое системой выхлопа аэродинамическое сопротивление не превышало допустимого для двигателя значения. Расчет аэродинамического сопротивления приведен в части ТМ данного проекта. Контуры утилизации тепла рубашки двигателя и выхлопных газов расположены последовательно, таким образом, нагреваемый теплоноситель в начале подогревается теплом с рубашки, а затем догревается до требуемой температуры в котле утилизаторе.

Котел утилизатор и задвижка управления дымовыми газами Газопоршневой двигатель


Описание системы утилизации тепла

Система утилизации тепла - двухконтурная: контур утилизации тепла двигателя и контур выхлопных газов.
Охлаждение двигателя в свою очередь включает в себя два контура: рубашки двигателя и интеркулера. Тепло контура интеркулера не подлежит утилизации и охлаждающая жидкость направляется непосредственно на аварийный радиатор. Расход теплоносителя в контуре интеркулера - 9 м3/ч, температура теплоносителя в контуре интеркулера регулируется при помощи трехходового клапана М4.

Расход теплоносителя в контуре охлаждения рубашки двигателя составляет 28 м3/ч. теплоноситель циркулирует через пластинчатый теплообменник. При недостаточном разборе тепла с внешней стороны теплообменника, часть потока контура охлаждения рубашки двигателя направляется на аварийный радиатор. Управление потоками осуществляется при помощи трехходового клапана М5, по температуре охлаждающей жидкости.

Котел утилизатор Котел утилизатор и контур охлаждения двигателя


Во внешний контур пластинчатого теплообменника теплоноситель поступает из обратного трубопровода. Температура теплоносителя на входе в теплообменник составляет 75°С, на выходе из теплообменника - 81,9°С. Если входная температура теплоносителя больше 75°С, часть потока направляется при помощи клапана М2, в обход теплообменника.
Далее теплоноситель поступает в утилизатор тепла выхлопных газов УТВГ, где нагревается до температуры 105°С. Если теплоноситель перегревается, то часть потока выхлопного газа направляется по обводной магистрали, при помощи системы заслонок М1.

После выхода с УТВГ теплоноситель поступает в обратный трубопровод котельной, где смешивается с основным теплоносителем.

 

Электрические нагрузки

Основными потребителями электроэнергии ГПЭС являются электродвигатели тепло-механического оборудования, электродвигатели насосов, электродвигатели вентиляторов и светильники искусственного освещения.
Основные технические показатели приведены в таблице:


Наименование характеристики Значение
Напряжение сети питания, В 380/220
Установленная мощность электроприемников, кВт 110; 55
Рабочая мощность, кВт
96,1
Рабочий ток, А 173


Силовое злектрооборудование

Основными потребителями электроэнергии являются асинхронные электродвигатели насосов, заказываемые в тепломеханической части проекта, и асинхронные электродвигатели вентиляторов.
Напряжение силовых электроприемников ~220 В и ~380 В, цепей управления ~220 В переменного тока с глухозаземленной нейтралью.

Генератор

В качестве пуско-защитной используется аппаратура "Telemecanique" и "Merlin Gerin" фирмы "Schneider Electric".
Управление электродвигателями потребителей производится по сигналам из части АК.

Распределение электроэнергии к электроприемникам предусматривается со шкафа распределительного ШР, установленного в помещении ГПЭС Распределительная сеть принята радиальной, прокладывается по стенам, балкам, перекрытиям и лоткам.

 

Система автоматизированного управления контурами утилизации тепла

Система автоматического управления построена на базе четырех контроллеров ф. Сименс Simatic S7-1200 CPU 1214, панели оператора ф. Сименс Simatic KTP1000 Basic и станции управления на базе промышленного компьютера с установленным ПО ф. Сименс Simatic WinCC. Все устойства объеденены в сеть Ethernet.


Экран панели оператора

Функциональная схема КТС ГПЭС (pdf; 38 k)
Схема автоматизации ГПЭС (pdf; 107 k)



Результаты и эффект внедрения

Внедрение системы автоматизированного управления позволяет легко и наглядно управлять технологическими процессами газопоршневой электростанции, получать оперативный доступ к параметрам установки.


ПромАВТ Систем





© 2010– «ПромАВТ Систем» · Проекты · Вопросы? — Тел.: (343) 268-77-20, e-почта: promavt@inbox.ru