ЕНЕРГИЯ - Списание за оборудване, технологии и инженеринггодина VII, брой 5, 2015

Топлоелектрически централи

Оборудване, технологии, инженеринг

Топлоелектрическите централи (ТЕЦ) произвеждат електрическа енергия чрез изгаряне на фосилни горива (газ, каменни и лигнитни въглища) или биомаса, използвайки комбинации от котли, газови и парни турбини и турбогенератори. Въпреки широкото използване на възобновяеми енергийни източници, традиционите топло-електрическите централи все още заемат централно място в производството на електрическа енергия в Европа.
В този брой на списание ЕНЕРГИЯ правим обзор на различни съвременни аспекти, оборудване, технологии и инженерни решения, свързани с обновяването и поддържането на топлоелектрическите централи. Голяма част от информацията е подадена от самите фирми, експерти в тази сфера


Европейският съюз е лидер в повечето аспекти на технологията за топлинна енергия, включително газови турбини, парогенератори с регенериране на топлината, котли на каменни и лигнитни въглища и парни турбини, системи за улавяне, транспортиране и съхранение на CO2, и контролни системи и спомагателни съоръжения. Всички те дават възможност за да се погледне по нов начин за ролята на ТЕЦ в бъдещите енергийни система.

Решения от Yokogawa за топлоелектрически централи
Yokogawa е световна компания, насочена в производството и разработка на продукти и решения, използвани широко в сферата на автоматизацията за енергетиката и индустрията. Благодарение на философията и поведението си, ориентирано към клиента, фирмата е един от основните партньори на много предприятия, включително и на редица Топло Електрически Централи. Компанията предлага множество решения и апаратура в областта на измервателните прибори и системите за управление. Типични изделия, имащи най-широко приложение, са трансмитерите за налягане, измерване на разход, както и аналитичните измервателни прибори.

Трансмитерите за налягане са базирани на уникална DPharp технология, която постигат надеждна и стабилна работа в продължение на години. При измерването на разход компанията предлагаме решения за всякакъв тип флуиди, включително масови, магнито-индуктивни и вортекс разходомери. Ротаметрите, производство на Rota-Yokogawa също намират широко приложение в топлоелектрическите електроцентрали. Yokogawa предлага и широка гама от аналитични измервания: рН, проводимост, разтворен кислород,концентрация и други. Отлични технически параметри притежава циркониевият кислородомер, благодарение на използваната технология при изработката на измервателната клетка. Понастоящем редица топло електрически централи използват именно тези прибори за контрол на горивните процеси, споделят от компанията.

В момента Yokogawa внедрява на пазара най-новата си разработка - лазерен анализатор модел TDLS8000, чието типично приложение е оптимизация на горенето със следене на СО/О2 концентрациите. Това решение дава редица предимства пред класическия циркониев анализатор, а именно бързодействие, представителност на измерената стойност,възможност за работа при температури до 1500ОС.

Фирма Yokogawa е и сред пионерите в системите за управление. Още през 1975 година тя разработва първата в света DCS – CENTUM, като и до днес системния бизнес е една от основните и дейности. Компанията развива и подобрява гамата си от регистратори и контролери, с цел да можем да отговорим на всяка нужда и приложение. Следвайки новите тенденции в автоматизацията, Yokogawa инвестира и в разработката на безжични комуникационни устройства, които в бъдеще ще заменят класическите прибори.

Хидравлични системи за регулиране и управление на газови и парни турбини от Bosch Rexroth
Газовите и парните турбини в конвенционалните електроцентрали в комбинация с гъвкавостта на възобновяемите енергийни източници осигуряват стабилността на електрическата мрежа. За да отговарят на непрекъснато нарастващите изисквания за надеждност и безопасност, хидравличните системи трябва да са доставени от опитен и надежден производител – с качеството на продуктите си Bosch Rexroth отговаря на тези условия, постигайки дългосрочно удовлетворяване на клиентите си.

Експертите на Bosch Rexroth са разработили широка гама от готови за свързване системи, които осигуряват практични решения за основни управляващи и регулиращи функции. Те намаляват цялостната сложност на системата и увеличават надеждността и годността, като в същото време намаляват стойността на съоръженията. Компанията предлага няколко вида такива системи са.

Самотестващата система за безопасност STSS проверява функционалната надеждност на предпазния клапан за газ или пара, който работи много рядко и определят неговата оперативна готовност без това да прекъсва или да влияе на работата на електроцентралата. Предлаганите хидравлични актуатори са предназначени да задвижват и управляват клапаните за пара на парни турбини. Осигуряват прецизно регулиране на количеството пара към турбината. Изграждат се на модулен принцип в различни конфигурации и с различни параметри. Осигуряват бързо затваряне или отваряне на клапана. От друга страна електро-механичния актуатор с хидростатична предавка EMA(G) се явява алтернатива на хидравличния актуатор, новият електро-механичен актуатор с хидростатична предавка и подпомогнато от пружина бързо затваряне, работи като самостоятелна система, в компактен корпус без допълнително захранване с масло и тръбопроводи. Това значително намалява разходите по инсталирането и поддръжката.

Радиално-бутални хидромотори за задвижване на турбинните валове предлагат висок въртящ момент за задвижване на валовете на турбините след изключването им, за да бъдат охладени и предпазени от разрушаване. Компанията предлага също широка гама от пропорционални и сервоклапани, които осигуряват хидравличен контрол на управляващите устройства в турбините. Хидравличните агрегати осигуряват хидравлична енергия за изпълнителните и управляващите устройства. Използват се също и за охлаждане и смазване.

Специализирани дейности в електроцентрали от Енергоимпорт - Експорт
Фирма Енергоимпорт - Експорт от Стара Загора е съсредоточила основната си дейност в областта на енергетиката. Тя се занимава с внос и износ на резервни части, агрегати и машини за ТЕЦ и въгледобива и разработка и внедряване на ноу-хау в областта на енергетиката. Компанията е специализирана в електромонтажни и електроремонтни работи по основното и спомагателното оборудване на електро централи и подстанции, в т.ч. модернизация на електро разпределителните уредби средно и ниско напрежение, рехабилитация на мощни турбогенератори и силови трансформатори на ТЕЦ. Фирмата е специализирана и извършва ремонт и рехабилитация на турбогенератори. Усвоила е технология и извършва пълен и частичен ремонт на главната изолация на мощни генератори чрез частичен ремонт на място или изцяло подмяна на главната изолация с нова. Компанията е в състояние да извърши обследване и анализ на състоянието на мощните електрически машини с предвиждане и осъществяване на необходимите технически мерки за увеличаване експлоатационния им ресурс. Чрез Орган за контрол фирмата извършва измерване на електрическите параметри и издаване на заключение за състоянието на електрически машини и апарати

Фирмата разполага с кадри с достатъчна квалификация за извършване и на работи по подмяна на кабелни линии, изработване, монтаж, опроводяване на електротабла, изпитания на електро оборудване, пусково-наладъчни работи на КИП и електро оборудване. Oт 2007 година дружеството има въведена Интегрирана система за управление на качеството. Притежава сертификати за управление на качеството EN ISO 9001:2008, за управление на околната среда EN ISO 14001:2004 и за здраве и безопасност при работа BS OHSAS 18001:2007. Разполагат също така и с удостоверение за вписване в Регистъра на Държавната агенция за метрологичен и технически надзор за извършване дейности по поддържане, ремонтиране и преустройство на съоръжения с повишена опасност. Дружеството е вписано в Централния професионален регистър на строителя за изпълнение на строежи от трета и пета група - първа до трета категория.

Решения за измерване и регулиране от JUMO
За своето над двадесетгодишно официално присъствие на българския пазар фирма JUMO, един от водещите европейски и световни производители, успя да се наложи като основен доставчик на измервателна и регулираща техника и услуги в областта на автоматизацията на производствени процеси. Днес сензори, уреди и системи на JUMO функционират надеждно в почти всички области на индустрията и енергетиката. Независимо от това дали става дума за ТЕЦ, ВЕЦ, производство на топлинна енергия, когенерация или възобновяеми енергийни източници продуктите на компанията надеждно измерват, регулират, контролират или регистрират важни технологични величини. В почти всички производствени мощности в областта на енергетиката в България функционират температурни датчици (термодвойки и термосъпротивления), преобразуватели на температура, налягане и диференциално налягане, ниво, термометри, индикатори, регулатори и регистратори с марката JUMO.

От JUMO успяват да намират ефективни решения на някои особено важни проблеми, свързани със специфични технологични измервания в енергопроизводството. Пример за това е измерването на температура във въглищния прахопоток. Дълги години това бе един от най-наболелите проблеми в ТЕЦ. Високата абразивност на измерваната среда буквално „изяжда“ защитните тръби за около 2-3 седмици и води до неизползваемост на температурните датчици. Разработеното от JUMO специално антиабразивно покритие на защитните тръби увеличава издръжливостта на темп.датчик от 6 до над 18 месеца, в зависимост от конкретното приложение. Такива температурни датчици от години са в експлоатация в ТЕЦ Русе и ТЕЦ Марица Изток 3. Ползите за клиентите са неоспорими: значително снижаване на разходите по честата смяна на датчиците, както и намаляване на опасността от отпадане на важни температурни мерения, водеща до нарушаване на технологичния процес.

Друго ефективно решение е приложено при модернизацията на температурния контрол на турбина на Блок 5 в ТЕЦ Варна. Евтино и ефективно решение за измерване, визуализация, регистриране и архивиране на важните температурни величини чрез използване на безхартийни регистриращи уреди с външни разширителни модули. Ползата за клиента е спестяване на разходи за скъпи SCADA-системи, както и за окабеляване чрез децентрализирано разполагане на външните модули (комуникация по усукана двойка). Впоследствие проектът бе разширен чрез добавяне на безжични температурни мерения.

Промишлена арматура за ТЕЦ от ИБЛ-БЪЛГАРИЯ
Фирма ИБЛ-България предлага богата гама промишлена арматура, както спирателна, така и регулираща, намираща приложение в ТЕЦ. Изключителен представител на българския пазар е на Stahl-Аrmaturen Persta GmbH- Германия, производител на висококачествена стандартна и специална арматура от кована стомана. Вентили, шибри, обратни клапани, предназначени за работа с високо и ниско налягане с диаметри от DN 10 до DN 800 и за налягания от PN 10 до PN 630 и температурен диапазон до 650°C. Арматурата е произведена съгласно изискванията на множество стандарти CEN, DIN, ISO, ANSI, AFNOR, BS и др.

ИБЛ-България предлага на пазара като ексклузивен представител и продуктите на Wouter Witzel, Холандия, производител с повече от тридесетгодишен опит в производството на бътерфлай клапи и обратни клапи. Спирателните клапи Eurovalve се характеризират с дълъг живот, икономични на поддръжка и предлагат богат избор на изпълнение - фланцеви, монофланцеви, semilug и tappedlug с диаметри от DN40 до DN2000.

Клапите изместват все повече вентилите и шибрите, благодарение на редица техни предимства. Тяхното намалено тегло улеснява ръчното управление и монтажа, компактни са и спестяват място. Имат лесно и опростено завъртане на 90 градуса за пускане или спиране, малка турболентност и високи стойности на KV, както и добри регулиращи показатели.

Съществена отличителна черта на клапите Eurovalve е концепцията за вулканизирането на гумения маншон към корпуса под налягане 36bar, така че маншонът и корпусът да образуват едно цяло. По този начин няма риск от корозия, тъй като не възниква триене между уплътнението и корпуса на клапата и корпусът не контактува с флуида.

Всички предлагани от ИБЛ-България арматури могат да бъдат с ръчно, ел., пневматично и хидравлично задвижване, в зависимост от необходимостта.

Друго интересно решение, предлагано от компанията са хидроамортисьорите на PSS GmbH, Германия. Хидроамортисьорите са конструктивни елементи от значение за техниката на безопасност за тръбопроводи и компоненти на съоръжения и служат за тяхната защита. Използват се, за да се предотвратят повреди по апарати, тръбопроводи, съдове под налягане, които могат да възникнат от земетресения, удари от потоци, скъсвания на тръби или задействане на предпазни клапани.

Освен това PSS хидроамортисьорът може да се използва като вибропоглъщател при вибриращи тръбопроводи и части от съоръжения.

Монтажът на хидроамортисьорите се извършва на вибриращи тръбопроводи и съоръжения при наличие на амплитуда по-голяма от 0.5mm. Чрез употребата на тези прибори се ограничават до минимални стойности възникналите динамични проходни амплитуди. В зависимост от условията на експлоатация, периодът, през който не е необходима никаква поддръжка на PSS-хидроамортисьорите е между 10 и 25 години.

Помпени решения за ТЕЦ от Адара Инженеринг
Адара Инженеринг предлага у нас помпените решения на GRUNDFOS, които намират широко приложение в енергетиката и ТЕЦ. Помпите от серията HS включват едностъпални и двустъпални центробежни хоризонтални помпи с отваряем корпус. Те работят в област на дебит до 2500 m3/h и напор до 148 m, при температура на работната течност от 0°С до 100°С. Характерно за серията е здрава конструкция, широк асортимент, стандартни електродвигатели. Имат двойно вливане и спирален корпус, радиално засмукване и нагнетание. Валът на помпите е хоризонтално разположен с възможност за демонтаж на място. Помпата и електродвигателя са монтирани като отделни модули върху обща рама и са свързани с гъвкав куплунг. Работното колело е хидравлично и динамично балансирано. Освен в топлофикационните дружества, те намират приложение в сферите на водоснабдяването, в станции за повишаване на наляганете, в промишлеността, в санитарно-технически съоръжения, в климатични системи, в системи за пожарогасене. Помпите могат да бъдат индивидуализирани в зависимост от изискванията на конкретното приложение.

Помпите на GRUNDFOS от серия NBE, NKE, (NBGE, NKGE) са едностъпални центробежни хоризонтални помпи с аксиално засмукване и радиално нагнетяване са многоцелеви помпи, подходящи са широка гама високоефектини приложения.

Използват се в пет основни групи приложения: повишаване на налягането, за пренос на течности, за водоснабдяване, в системите за ОВК и в напояването. Помпите NBE и NBGE са проектирани за заден достъп, т.е. съществува възможност за отстраняване на електродвигателя и част от корпуса на помпата за сервизни цели без разкачане на помпата от тръбопроводната част. Помпите NKE и NKGE са отдалечено куплирани, монтирани са заедно с електродвигателя като отделни модули върху обща рама и са свързани с гъвкав куплунг. Те също са проектирани за заден достъп. Помпите работят в област на дебит до 550 m3/h и напор до 100 m, при температура на работната течност от -25°С до 140°С. Характерно за серията е здрава конструкция, широк асортимент, електродвигатели с вграден честотен регулатор (или външен честотен регулатор в зависимост от броя на полюсите и мощността) и цифрово регулиране, пригодни за работа при тежки условия. Помпите осигуряват многобройни възможности за управление и могат да бъдат настройвани дистанционно с комплексното дистанционно управление на GRUNDFOS. Помпите се предлагат с различни видове уплътнения на вала в зависимост от течността, температурата и налягането. С подходящ модул за комуникация помпите могат да се управляват от компютъризирана система за автоматизация. Възможна е паралелна работа на помпи под контрола на система за управление на GRUNDFOS модел Control MPC.

Технологии, оборудване и инженеринг за ТЕЦ от Старт Инженеринг
Старт Инженеринг има дългогодишен опит в участието и цялостното изграждане по част електро и автоматизация в енергетиката, в това число и в редица водещи топлоелектрически централи – както в страната, така и в цяла Европа и Азия. Инженерите и монтажните екипи на фирмата имат опит както с поддръжка и ретрофит на стари инсталации в обекти като ТЕЦ Бобов Дол, Марица Изток и Кремиковци, така и с най-модерните технологии, партнирайки си с водещи лидери в апаратурата и автоматиката, като Siemens, ABB и DURAG. През годините Старт Инженеринг се доказва като водеща фирма в системите за мониторинг, в това число управление на сероочистваща инсталация Symphony на ABB, непрекъснат автоматичен мониторинг на димните газове MIK 5000Ce, система за управление и оптимизация на процесите, метео и сеизмични центрове, аварийни системи с местно и дистанционно управление в рискови зони и много други. Електро инженерите на фирмата са проектирали, внедрили и въвели в експлоатация десетки подстанции, когенерационни мощности, трансофрматори и връзки с електропреносната мрежа.

Старт Инженеринг предлага не само поетапен монтаж и внедряване, но и доставка на широк спектър от специализирана апаратура в енергетиката. През последните години успешно се внедряват SCADA-системи за ефективно управление и комуникация на отделните процеси в дадена електроцентрала, работи се с контролери и апаратура на Schneider Electric и Siemens, като Старт Инженеринг предлага цялостно проектиране и наладка. Често специалистите на фирмата участват по ретрофит вече съществуващи инсталации, като се надгражда с по-модерни системи за контрол и управление, въвеждат се ефективно процеси за оптимизация и енергийна ефективност. Старт Инженеринг винаги работи въз основа на водещите стандарти за качество и управление на проектите, носител е редица международни сертификации и е лицензиран орган за контрол, което позволява на стриктност и коректност в изпълнението – за повече от 60 години опит в работата по обекти в енергетиката, няма нито една авария или отпаднала система в ТЕЦ или ВЕЦ, по които Старт Инженеринг да се вземали участие. За периода до края на 2015 година фирмата предстои да завърши още три водещи обекта, касаещи инженеринг в топлоелектрически централи.