«Минская ТЭЦ-4» РУП «Минскэнерго», теплоэлектроцентраль, расположенная в Западном промышленном узле города Минска, является основным источником для покрытия тепловых нагрузок для нужд отопления, вентиляции и горячего водоснабжение западной, юго-западной, частично северной и центральной его частей. Это одна из наиболее современных и эффективно работающих тепловых электроцентралей объединённой энергосистемы Республики Беларусь.
Дирекция строящейся станции была организована 30 апреля 1971 года, введена в эксплуатацию 30 сентября 1977 года. Установленная электрическая мощность ТЭЦ составляет — 1035 МВт, тепловая — 1656,6 Гкал/ч. Основной вид топлива-природный газ, резервный-мазут. Минская ТЭЦ-4 обеспечивает около 45,6 % г. Минска тепловой энергией и генерирует около 1/10 части годового объема производимой в Республике Беларусь электроэнергии.
Описание На ТЭЦ-4 установлено 3 турбины, 4 котла, и 3 энергоблока (турбина-котел) на сверхкритические параметры пара, (540 ◦С и 240 ата), 2 турбодендерные энергетические установки УДЭУ-2,5 МВт, 4 электрических водогрейных электродных котла ZVP-2840, суммарной потребляемой мощностью 160 МВт и отпуском тепла 137,6 Гкал/ч.
Основное оборудование филиала состоит из двух частей (очередей): неблочной части с параметрами 12,7 МПа (130 кгс/см2) и 555 °С; блочной части с параметрами 23,5 МПа (240 кгс/см2) и 540/540 °С.
Неблочная часть построена по типу серийных ТЭЦ-ЗИГМ, оборудование размещено в двухпролетном главном корпусе со встроенной деаэраторной этажеркой. Тепловая схема неблочной части — с поперечными связями. Установлено три турбоагрегата: ПТ-60-130/13 ст. № 1, Т-110/120-130-3 ст.№ 2,Т-110/120-130-4 ст.№ 3 и четыре котла БКЗ-420-140НГМ ст.№ 1,2,3,7.
Основное оборудование блочной части размещено в трехпролетном здании, примыкающем к главному корпусу неблочной части. Установлено три энергоблока 250 МВт с турбоагрегатами Т-250/300-240-3 (ст. № 4, 5), Т-255/305-240-5 (ст. № 6) и котлами ТГМП-344А.
Паровые котлы неблочной части работают на одну дымовую трубу диаметром устья 6,0 м и высотой 180 м. Котлы блоков ст. № 4, 5 по уходящим газам подключены ко второй дымовой трубе диаметром устья 7,2 м и высотой 180 м. Котел блока ст. № 6 подключен к третьей дымовой трубе диаметром устья 8,4 м и высотой 180 м.
В конце 2020 года в филиале была проведена масштабная реконструкция. Введены в эксплуатацию 4 электрических водогрейных электродных котла ZVP-2840, суммарной мощностью 160 МВт, предназначенные для подогрева сетевой воды с целью разгрузки по электрической мощности теплофикационных турбин в ночное время в период минимума электрических нагрузок энергосистемы.
Характеристика котельного оборудования.
1) Котел типа Е420-13,8-560ГМН (модель БКЗ-420-140НГМ-4) (ст. № 1,2,3,7) — однобарабанный, вертикально-водотрубный, с естественной циркуляцией, газоплотный, рассчитан на сжигание топлива двух видов: природного газа и мазута.
Котел работает со следующими номинальными параметрами:
— производительность по перегретому пару — 420 т/ч;
— давление пара в барабане — 15,6 МПа (159 кгс/см2);
— давление перегретого пара — 13,7 МПа (140 кгс/см2);
— температура перегретого пара — 560 °С;
— температура питательной воды — 230 °С.
Котел оборудован восемью комбинированными газомазутными горелками с паромеханическими форсунками производительностью по 3,5 т/ч. Производительность горелки по газу — 3,82 тыс. м3/ч.
Тип горелок: котел ст. № 1 — НПО ЦКТИ, ст. № 2, 3 — БКЗ, ст. № 7 — ГМУ-45-11. Горелочные устройства имеют аэродинамическое сопротивление около 160 мм вод. ст. при номинальной нагрузке.
Воздух, подаваемый в топку котла, подогревается в двух РВП-54. Предварительный подогрев воздуха (при работе на мазуте) производится в энергетических калориферах, состоящих из 24 секций типа СО-110-01. В качестве греющей среды используется сетевая вода, прокачиваемая по замкнутому контуру (подпитка из коллектора обратной сетевой воды после ТФН-2) с подогревом ее в подогревателе сетевой воды калориферов котлов (ПСВК) паром 1,3 МПа (13 кгс/см2). Отвод конденсата греющего пара из ПСВК производится в линию основного конденсата турбин на деаэраторы или в дренажный бак неблочной части.
Котельная установка укомплектована одним дутьевым вентилятором ВДН-25х2 производительностью 434 тыс. м3/ч при напоре 8,5 кПа (867 кгс/м2).
Регулирование производительности вентилятора на котлах осуществляется направляющим аппаратом и плавным изменением скорости вращения. Дутьевые вентиляторы оснащены регулируемыми электроприводами следующих типов:
— котел ст. № 1 — ПЧД-2 с электродвигателем типа АКНЗ-2-15-69-8УЗ мощностью 1000 кВт (пределы регулирования оборотов от 550 до 880 об/мин);
— котел ст. № 2 — ПЧД-2 с электродвигателем типа HQL-063Z99 австрийской фирмы «Элин-Юнион» мощностью 1120 кВт (пределы регулирования оборотов от 600 до 860 об/мин);
— котел ст. № 3 — КТЭЧ с электродвигателем типа АКНЗ-2-15-69-8УЗ мощностью 1000 кВт (пределы регулирования оборотов от 660 до 840 об/мин);
— котел ст. № 7 — ПЧНС-М-630-660 с электродвигателем АКНЗ-2-15-69-8УЗ (пределы регулирования оборотов от 610 до 900 об/мин).
Число оборотов всех электродвигателей в КЗ — режиме составляет 740 об/мин.
Кроме дутьевого вентилятора, в состав тягодутьевых механизмов котельной установки входят:
— один осевой дымосос ДОД-28,5ГМ производительностью 617 тыс. м3/ч при напоре 4,25 кПа (434 кгс/м2), с мощностью электропривода 1250 кВт, частотой вращения 595 об/мин;
— два вентилятора рециркуляции (ВРДГ) типа ВГДН-17 производительностью 75 тыс. м3/ч при напоре 5,7 кПа (582 кгс/м2), мощностью электропривода 400 кВт, частотой вращения 1500 об/мин.
Регулирование производительности дымососов и ВРДГ осуществляется направляющими аппаратами.
Дымовые газы на рециркуляцию отбираются из газоходов котла перед РВП и подаются в воздуховоды котла после РВП (подмешивание к горячему воздуху, подаваемому на горелки).
Температура свежего пара регулируется рециркуляцией дымовых газов и впрысками — с помощью трех впрыскивающих пароохладителей собственного конденсата, установленных после первой ступени конвективного пароперегревателя, крайних пакетов конвективного пароперегревателя III ступени и средних пакетов конвективного пароперегревателя IV ступени.
Для очистки поверхностей нагрева, расположенных в конвективной шахте, применяется устройство для очистки металлической дробью. Транспорт дроби осуществляется воздухом. Для очистки поверхностей нагрева РВП служат устройства для обмывки горячей водой.
Аэродинамическое сопротивление газового тракта при номинальной нагрузке котла составляет ~ 3,82 кПа (390 мм вод. ст.), воздушного тракта — ~ 3,14 кПа (320 мм вод. ст.).
Поверхности нагрева котла, м2:
— топки, лучевоспринимающая — 841;
— ширм — 122;
— КПП I ст. — 1200;
— КПП III ст. — 453;
— водяного экономайзера Iст./IIст. — 1690/1400;
— РВП — 12815.
2) Прямоточный однокорпусной котел типа Кп-1000-25-545/542ГМН (модель ТГМП-344А ТКЗ) (ст. № 4,5,6) на сверхкритические параметры пара с промежуточным перегревом пара газоплотного исполнения рассчитан на сжигание двух видов топлива: природного газа и мазута.
Котел предназначен для работы в блоке с турбоагрегатом Т-250/300-240-3 УТМЗ.
Основные расчетные параметры работы котла:
— номинальная паропроизводительность — 1000 т/ч;
— давление перегретого пара — 25 МПа (255 кгс/см2);
— температура перегретого пара — 545 °С;
— температура питательной воды — 270 °С;
— расход пара промперегрева — 800 т/ч;
— температура пара промперегрева на входе — 300 °С;
— температура пара промперегрева на выходе — 542 °С;
— давление пара промперегрева на входе — 4,0 МПа (41,0 кгс/см2);
— давление пара промперегрева на выходе — 3,8 МПа (38,5 кгс/см2).
Пароводяной тракт сверхкритического давления до встроенной задвижки (ВЗ) выполнен однопоточным, после ВЗ разделен на два несмешивающихся параллельных потока с симметричными выходами пара. Схема пароводяного тракта котла ст. № 4 до ВЗ разделена на НРЧ, СРЧ и ВРЧ (двухразъемная конструкция топочной камеры). В отличие от котла ст. № 4, схема пароводяного тракта котлов ст. № 5, 6 до ВЗ разделена на НРЧ и ВРЧ (конструктивно котлы имеют только один разъем по высоте топочной камеры), поверхность НРЧ объединяет НРЧ и СРЧ.
Топочная камера котла оборудована 16 газомазутными горелками вихревого типа, установленными встречно в два яруса на фронтовом и заднем экранах по 4 горелки на каждом ярусе. Мазут распыливается паромеханическими форсунками «Титан-М» производительностью 5,05 т/ч при давлении 3,4 МПа (35 кгс/см2). Номинальная производительность горелки по газу составляет 4800 м3/ч при давлении 34 кПа (0,35 кгс/см2). Горелочные устройства имеют сопротивление около 2,15 кПа (220 мм вод. ст.) при номинальной нагрузке.
Дымовые газы на рециркуляцию отбираются из газохода котла перед РВП и подаются в смеси с воздухом по периферийным каналам горелок.
Горячий воздух подается через внутренний и центральный каналы горелок, а через периферийный подается смесь воздуха и газов рециркуляции. Подвод воздуха и газов рециркуляции к горелкам осуществлен групповыми коробами. На котлах ст. № 4, 5 возможность перераспределения воздуха и газов рециркуляции между каналами горелок и между горелками отсутствует.
Схема газовоздуховодов котла ст. № 6 обеспечивает возможность подмешивания газов рециркуляции к горячему воздуху, подаваемому в топку, либо через внутренний и центральный, либо через периферийный каналы горелок. Схема газовоздуховодов котла ст. № 6 включает в себя тракт вторичного дутья с соплами, расположенными в один ярус на фронтовом и тыловом экранах топки над горелками на отметке 17 м. Схема тракта вторичного дутья обеспечивает возможность подачи в сопла либо горячего воздуха (при организации ступенчатого сжигания природного газа), либо дымовых газов рециркуляции (для охлаждения сопел при одноступенчатом режиме сжигания природного газа и мазута).
Воздух, подаваемый в топку котла, подогревается в энергетических калориферах (48 секций типа СО-110-01) и в двух РВП-98. В качестве греющей среды в калориферах используется пар из выхлопа ПТН или пар из общеблочного коллектора 1,3 МПа (13 кгс/см2). Конденсат греющего пара откачивается в линию основного конденсата турбины или в общеблочный бак грязного конденсата (БГК).
Котельная установка укомплектована:
— двумя дутьевыми вентиляторами типа ВДН-25х2-I производительностью 500/380 тыс. м3/ч, напором 9,25/5,15 кПа (945/525 кгс/м2) — при частоте вращения 1000/750 об/мин. На ДВ-4 и ДВ-5 установлены двухскоростные электродвигатели мощностью 1600/685 кВт, частотой вращения 994/745 об/мин. ДВ-6 оборудованы регулируемым электроприводом типа ПЧНС-800-500 с электродвигателем типа АКЗО с фазным ротором мощностью 1120 кВт;
— двумя осевыми дымососами ДОД-31,5 ФГМ производительностью 850 тыс. м3/ч, напором 3,65 кПа (372 кгс/м2), мощностью электропривода 1700 кВт, частотой вращения 495 об/мин;
— двумя дымососами рециркуляции газов ГД-31 производительностью 345 тыс. м3/ч, напором 4 кПа (410 кгс/м2), мощностью электропривода 800 кВт, частотой вращения 744 об/мин.
Регулирование производительности вентиляторов котлов осуществляется ступенчатым (котлы ст. № 4 и 5) или плавным (котел ст. № 6) изменением скорости вращения и направляющими аппаратами, дымососов — направляющими аппаратами.
Температура свежего пара регулируется в стационарных режимах с помощью двух штатных впрысков (до ширмового пароперегревателя и перед выходной ступенью конвективного перегревателя), в режимах пуска-останова — пусковыми впрысками, установленными в главном паропроводе. На впрыски подается питательная вода после ПВД.
Регулирование температуры пара промперегрева осуществляется рециркуляцией дымовых газов и штатными впрысками, установленными между ступенями конвективного пароперегревателя, в режимах пуска-останова — впрыском в паропроводы горячего промперегрева. На впрыски подается холодная питательная вода из промступеней питательных насосов.