Новый энергоблок на Рижской ТЭЦ-2 построен под ключ компанией GAMA

Р. С. Шакиров, к.э.н. – GAMA Power Systems Engineering and Contracting Inc.

На Рижской электростанции работает в когенерационном режиме новый парогазовый энергоблок электрической мощностью до 420 МВт и тепловой – до 270 МВт, который позволил на треть уменьшить зависимость Латвии от импортируемой электроэнергии. С вводом ПГУ общая электрическая мощность станции выросла до 880 МВт. Проект реализован на условиях «под ключ» компанией GAMA (Турция).

В декабре прошлого года состоялся запуск в эксплуатацию второго энергоблока Рижской ТЭЦ-2, в ходе реконструкции которого технически и морально устаревшие паросиловые блоки, установленные в 1970-х гг., были заменены современным оборудованием. ТЭС является самой передовой в Балтии. С вводом новой станции, которая вошла в состав ранее реконструированных ТЭЦ-1 и ТЭЦ-2/1, рижские теплоэлектростанции способны гарантировать базовую мощность, практически полностью обеспечивая потребность Латвии в электроэнергии. В торжественном мероприятии, посвященном открытию ТЭЦ-2, приняли участие Арис Жигурс – председатель правления АО «Латвэнерго», Марис Куницкис – директор по производству «Латвэнерго», Эргил Эрсю – председатель GAMA Holding, Угур Юрдакул – член правления GAMA Holding.
Для реализации проекта АО «Латвэнерго» и Европейский банк реконструкции и развития подписали договор займа для финансирования проекта реконструкции второго энергоблока Рижской ТЭЦ-2. В рамках договора АО «Латвэнерго» получило 150 млн евро. Ранее, в октябре 2009 года, для финансирования проекта был подписан договор займа с Европейским инвестиционным банком на сумму в 100 млн евро. Технический надзор за процессом реконструкции осуществляла швейцарская консалтинговая компания AF Colenco Ltd.
ПГУ построена в рамках программы по реконструкции второго энергоблока Рижской ТЭЦ-2, расположенной в 15 км от города. В состав электростанции входят: энергоблок комбинированного цикла на базе одновальной газотурбинной установки General Electric модели MS9001 мощностью 270 МВт; паровой котел-утилизатор производства компании Vogt; паротурбинная установка Siemens.
Парогазовый блок обеспечивает выработку электроэнергии 420 МВт·ч в конденсационном режиме и 270 МВт·ч тепловой энергии для централизованного отопления в теплофикационном режиме эксплуатации. Станция может работать как полностью в конденсационном, так и в теплофикационном режиме эксплуатации, с любой нагрузкой на промежуточных режимах. В конденсационном режиме на ПГУ вырабатывается максимальная электрическая мощность, в теплофикационном – тепловая энергия для центрального отопления правобережной части г. Риги.
Также обеспечена возможность отбора технологического пара для производственных процессов фермерского хозяйства Mazout. Режим эксплуатации выбирается в зависимости от потребностей города в электрической и тепловой энергии.
После реконструкции общая установленная электрическая мощность ТЭЦ-2 в теплофикационном режиме составляет 832 МВт, в конденсационном – 881 МВт. В свою очередь, общая тепловая мощность ТЭЦ-2, включая водогрейные котлы, достигла 1124 МВт. Таким образом, с реализацией данного проекта полностью завершилась реконструкция энергетической части Рижской ТЭЦ-2 – одного из крупнейших и наиболее значимых инвестиционных проектов АО «Латвэнерго».
Новая станция оказывает минимальное воздействие на окружающую среду, поскольку количество выбросов CO2 на единицу произведенной энергии снижено до минимума. Существенным преимуществом является высокая эффективность ПГУ. Новый энергоблок, по сравнению со старыми установками, на одну и ту же единицу тепла способен вырабатывать значительно больше электроэнергии. Теплоэлектростанции являются существенной долей производственного портфеля «Латвэнерго», позволяя концерну удерживать на балтийском рынке позиции влиятельного поставщика электроэнергии. В условиях свободного рынка преимуществом ТЭС является их способность гибко реагировать на изменение рыночных цен на газ и электроэнергию, принимать экономически наиболее выгодные решения, выбирая производство собственной энергии либо ее закупку от сторонних производителей. Кроме того, наличие теплоэлектростанций позволяет ограничить рост цен на электроэнергию.
ТЭС являются гарантом надежности энергосистемы в масштабах стран Балтии в условиях, когда возникает определенный дефицит электроэнергии или требуется балансирующая мощность электростанций. С этой точки зрения, установленные на реконструированной Рижской ТЭЦ-2 мощности отличаются не только высокой эффективностью, но и гибкостью, позволяя использовать мощность и других электростанций для балансирования.
Генеральный подрядчик проекта реконструкции Рижской ТЭЦ-2/2 – турецкая компания GAMA Power Systems , которая выполнила проектирование новой станции ТЭЦ-2, произвела поставку, монтаж и пусконаладку всего оборудования. Нужно отметить, что в процессе строительства Рижскую ТЭЦ-2 в рамках официального визита в Латвию посетил президент Турции Абдулла Гюль.

Строительные решения
Основное генерирующее оборудование энергоблока размещено в главном энергетическом цехе (40х20х16 м). К цеху пристыкован отдельный корпус котла-утилизатора. Здания построены на бетонном ростверке. Корпуса изготовлены из металлических конструкций, облицованных звукотеплоизолированными панелями.
В главном цехе размещаются газовая турбина с генератором и паротурбинная установка. Силовое оборудование размещено в пристройке к главному энергоцеху. На крыше пристройки установлено КВОУ газотурбинной установки. Силовые повышающие трансформаторы генераторов газовой и паровой турбин находятся на открытой площадке.
Центральный щит управления расположен в отдельном технологическом здании, которое соединяется с главным корпусом закрытой галереей. Рядом с главным корпусом размещаются вентиляторные градирни.

Технологическая схема и работа станции
Электростанция включает в себя газовую турбину GE 9FB.03, генератор GE 330H, паровые турбины и генераторы Siemens – ST ENK, HNG, WK, котел-утилизатор и необходимое вспомогательное оборудование.
Газотурбинная установка MS9001FB (GE) имеет одновальную конструкцию, генератор присоединен к двигателю со стороны компрессора. Такая конструкция обеспечивает оптимальный контроль соосности, а также осевой выхлоп, что является важным для установок комбинированного цикла. Двигатель и генератор смонтированы на отдельном фундаменте.
Газ высокого давления после дожимной компрессорной станции подается в камеру сгорания ГТУ, куда также поступает цикловой воздух после компрессора (предварительно забираемый КВОУ, расположенным на крыше здания станции). С целью повышения общей тепловой экономичности ТЭЦ, в системе антиобледенения КВОУ используется тепло, получаемое при охлаждении системы смазочного масла. Cистема фильтрации Gen 2 построена на основе статических фильтров. КВОУ, включающее три ступени очистки (фильтры класса G4/F7/E10), обеспечивает эффективность до 96,94 %.
Двигатель имеет 18-ступенчатый усовершенствованный компрессор. Контроль лопаток (BHM) предоставляет оперативную информацию о состоянии проточного тракта. Передовое решение OpFlex Load Flexibility обеспечивает повышение КПД, а также расширение диапазона рабочих нагрузок и скорости набора мощности газовой турбины. При этом заметно снижается расход топлива, уровни эмиссии. Двигатель имеет повышенный КПД при частичной нагрузке и возможность регулирования в холодное время года. Контроль динамики сгорания (CDM) гарантирует надежную работу камеры сгорания. Модулированный отбор обеспечивает меньшее охлаждение КС, когда в нем нет необходимости.
Применение передовой низкоэмиссионной камеры сгорания Dry Low NOx (DLN) 2.6+ в составе ГТУ позволяет снизить уровень эмиссии NOx до 9…15 ppm без впрыска воды и использования дополнительных систем подавления выбросов. При разработке КС применены передовые технологии, обеспечивающие повышение стабильности процесса горения, сокращение уровней эмиссии, а также повышение надежности работы всей установки по сравнению со стандартной камерой сгорания DLN 2.0.
Двигатель оснащен 3-ступенчатой турбиной с воздушным охлаждением, частота вращения 3000 об/мин. Турбина имеет улучшенный газовый тракт. В ней реализована новая аэродинамика, охлаждение и материалы. На выходе двигателя установлены аэропластины для обеспечения плавного течения выхлопных газов. Для снижения потерь производится регулярная очистка выхлопного тракта. Управление двигателем осуществляется на основе моделирования (MBC) с помощью системы MarkTM VIe T3000.
Горячие газы после камеры сгорания расширяются в турбине, приводя во вращение вал компрессора ГТУ и вал электрогенератора. Тепловая энергия выхлопных газов утилизируется в паровом котле-утилизаторе, который вырабатывает пар для паротурбинной установки.
Котел-утилизатор, поставленный компанией Vogt, является бестопочным, с тремя уровнями давления. В его состав входят экономайзер, испаритель, перегреватель и трубный пакет пароперегревателя. Котел-утилизатор имеет естественную циркуляцию с горизонтальным потоком газов. Он оснащен также подогревателем сетевой воды для систем центрального отопления. Подогрев осуществляется по закрытой схеме с подключением к трубам системы центрального отопления через пластинчатый теплообменник.
В котле-утилизаторе генерируется перегретый пар одного давления с параметрами 10 МПа/540 °С. Питательная вода проходит последовательно две ступени противоточного экономайзера, далее попадает в испарительный контур. После барабана КУ пар проходит последовательно три ступени пароперегревателя и подается в паровую турбину. Остывшие выхлопные газы выбрасываются в атмосферу через выхлопную трубу высотой 40 м.
Паротурбинная установка энергоблока Рижской ТЭЦ-2 включает:
•    двухпоточную турбину низкого давления;
•    турбину высокого давления с противодавлением;
•    конденсационную турбину среднего давления с отбором пара;
•    электрогенератор;
•    основной вакуумный конденсатор для отбора пара и три конденсатора для системы центрального отопления.
Такая конструкция полностью отвечает требованиям городской системы центрального отопления и обеспечивает оптимальный режим выработки электроэнергии.
Турбина низкого давления, которая получает пар, отобранный из конденсационной турбины, передает его в сетевые подогреватели воды системы центрального отопления. В летний период турбина может отсоединяться с помощью расцепляемой муфты.
Третий сетевой подогреватель подключен к линии отбора пара из конденсационной турбины. Он обеспечивает покрытие пиковых нагрузок в системе центрального отопления в зимнее время, а также горячее водоснабжение в летний период. Сетевой подогреватель также используется в зимний период, когда потребности в тепловой энергии в сети не превышают 60 МВт.ч, обеспечивая защиту турбины низкого давления от повреждения в тех случаях, когда поток подаваемого в турбину пара меньше номинального уровня.
Отработавший пар из конденсационной турбины среднего давления направляется в конденсатор, который охлаждается водой. Он оснащен встроенной системой очистки с использованием губчатых шариков. Основная система охлаждения создана на основе влажной градирни с принудительной тягой. Потери жидкости при испарении компенсируются водой из реки Даугавы.

Автоматизированная система управления технологическим процессом
АСУ ТП (Emerson Process, Турция) обеспечивает работу всех элементов и систем ПГУ. Система управления станции позволяет дистанционно осуществлять контроль и мониторинг эксплуатационных параметров.
Управление энергоблоком осуществляется из центрального щита управления. Полученные данные обрабатываются и архивируются с целью прогнозирования и проведения расчетов. В общую систему управления также входит независимая подсистема безопасности, которая обеспечивает принятие оперативных решений в аварийных ситуациях. Кроме того, проводится ежедневный обход электростанции и проверка ее эксплуатационных параметров обслуживающим персоналом на месте.

Реализация проекта
В ходе реализации проекта Empresarios Agrupados выполнила базовое и рабочее проектирование электростанции, а компания SEP – адаптацию проектных решений к местным требованиям, включая все строительные, структурные, архитектурные, механические, трубопроводные и электрические работы, КИП и системы управления.
Общее управление и контроль инжиниринга осуществляла компания GAMA. Она организовала закупку всего энергетического и силового оборудования, компрессоров топливного газа, систем охлаждения, насосов, систем пожаротушения, ИБП и др. Выполнены все строительные работы: забивка свай, бетонирование, строительство корпусов; создание всей необходимой инфраструктуры; благоустройство территории ТЭЦ-2.
Смонтированы газовая и паровая турбины со всеми ее вспомогательными агрегатами, котелутилизатор, электрические системы и системы управления, механическое вспомогательное оборудование (включая систему водяного охлаждения и циркуляционной воды), система центрального отопления, воздушная система, КИП станции, противопожарная система и т.д. В ходе ввода в эксплуатацию были проведены испытания оборудования ПГУ в соответствии с методологией, разработанной компанией GAMA, а также с учетом требований местного законодательства.
Были испытаны газовая турбина и генератор, паровая турбина и генератор, АСУ ТП, котел-утилизатор и все его системы, системы пожарной защиты и сигнализации, топливного газа, сжатого воздуха, вспомогательное электрооборудование. Прошло опробование всего оборудования и систем в целом, его функциональности. Проведены пусковые опробования и эксплуатационные испытания.
После успешного опробования всех систем электростанция была введена в эксплуатацию. Работа в течение отопительного периода 2013–14 гг. подтвердила правильность всех заложенных технических решений, качество выполненных работ и высокую надежность оборудования. Мы уверены, что опыт компании GAMA в области применяемых решений для теплоэлектростанций будет способствовать внедрению передовых технологий при строительстве новых и реконструкции уже существующих ТЭС на территории Российской Федерации.
Подтверждением высокого уровня репутации компании стал выбор группы GAMA в качестве подрядчика при проведении модернизации Казанской ТЭЦ-3. Проект предусматривает строительство газотурбинной электростанции на базе одной из самых мощных ГТУ в мире – установки 9HA.01 мощностью 388 МВт с котлом-утилизатором CMI. Газовая турбина 9HA.01 является новейшей разработкой корпорации General Electric. Ввод станции в эксплуатацию планируется в первом квартале 2017 года. Турбины и Дизели