Модернизация ТЭЦ на острове Джуронг

В январе 2007 г. энергокомпания Power Seraya при поддержке компании РВ Power (Parsons Brinckerhoff Pte Ltd), выступающей в качестве инжиниринговой компании, начала реализацию проекта модернизации ТЭЦ на острове Джуронг. Здесь сосредоточены предприятия нефтехимической промышленности страны.

Первая часть проекта предусматривала превращение двух существующих одно-вальных парогазовых установок (ПГУ) Siemens SCC5-4000F мощностью по 370 МВт в теплофикационные с отпуском 130 т/ч пара для технологических целей по теплопроводу длиной 2,5 км. Намеченные работы выполнены к 1 сентября 2009 г. Вторая часть - ввод в строй двух новых одновальных ПГУ Siemens SCC5-4000F мощностью по 400 МВт со сжиганием дополнительного топлива перед котлами-утилизаторами - завершена в середине 2010 г. При этом максимально использована существующая инфраструктура, созданы аварийная система сброса пара, системы вентиляции, измерения расхода и др.

Предварительно были проведены исследования для определения оптимальной концепции предложенного теплофикационного проекта и трассировки паропроводов, а также возможностей использования существующего оборудования. Изучена целесообразность модернизации существующих паровых турбин мощностью по 250 МВт применительно к новым требованиям, остального оборудования станции, системы охлаждения и машинного зала. В ходе исследований использованы программы термодинамического моделирования, предоставленные компанией РВ Power, имеющей большой опыт работы в этой области.

Использование нового паротурбинного оборудования оказалось экономически наиболее целесообразным.

В соответствии с концепцией базового проектирования к новой ТЭЦ предъявлялись следующие основные требования:

• удовлетворение потребностей Управления энергетического рынка Сингапура;
• обеспечение непрерывности теплоснабжения при всех режимах, включая режимы с колебаниями частоты, отключениями компонентов ТЭЦ при переходе с одного вида топлива на другой и т. п.

Были и специфические требования:

• организация промышленного отпуска потребителям теплоносителя давлением 0,5 МПа и температурой 40 °С с 1 сентября 2009 г.;
• установка горелок перед котлами-утилизаторами;
• минимальный снос старых сооружений;
• обеспечение надёжности теплоснабжения при постоянном функционировании не менее двух агрегатов;
• использование коллекторов с большим числом патрубков для подачи теплоносителя потребителям.

На ТЭЦ организован постоянный эксплуатационный контроль. Давление в теплопроводе регулируется клапаном на линии отбора. Если в трубопровод поступает теплоноситель от нескольких источников, контроллер отбора выбирает «лидера» и регулирует давление по его показателям.

Для обеспечения точного расхода и качества отпускаемого теплоносителя в системе измерений используются анализаторы чистоты, учитываются требования энергокомпании (наличие источника бесперебойного энергоснабжения, подача воздуха для контрольно-измерительных приборов, воды для охлаждения, электроэнергии к расходомерам); организован контроль качества отпускаемого теплоносителя (электропроводность и чистота, содержание аммиака, кремния и натрия).

Результаты измерения параметров, характеризующих качество теплоносителя, архивируются. На стороне потребителей измеряются как минимум давление, температура и расход получаемого теплоносителя. Показания приборов потребителей сравниваются с показаниями станционных приборов для контроля, мониторинга и регистрации полученных результатов.

Для успешного проведения модернизации компания - владелец ТЭЦ заключила с консорциумом, в состав которого вошли компании Siemens и Samsung, два генподрядных контракта;

• промежуточный - на пароснабжение от двух существующих ПГУ до завершения строительства новой части ТЭЦ
• основной - на строительство двух теплофикационных ПГУ и соответствующей системы пароснабжения с последующей установкой газодожимных компрессоров.

Данные контракты объединены рамочным соглашением о начале коммерческого отпуска пара 1 сентября 2009 г.

Проект выполнен в три стадии.

1. Первая стадия - временное пароснабжение. Оно было организовано от имеющихся одновальных ПГУ Siemens SGT5-4000F. Для каждой установки дополнительно смонтировали деаэратор, модернизировали систему контроля и управления (СКУ) для работы в теплофикационном режиме. Пар отбирался из паропроводов высокого давления котлов-утилизаторов и транспортировался по однониточному паропроводу длиной 2,5 км к редукционной станции. Для подготовки добавочной воды сооружена обратноосмотическая установка.
2. Вторая стадия - возведение новой части ТЭЦ. Она состоит из двух одновальных ПГУ Siemens SCC5-4000F с котлам и-утилизаторами трёх давлений с промежуточным перегревом пара и дожиганием перед ними топлива. Парогазовые установки размещены в южной части площадки, для них использована система водоснабжения демонтированных паровых турбин. ТЭЦ оснащена СКУ SPPA Т-3000. Общий вид ТЭЦ с внешней стороны и вид её внутренней территории приведены на рис. 1 и 2.
3. Третья стадия - установка газодожимных компрессоров. Данная операция осуществлена параллельно с монтажом ТЭЦ.

Основные этапы выполнения проекта следующие:

• подготовка тендера, оптимизационное исследование, выпуск тендерной документации - работы выполнены за 5 мес. -с января по май 2007 г.;
• заключение контракта - середина августа 2007 г.;
• прокладка паропровода к заказчику -осуществлена за 25 мес. с момента подписания контракта;
• ввод оборудования в эксплуатацию -середина 2010 г.

В ходе строительстве ТЭЦ успешно решены следующие сложные задачи.

1. В процессе эксплуатации существующего оборудования осуществлён монтаж деаэратора и дополнительных контрольно-измерительных приборов. Последние соединения выполнены во время капитальных ремонтов действующих энергоблоков. В графиках строительства предусмотрено время для последующей наладки этих приборов.
2. Одной из основных трудностей на начальной стадии проекта было решение проблемы пересечения паропроводом оживленной Серайя Авеню. Местные правила исключали сооружение моста-эстакады для пароперепускных труб, пришлось прокладывать паропровод под улицей. Проектирование и строительство паропровода выполнены при соблюдении условий стандарта SS512. Прокладку паропровода пришлось согласовывать с рядом организаций.
3.  Одна из основных задач проекта -максимальное использование существующего оборудования. Для оценки состояния имеющегося оборудования генподрядчику было отпущено 6 мес. Принято решение использовать семь компонентов старого оборудования: водозаборное устройство с вращающимися ситами, катодную защиту демонтированных паровых турбин, установку хлорирования, подстанцию с элегазовой изоляцией, бак для обессоленной воды, систему вентиляции помещения циркуляционных насосов и здание установки для хлорирования воды. Модернизацию водозаборного устройства, включая ревизию вращающихся сит и ремонт системы вентиляции, провели ремонтники компании Power Seraya. Циркуляционные насосы модернизированы путём подрезки импеллеров для получения требуемых характеристик. Последующие испытания подтвердили правильность данного решения. 
4. Демонтаж паровых турбин потребовал перетрассировки некоторых трубопроводов и кабелей к новым ПГУ.
5. Для защиты существующего оборудования от случайных повреждений (например, циркуляционных водоводов из стеклопластика, проходящих вдоль южной границы площадки) были сооружены барьеры и переходы. Вдоль северной границы проложен кабель 230 кВ. Сваи вблизи существующего щита управления для исключения вибрации пришлось устанавливать буронабивным методом.

Соглашение о поставках пара потребовало сокращения сроков наладки и испытания системы пароснабжения и новых теплофикационных блоков. Пароснабжение началось в июне 2009 г., наладка двух новых теплофикационных блоков проведена в начале ноября того же года.

Для подтверждения соответствия системы пароснабжения требованиям сингапурских норм она была также испытана независимыми инженерами. Они подтвердили отсутствие вероятности одновременного выхода из строя обоих теплофикационных блоков. Оба отбора пара были присоединены к общему выходному коллектору.

Испытания по отпуску энергии предусматривали: контроль устройств автоматического регулирования по сигналам системы управления диспетчера энергетического рынка, испытания в режиме вращающегося резерва с использованием контроллера ГТУ, а также при максимальной нагрузке в течение 8 ч.

Все испытания оборудования ТЭЦ были проведены в соответствии с контрактом и требованиями законодательства. Чёткое взаимодействие владельца, инжиниринговой компании и генподрядчика сыграло важную роль в преодолении многочисленных трудностей во время строительства и наладки ТЭЦ. Заранее установленная и регулярная связь между владельцем и оператором рынка обеспечила полное взаимопонимание и выполнение всех требований последнего.