Газотурбінні установки: види, схеми, цикли, особливості

1. Схема газотурбінної установки
2. Цикли газотурбінних установок
3. Схема газотурбінної установки з розімкненим циклом
4. Відмінності газотурбінних установок закритого і відкритого типу
5. Енергетичні газотурбінні установки
6. Види палива, що використовують в газотурбінних установках?
7. Інші особливості газотурбінних установок
8. Газотурбінні установки на виставці

Газотурбінна установка являє собою універсальне модульне пристрій, який об'єднує в собі: електрогенератор, редуктор, газову турбіну і блок управління. Також, присутній і додаткове обладнання, таке як: компресор, пристрій запуску, апарат теплового обміну.

Газотурбінна установка здатна функціонувати не тільки в режимі формування електроенергії, а й виробляти спільне виробництво електричної енергії з теплової.

Спираючись на те, що забажає клієнт, виробництво газотурбінних установок здатне виконуватися з універсальною системою, коли вихлопні гази застосовують для отримання пара або ж гарячої води.

Схема газотурбінної установки

Дане обладнання має два основні блоки: турбіну силового типу і генератор. Вони розміщуються в одному блоці.

Схема газотурбінної установки дуже проста: газ, що утворюється після перегорання палива, починає сприяти обертанню лопатей самої турбіни.

Таким чином, утворюється крутний момент. Це призводить до утворення електричної енергії. Вихідні гази здійснюють перетворення води на пару в котлі - утилізаторі. Газ в даному випадку працює з подвійною користю.

Цикли газотурбінних установок

Дане обладнання може бути виконано з різними циклами роботи.

Замкнутий цикл газотурбінної установки має на увазі під собою наступне: газ через компресор подається в калорифер (теплообмінник), куди надходить тепло від зовнішніх джерел. Потім він подається в газову турбіну, де здійснюється його розширення. Тиск газу при цьому виходить менше.

Після цього гази потрапляють в холодильну камеру. Тепло звідти виводиться в зовнішнє середовище. Потім газ прямує в компресор. Потім цикл відновлюється заново. Сьогодні в енергетиці аналогічне обладнання майже не застосовується.

Виробництво газотурбінних установок такого типу здійснюється в великих розмірах. Також, є втрати і низьке значення ККД, безпосередньо залежить від температурних показників самого газу до турбіни.

Розімкнутий цикл газотурбінної установки використовують набагато частіше. В цьому обладнанні компресором здійснює подача повітря з навколишнього середовища, який при високому тиску потрапляє в спеціально призначену камеру згоряння. Тут відбувається спалювання палива.

Температура органічного палива сягає позначки у 2000 градусів. Це може привести до пошкодження металу самої камери. Щоб запобігти цьому, в неї подається багато повітря, ніж це потрібно (приблизно в 5 разів). Це істотно знижує температуру самого газу і захищає метал.

Схема газотурбінної установки з розімкненим циклом

Схема газотурбінної установки з розімкненим циклом виглядає наступним чином: паливо подається в газовий пальник (форсунки), що розташовується усередині жароміцної труби. Туди нагнітається і повітря, після чого здійснюється процес згоряння палива.

Таких труб кілька і розташовуються вони концентрично. Надходить повітря в наявні між ними зазори, створюючи захисний бар'єр і перешкоджаючи вигоряння.

Завдяки трубах і потоку повітря камера знаходиться в надійному захисті від перегрівання. При цьому на виході температура газів нижче, ніж у самого палива.

Метал може витримувати 1000 - 1300 ° С. Саме такі показники температури газів камери і присутні в сучасних газотурбінних апаратах.

Відмінності газотурбінних установок закритого і відкритого типу

Головна відмінність газотурбінних установок закритого типу від відкритого грунтується на тому, що в першому випадку немає камери згоряння, а застосовується нагрівач. Тут відбувається нагрівання повітря, при цьому, він не бере участі в самому процесі освіти тепла.

Таке обладнання виконують виключно з горінням, при незмінній величині тиску. Застосовується тут органічне або ядерне паливо.

В ядерних агрегатах використовують не повітря, а гелій, вуглекислий газ або ж азот. До переваг такого обладнання можна віднести можливість застосовувати тепло атомного розпаду, яке виділяється в атомних реакторах.

Завдяки великій концентрації «робочого тіла» стало можливо досягти високих показників коефіцієнта тепловіддачі усередині самого регенератора. Це сприяє і підвищенню рівня регенерації при невеликих розмірах. Однак таке обладнання широкого застосування поки не отримало.

Енергетичні газотурбінні установки

Енергетичні газотурбінні установки ще називають «газотурбінними міні електростанціями». Застосовують їх як постійних, аварійних або резервних джерел постачання міст і важкодоступних районів.

Енергетичні газотурбінні установки використовують у багатьох галузях промисловості:

• нафтопереробної;
• газодобувної;
• металообробної;
• лісової і деревообробної;
• металургійної;
• сільського господарства;
• утилізації відходів і т.д.

Види палива, що використовують в газотурбінних установках?

Дане обладнання здатне функціонувати на різних видах палива.

У газотурбінних установках використовуються наступні види пального:

• природний газ;
• гас;
• біогаз;
• дизельне паливо;
• нафтовий газ попутного типу;
• коксовий, деревне, шахтний газ та інші види.

Багато такі турбіни здатні працювати і на низькокалорійному вигляді палива, в якому міститься невелика кількість метану (близько 3 відсотків).

Інші особливості газотурбінних установок

Відмінні риси газотурбінних установок:

• Незначної шкоди, яку завдають навколишньому середовищу. Це мала витрата масла. Здатність працювати на відходах самого виробництва. Викид в атмосферу шкідливих речовин становить 25 ppm.
• Невеликі габарити і вага. Це дозволяє розташовувати дане обладнання на невеликих майданчиках, що економить гроші.
• Незначний рівень шуму, а також вібрації. Даний показник знаходиться в межах 80 - 85 дБА.
• Здатність газотурбінного устаткування працювати на різному паливі дозволяє застосовувати його практично в будь-якому виробництві. При цьому підприємство зможе сама вибирати економічно вигідний вид палива, спираючись на специфіку своєї діяльності.
• Тривала робота з мінімальним навантаженням. Це стосується і режиму холостого ходу.
• Протягом однієї хвилини дане обладнання здатне витримувати перевищення номінальної величини струму на 150 відсотків. А протягом 2 годин - 110%.
• При трифазному симетричному «КЗ» система генератора здатна витримати протягом 10 секунд близько 300 відсотків номінального безперервного струму.
• Відсутність водяного охолодження.
• Висока надійність роботи.
• Тривалий ресурс роботи (близько 200 000 годин).
• Використання обладнання в будь-яких кліматичних умовах.
• Помірна ціна будівництва і невеликі витрати під час самої роботи, ремонту і технічного обслуговування.

Електрична потужність газотурбінного устаткування знаходиться в межах від десятків кВт до декількох МВт. Максимально великий ККД досягається, якщо газотурбінна установка функціонує в режимі одночасного виробництва теплової та електричної енергії (когенерацію).

Завдяки отриманню недорогий такої енергії, з'являється можливість швидкої окупності такого роду обладнання. Енергоустановка і котел - утилізатор вихідних газів сприяють більш ефективному використанню палива.

З газотурбінними машинами істотно спростилося завдання отримання великої потужності. А при виконанні всіх теплових особливостей турбін газового типу, значення великого електричного коефіцієнта корисної дії відходить на другий план. Якщо брати до уваги велике значення температури випускних газів газотурбінного устаткування, то можна здійснити комбінацію застосування газової та парової турбіни.

Дане інженерне рішення сприяє підприємствам значно нарощувати продуктивність від застосування палива і збільшити електричний ККД до позначки в 57 - 59 відсотків. Такий метод дуже хороший, але він призводить до фінансових витрат і ускладнення конструкції обладнання. Тому його часто використовують тільки великі виробництва.

Ставлення виробленої електричної енергії по відношенню до теплової в газотурбінної установки становить 1 до 2. Таким чином, наприклад, якщо газотурбінна установка має потужність в 10 мегават, то вона здатна виробити 20 МВт теплової енергії. Щоб здійснити переклад Мегаватт в гігакалорії, необхідно використовувати спеціальний коефіцієнт, який дорівнює 1,163.

Залежно від того, що саме необхідно замовнику, газотурбінне обладнання може додатково оснащуватися водонагрівальними і паровими котлами. Це дозволяє отримувати пар з різним тиском, який буде застосовуватися для вирішення різних виробничих завдань. Також, це дозволяє отримати гарячу воду, яка буде мати стандартну температуру.

Під час суміщеної експлуатації двох типів енергії, можна отримати збільшення коефіцієнта використання палива (КІТ) газотурбінної теплової електростанції до 90 відсотків.

При використанні газотурбінних установок у вигляді обладнання силового типу для потужних ТЕС, а також міні-ТЕЦ, ви отримаєте виправдане економічне рішення. Обумовлено це тим, що сьогодні практично всі електростанції працюють на газі. Вони мають дуже низьку для споживача питому вартість, що стосується будівництва і невеликих затрат під час подальшого використання.

Зайва, причому навіть безкоштовна, теплова енергія дозволяє без будь-яких витрат на електроенергію налаштувати вентиляцію (кондиціонування) виробничих приміщень. І це можна робити в будь-який час року. Охолоджений таким способом теплоносій, можна використовувати для різних промислових потреб. Такий вид технології носить назву «тригенерація».

Газотурбінні установки на виставці

Центральний комплекс ЦВК «Експоцентр» - це дуже комфортабельна майданчик, яка розташовується в Москві, поблизу станцій метрополітену «Виставкова» і «Діловий центр».

Завдяки високому професіоналізму співробітників даного комплексу і їх компаній, забезпечується ідеальна логістика створення виставок і швидке оформлення митних документів, навантажувальних, розвантажувальних і монтажних робіт. Також, здійснюється підтримка постійної роботи установок під час її презентації.

Виставкова павільйонна майданчик ЦВК «Експоцентр» має все необхідне обладнання для проведення таких масштабних заходів. Завдяки відкритому майданчику ви зможете без проблем презентувати своє інноваційне або енергоємне обладнання, яке працює в реальному часі.

Щорічна міжнародна виставка «Електро» є великомасштабний захід у Росії і СНД. На ньому буде продемонстровано електричне обладнання для енергетики, електротехніки, промислової світлової техніки, а також автоматизації підприємств.

На виставці «Електро», ви зможете побачити сучасні тенденції галузі, від генерації електричної енергії до завершального її використання. Завдяки інноваційним технологіям та високоякісному обладнанню ваше підприємство може отримати «ковток свіжого повітря» і заново відродитися.

Така модернізація виробництва не зможе бути не помічена споживачами ваших послуг і товарів. Таке обладнання здатне істотно знизити собівартість і витрати на електричну енергію.

Щорічно цей захід відвідують виробники з понад двадцяти країн світу. Відвідати його можете і ви. Для цього вам варто заповнити відповідну заявку у нас на сайті або зателефонувати нам. У нас на виставці ви зможете презентувати свої нові зразки продукції, корисні моделі та винаходи, нові оригінальні товари і багато іншого, що відноситься до енергетики і електричного обладнання.

Умови участі у виставці в ЦВК «Експоцентр» дуже прозорі. Будь-правовласник, якщо виявить різні порушення його прав на об'єкти інтелектуальної власності, може гарантовано розраховувати на правову допомогу. Це дозволяє підвищити відповідальність і обачність кожного учасника виставки під час презентації свого продукту.

Читайте інші наші статті:
діодні лампи
діодні світильники
Кабельна продукція