Энергия газ турбиналары. Цикл газ турбиналары

Газ турбиналы қондырғының (GTP) бір, салыстырмалы жинақы энергетикалық кешенін, онда көрсетілген жұпталған жұмыс турбина қуаттылығы және генераторды құрайды. жүйесі кеңінен деп аталатын төмен энергия пайдаланылады. энергетика және ірі кәсіпорындардың жылумен жабдықтау, шалғай аудандарда және басқа да тұтынушылар үшін Ұлы. Әдетте, газ турбиналы сұйық отынмен немесе газбен жұмыс істейтін.

Озық

аралас цикл газ турбиналық (CCGT) - энергетикалық қуаты жетекші рөлін сыйымдылығы газ турбиналы қондырғының және олардың кейіннен эволюциясы барады. Осылайша, 1990 жылдан бері АҚШ-тың электр станциялары, кіріс және жаңғыртылған объектілерді 60% астам қазірдің өзінде газ турбина және CCGT жасауға, және кейбір елдерде олардың үлесі кейбір жылдары 90% -ға жетті.

Үлкен саны, сондай-ақ қарапайым газ турбина салынды. Газ турбиналы қондырғының - ұялы жұмыс істеуге экономикалық және жөндеу оңай - жүктемелерді жабу үшін ең дұрыс шешім болды. ғасырлар тоғысында (1999-2000) газ турбиналары жалпы сыйымдылығы 120000 МВт жетті. Салыстыру үшін, 80 жыл ішінде жүйенің осы түрі жалпы сыйымдылығы 8000-10 000 МВт болды. 350-ге жуық МВт орташа қуаттылығы үлкен екілік аралас-цикл өсімдіктер жұмыс істеу үшін арналған газ турбиналық (60%) айтарлықтай бөлігі.

тарихи ақпарат

аралас-цикл технологияларды пайдалану үшін теориялық негіз ерте 60 біздің елімізде кейбір егжей-тегжейлі зерттелді. Қазірдің өзінде сол уақытта ол электр жүйесінің дамуының жалпы курсы аралас цикл технологиясымен байланысты деп анық болды. Алайда, олардың табысты іске асыру сенімді және жоғары сапалы газ турбинасы қажет болды.

Яғни елеулі прогресс қазіргі заманғы газ турбиналық электр энергетикасы жүйесінің сапалы секіріс анықталады. шетелдік компаниялардың бірқатар табысты әміршілдік экономика жағдайында ұйымдарға алдыңғы қатарлы отандық бас ауруы дегенде озық бу турбиналы технологиясы (ПТУ) жылжытумен айналысатын уақытта тиімді стационарлық газ турбинасы құру мәселесін шештік.

60 Егер тиімділігі газ-турбина электр станциясын 24-32% құрады, кеш 80 үздік энергетикалық стационарлық газ турбиналарының қазірдің өзінде (автономды пайдалану үшін) 36-37% тиімділігін болды. Бұл оларға тиімділігі 50% құрады ПМУ негіз құруға мүмкіндік берді. Жаңа ғасырдың басында бұл көрсеткіш 40% -ды құрады, ал аралас цикл ұштастыра отырып, - және 60% -ға.

бу-турбиналық қозғағыштар мен аралас-цикл өсімдіктердің салыстыру

газ турбина негізделген аралас цикл өсімдіктер, және жақын нақты перспектива 65% тиімділігін немесе одан да көп алуға болды. (КСРО әзірленген) бу турбина бірлік үшін Сонымен қатар, тек қана жоғары критикалық бу параметрлерін генерациялау және пайдаланумен байланысты кешенді ғылыми проблемаларды бірқатар сәтті шешу жағдайда, сіз артық емес 46-49% -дан тиімділігі сене аласыз. Осылайша, бу турбина аралас цикл жүйесінің тиімділігін үмітсіз жоғалтады.

құрылыс құны мен уақыт сияқты бу-турбиналық электр станциясын айтарлықтай түспейді. 2005, жаһандық энергетикалық нарықта, 200-ден астам МВт CCGT 1 кВт бағасы және / кВт $ 500-600 құрады. С.Торайғыров атындағы ПМУ-алу үшін аз сыйымдылығы мән 600-900 $ / кВт диапазонда болды. Қуатты газ турбиналары / кВт $ 200-250 сәйкес келеді. бағаның өсуі бірлік сыйымдылығы төмендеуіне, бірақ әдетте / кВт $ 500 аспайды. Бұл құндылықтар электр бу турбина жүйелерді киловатт құнының үлесін құрайды. Мысалы, бу турбиналық электр стансасын конденсациялық орнатылған киловатт бағасы $ 2000-3000 / кВт ауытқиды.

Схема ГТЭС

: Зауыт үш негізгі бірліктен газ турбиналық жану камерасы мен компрессор. Ал барлық бірлік құрама бір пакетте орналастырылған. компрессордың және турбина роторлар подшипниктер демалады, қатаң бір-бірімен қосылған.

компрессорлық жану камерасының айналасында орналасқан (мысалы, 14 дана.), әрқайсысы өзінің жеке тұрғын үй. компрессор ауа кіретін түсу үшін газ турбиналық ауаның шығу шығатын құбыр арқылы. қуатты газ-турбиналық қабықшасы тіректері негізделген, бір кадрдың симметриялы орналастырылған.

Жұмыс принципі

үздіксіз жану принципін немесе ашық циклын қолдана отырып ең газ турбиналық құрылғылар:

• Бастапқыда, жұмыс сұйықтық (ауаның) атмосфералық қысым тиісті компрессордың астында айдалады.
• Келесі, ауаның жоғары қысым сығылған және жану камерасына жіберіледі.
• Ол жылу тұрақты жабдықтауды қамтамасыз ету, тұрақты қысым кезінде жағылады отын жеткізіледі. Байланысты отынның жану үшін жұмыс органы температурасын арттырады.
• Әрі қарай, жұмыс сұйықтығы (қазір ол әуе және жану өнімдерінің қоспасы болып табылады газ) ол атмосфера қысымына кеңейтеді газ турбиналық ағып, (электр қуатын генерациялайтын, турбинаны бұрылады) пайдалы жұмысты орындайды.
• газ-турбиналық циклінің және жұмылады, ол арқылы атмосфераға ағызылады.
• турбиналық және компрессорлық арасындағы айырмашылық турбиналық және компрессорлық ортақ білігіндегі ұйымдастырды электр генераторды көрінеді.

Орнату үзік жану

Алдыңғы сындарлы схемасын қарағанда, екі клапандар орнына бір үзікті жану өсімдіктер пайдаланылады.

• Екінші клапан жабық кезде компрессор бірінші клапан арқылы жану камерасына ауаны сорғылар.
• қысым жану камерасында көтеріледі кезде, бірінші клапан жабылады. палатасының көлемі жабылады.
• жабық кезде, әрине, клапандар камерада отын жағып, оның жану тұрақты көлемде орын алады. Нәтижесінде, жұмыс сұйықтық қысымы одан әрі артады.
• Келесі, екінші клапан ашылған және жұмыс сұйықтық газ турбиналық жеткізіледі. турбина жоғары легіне қысым біртіндеп азаяды. ол атмосфералық қысым жақын кезде, екінші клапан жабық, және қадамдарды ашу және қайталау, бірінші болуы тиіс.

Цикл газ турбиналары

термодинамикалық цикл практикалық іске асыру үшін бұрап, дизайнерлер еңсерілмейтін техникалық кедергілерді көп ісі болуы. Ең тән мысал: ағыны бөлімінде бу ылғалдылығы астам 8-12% жоғалту бу турбинасының динамикалық жүктемені арттыру күрт артады, эрозия жүреді. Бұл, сайып келгенде, турбина ағыны бөлігі бұзылуына әкеледі.

билік осы шектеулерді нәтижесінде (жұмыс үшін) кеңінен әзірге тек екі негізгі термодинамикалық пайдаланылады циклын: цикл Rankine және Brayton цикл. осы цикл элементтерін ұштастыру негізінде электр станцияларының көпшілігі.

Rankine цикл цикл іске асыру барысында осындай жұмыс циклі бу электр стансасының жанындағы фазалық ауысу жасауға жұмыс сұйықтар үшін пайдаланылады. нақты әлемде конденсацияланады мүмкін емес жұмыс органдарының, үшін, және ол біз Brayton циклын пайдаланылатын газдарды қоңырау. газ турбина және ішкі жану қозғалтқыштары қозғалтқыштары жұмыс осы цикл айтуынша.

пайдаланылған отын

газ турбина басым көпшілігі табиғи газбен жұмыс істеуге арналған. Кейде сұйық отын төмен электр жүйелеріне (- өте сирек орташа, - ірі тоннажды кем дегенде) пайдаланылады. көшу жаңа тренд ықшам газ турбиналық жүйелері қатты отын (көмір, ағаш және аз шымтезек) пайдалануға айналады. Бұл үрдістер процесі газ-химия өнеркәсібі үшін құнды шикізат болып табылады, оның пайдалану жиі тиімді энергия қарағанда екендігіне байланысты. қатты отынмен тиімді жұмыс істей алады газ турбина өндіру, қарқын алып келеді.

ГТҚ үшін ДАО контраст

негізгі айырмашылық іштен жану қозғалтқыштарының төмендегідей мен газ турбиналы жүйелері болып табылады. әуе, жану және жану өнімдерінің кеңейту қысу ішкі жану қозғалтқышы процесі бір құрылымдық элементі шегінде орын, қозғалтқыш цилиндріне деп аталады. ГТҚ осы процестер жекелеген құрылымдық түйіндерде асырылады:

• қысу компрессор жүзеге асырылады;
• арнайы камерада тиісінше жану;
• жану өнімдері кеңейту газ турбиналық жүзеге асырылады.

ұқсас термодинамикалық цикл жұмыс, дегенмен сәл ұқсас сындарлы газ турбина және ішкі жану қозғалтқыш нәтижесінде, сондай-ақ.

қорытынды

төмен энергия дамуымен, газ турбиналары және кәсіптік жүйелерінің, оның тиімділігін арттыру әлемде жалпы энергия жүйесіндегі артып үлесін қамтиды. Тиісінше, көбірек сұраныс мансап перспективалы машинисі газ турбина. Батыс серіктестер мынадай ресейлік өндірушілердің саны үнемді турбиналық қондырғылар түрін шығару игерілді. Ресей Федерациясының жаңа буын алғашқы аралас цикл электр станциясы Санкт-Петербург қаласында Солтүстік-Батыс ЖЭС айналды.