Energijos dujų turbinos. Ciklo dujų turbinos

Dujų turbinos įrenginys, (GTF) sudaro vieną dalį, palyginti kompaktiškas energetikos kompleksą, besiskiriantis tuo, sujungtą darbo maitinimo turbiną ir generatorių. Sistema yra plačiai naudojamas vadinamasis žemos energijos. Puikus energijos ir šilumos tiekimo didelėms įmonėms, atokiose vietovėse ir kitiems vartotojams. Paprastai, dujų turbina dirba skysto kuro arba dujų.

Pažangiausios

Iš elektros energijos gamybos galingumo vaidmenį talpa eina į dujų turbinos įrenginys, ir po to jų raidos - kombinuoto ciklo dujų turbina (KCDT). Taigi, JAV elektrinės nuo 1990, daugiau nei 60% įvesties ir modernizuotų objektų jau padaryti dujų turbinas ir KCDT, o kai kuriose šalyse jų dalis pasiekė 90% kelerius metus.

Daug taip pat pastatytas paprastą dujų turbiną. Dujų turbina augalų - mobili, ekonomiškas naudoti ir lengva remontas - buvo geriausias sprendimas padengti didžiausias apkrovas. Pasibaigus amžiaus (1999-2000) savo ruožtu bendras pajėgumas dujų turbinų pasiekė 120000 MW. Palyginimui, per 80 metų iš viso talpa šio sistemos tipo buvo 8000-10 000 MW. Nemaža dalis dujų turbinos (60%), skirtam dirbti į didelius kiekius dvejetainių kombinuoto ciklo įrenginiuose, kurių vidutinė talpa apie 350 MW.

istorinė informacija

Teorinis pagrindas kombinuoto ciklo technologijų naudojimo ištirtas gana išsamiai mūsų šalyje pradžioje 60-ųjų. Jau tuo metu tapo aišku, kad Bendrasis kursas plėtros elektros energetikos sistemos yra prijungtas su kombinuoto ciklo technologija. Tačiau sėkmingas jų įgyvendinimas reikėjo patikimus ir aukštos kokybės dujų turbinas.

Tai yra didelė pažanga identifikuojama moderni dujų turbina galios sistema kokybinis šuolis. Iš užsienio kompanijų sėkmingai išspręsta sukuriant efektyvias stacionarius dujų turbinos tuo metu, kai vidaus galvos pirmaujančių organizacijomis komandinės ekonomikos sąlygomis užsiima mažiau pažangių garo turbinos technologijos (PTU) skatinimo problema.

Jei 60s efektyvumas dujų turbinų įrenginių sudarė 24-32%, geriausių 80-ųjų energijos stacionarių dujų turbinų jau efektyvumą (už atskirą naudoti) 36-37%. Tai leido jiems sukurti iš PGU pagrindą, kurio efektyvumas buvo 50%. Iki naujojo amžiaus pradžioje šis skaičius buvo 40%, o kartu su kombinuoto ciklo - ir 60%.

Palyginimus garo turbinos-ir kombinuotojo ciklo augalai

Kombinuoto ciklo augalai pagrįstos dujų turbinų ir artimiausias nekilnojamojo perspektyva buvo gauti 65% efektyvumą ar daugiau. Tuo pačiu metu už garo turbinų (sukurta SSRS), tik sėkmingo sprendimo sudėtingų mokslinių problemų, susijusių su gamybos ir naudojimo superkritinėmis garo parametrų atveju, galite remtis ne daugiau nei 46-49% efektyvumo. Taigi, garo turbinos kombinuoto ciklo sistemos efektyvumas beviltiškai prarasti.

Žymiai nusileidžia į garus, turbinų elektrinė kaip laiko ir sąnaudų statybos. 2005 metais, pasaulinė energijos rinka, 1 kW iki 200 MW galios kombinuoto ciklo dujų turbinas ir daugiau kaina buvo $ 500-600 / kW. Dėl PSU mažesnė talpa vertė siekė 600-900 $ / kW diapazone. Galingas dujų turbinos atitinka $ 200-250 / kW. Su vieneto talpa kainų padidėjimo sumažėjimo, bet paprastai neturi viršyti 500 $ / kW. Šios reikšmės yra iš nuo maitinimo garo turbinų sistemų kW kaštus. Pavyzdžiui, kaina už įdiegta kW per kondensaciniai garo turbina elektrines svyruoja nuo $ 2000-3000 / kW.

Schema dujų turbinos įrenginys,

Augalų apima tris pagrindines vienetų: dujų turbinos degimo kameros ir oro kompresorių. Ir visi vienetai yra pateikiami surenkamieji vieną paketą. Kompresoriaus ir turbinos rotorius yra sujungti vienas su kitu standžiai, uždėta ant guolių.

Yra išdėstyti aplink degimo kameroje kompresoriaus (pvz, 14 vnt.), Kiekvienas savo atskirame korpuse. Įtraukti į kompresoriaus oro įėjimo angos yra iš dujų turbinų oro išeina per išmetimo vamzdžio. Remiantis galingų dujų turbinų korpuso atramų, išdėstytas simetriškai ant vieno rėmo.

veikimo principas

Daugeliu dujų turbinų įrenginių, naudojant nuolatinį degimo principu arba atvirą ciklą:

• Iš pradžių, darbinis skystis (oro) yra pumpuojamas atmosferos slėgyje atitinkamo kompresoriaus.
• Be to, oro yra suspausta iki aukštesnio slėgio vietą ir siunčiami į degimo kamerą.
• Jis tiekiamas su kurą, kuris yra sudeginama esant pastoviam slėgiui, užtikrinant pastovų šilumos tiekimą. Dėl degimo kuro padidina darbo kūno temperatūrą.
• Be to, darbinis skystis (dabar jis yra dujos, kurios yra oro ir degimo produktų mišinys) srautus į dujų turbiną, kur ji išsiplečia į atmosferos slėgį, atlieka naudingą darbą (paverčia turbiną, generuoja elektros energiją).
• Po to, kai dujų turbina yra išleidžiamas į atmosferą per kurią ciklas ir uždaro.
• Skirtumas tarp turbinos ir kompresoriaus yra vertinamas elektros generatorių, išdėstytas ant bendro koto su turbinos kompresoriaus ir.

Montavimo pertrūkiais degimo

Skirtingai nuo ankstesnių konstruktyvios schemą, du vožtuvai yra naudojami degimo augalų neištisinių vietoj vieno.

• Kompresorius siurbliai orą į degimo kamerą per pirmą vožtuvą, kai antrasis vožtuvas yra uždarytas.
• Kai slėgis pakyla į degimo kamerą, pirmasis vožtuvas yra uždarytas. Užpakalinio kameros tūris yra uždarytas.
• Kai uždarytas natūraliai vožtuvai degalams deginti kameroje, jo degimas vyksta esant pastoviam tūriui. Kaip rezultatas, darbo skysčio slėgis dar labiau padidėjo.
• Kitą, antra vožtuvo atidaroma, ir darbinis skystis yra tiekiamas į dujų turbiną. Prieš srovę turbinos slėgio bus palaipsniui mažinama. Kai ji yra arti atmosferos slėgyje, antra vožtuvas turi būti uždarytas, ir pirmas, atidaryti ir pakartoti veiksmus.

Ciklo dujų turbinos

Grįžtant prie praktinio realizavimo yra termodinaminės ciklą, dizaineriai turi elgtis su neįveikiamų techninių kliūčių aikštelė. Būdingiausias pavyzdys: garo drėgmė daugiau nei 8-12% nuostolis srauto skyriuje garo turbinos padidėja smarkiai, didinant dinamines apkrovas, erozija. Tai galiausiai veda prie srauto dalis turbinos sunaikinimo.

Dėl šių apribojimų galia (darbui) rezultatas yra plačiai naudojami iki šiol tik du pagrindiniai termodinaminė ciklas: ciklas Rankine ir Braitono ciklo. Iš elektrinių dauguma grindžiamas elementų iš šių ciklų derinys.

Rankine ciklas yra naudojamas darbo skysčių, į kurį per ciklo realizavimo padaro fazės perėjimą pagal tokius darbo ciklo garo elektrinės. Dėl darbo organuose, kurie negali būti kondensuotas realiame pasaulyje, ir kurį mes vadiname naudojamos dujos Braitono ciklo. Pagal šio ciklo darbo dujų turbinas ir vidaus degimo variklių sistemas.

Naudojami degalai

Dauguma dujų turbinų skirtos veikti gamtinių dujų. Kartais skystas kuras naudojamas mažos galios sistemų (bent jau - vidutinis, labai retai - didelė talpa). Nauja tendencija perėjimo tampa kompaktiškas dujų turbinos sistemos naudoti kietojo kuro (anglies, medienos ir durpių mažiau). Šios tendencijos yra susijusios su tuo, kad šis procesas dujos yra vertinga žaliava chemijos pramonėje, jo naudojimas yra dažnai labiau ekonomiškai efektyvi nei energijos. Gamybos dujų turbinas, kad galėtų efektyviai veikti kietuoju kuru, įgauna pagreitį.

DIK kontrastas GTU

Pagrindinis skirtumas vidaus degimo variklių ir dujų turbinų sistemų yra taip. Vidaus degimo variklis procesas suspaudimo oro, degimo ir plėtimosi degimo produktų pasireiškia per vieną struktūrinį elementą, vadinama variklio cilindre. GTU šie procesai yra atliekami ant atskirų struktūrinių mazgų:

• suspaudimo atliekamas kompresoriaus;
• degimo, atitinkamai, į specialią kamerą;
• plečiasi degimo produktus yra atliekamas dujų turbiną.

Kaip konstruktyvių dujų turbinos ir vidaus degimo varikliu šiek tiek panašus rezultatas, nors darbus panašiuose termodinaminių ciklų.

išvada

Su mažai energijos plėtrai, didinant jos efektyvumą dujų turbinas ir profesinio rengimo sistemose užima vis didesnę dalį į bendrą energetikos sistemą pasaulyje. Taigi, vis daugiau ir daugiau paklausos perspektyvi karjeros staklininkas dujų turbinos. Po Vakarų partneriais iš Rusijos gamintojų skaičius įvaldę rentabiliai turbinų įrenginių tipo gamybą. Pirmasis bendras ciklas elektrinė naujos kartos Rusijos Federacijos tapo Šiaurės Vakarų šiluminė elektrinė Sankt Peterburge.