Газотурбинная установка.
Газотурбинная установка — модульная энергетическая установка, которая состоит из газовой турбины, электрического генератора, газовоздушного тракта, системы управления и вспомогательных устройств, и используется для производства электроэнергии и тепла, в некоторых случаях – и холода.
Топливо для газотурбинных установок
Принцип действия (работы) газотурбинных установок
Преимущества современных газотурбинных установок
Применение газотурбинных установок
Газотурбинная установка:
Газотурбинная установка (ГТУ) — модульная энергетическая установка, которая состоит из газовой турбины, электрического генератора, газовоздушного тракта, системы управления, а так же включает в себя вспомогательные устройства: пусковое устройство, компрессор, теплообменный аппарат или котёл-утилизатор для подогрева сетевой воды для промышленного снабжения.
Газотурбинные установки чаще всего используются для производства электроэнергии и тепла, в некоторых случаях – и холода.
ГТУ в энергетике работают как в базовом режиме, так и для покрытия пиковых нагрузок.
Отношение производимой электрической энергии к тепловой в газотурбинной установке составляет, как правило, 1 к 2. Таким образом, к примеру, если газотурбинная установка имеет мощность в 10 Мегаватт, то она способна выработать 20 МВт тепловой энергии.
Наибольший КПД газотурбинной установки достигается при работе в режиме когенерации (одновременная выработка тепловой и электрической энергии) или тригенерации (одновременная выработка тепловой, электрической энергии и энергии холода).
Электрический КПД современных газотурбинных установок составляет около 39%. А с учетом высокой температуры выхлопных газов в мощных ГТУ комбинированное использование газовых и паровых турбин позволяет повысить эффективность использования топлива и увеличивает электрический КПД установок примерно до 59%.
Топливо для газотурбинных установок:
Газотурбинная установка может работать как на жидком, так и на газообразном топливе. В обычном режиме она работает на газу, а в резервном (аварийном) — автоматически переключается на дизельное топливо.
В газотурбинных установках могут использоваться следующие виды топлива:
– биогаз;
– коксовый, древесный, шахтный газ и другие виды;
– керосин;
Большинство газотурбинных установок могут работать на низкокалорийных топливах с минимальной концентрацией метана (до 30%).
Принцип действия (работы) газотурбинных установок:
Чистый воздух под высоким давлением из компрессора направляется в камеру сгорания, куда подается и основное топливо и там воспламеняется. При сгорании газовоздушной смеси образуется энергия в виде потока раскаленных газов, который с высокой скоростью устремляется на рабочее колесо турбины и вращает его. Вращательная кинетическая энергия через вал турбины приводит в действие компрессор и электрический генератор, который вырабатывает электрическую энергию. С клемм электрогенератора произведенное электричество, обычно через трансформатор, направляется в электросеть, к потребителям энергии.
Существует два типа циклов работы газотурбинных установок: разомкнутый (или открытый) и замкнутый цикл.
При разомкнутом (или открытом) цикле компрессор забирает воздух вне системы, а затем под высоким давлением передает его в специальную камеру сгорания, внутри которой выполняется его утилизация с последующим высвобождением энергии. При замкнутом цикле газ, минуя компрессор, попадает в калорифер, где собирается тепло от внешних агентов, после переходит в турбину с последующим расширением, затем в холодильный модуль, после которого тепло уходит наружу, а газ снова попадает в компрессор.
Преимущества современных газотурбинных установок:
– незначительный вред, причиняемый окружающей среде. Выброс в атмосферу вредных веществ у современных газотурбинных установок составляет порядка 25 ppm;
– малый расход масла;
– способность работать на отходах самого производства;
– небольшие габариты и вес. Это позволяет располагать данное оборудование на небольших площадках;
– незначительный уровень шума, а также вибрации. Данный показатель находится в пределах 80 – 85 дБА;
– способность газотурбинного оборудования работать на различном топливе;
– продолжительная работа с минимальной нагрузкой. Это касается и режима холостого хода;
– отсутствие водяного охлаждения;
– высокая надежность работы;
– продолжительный ресурс работы (около 200 000 часов);
– возможность использования оборудования в любых климатических условиях;
– умеренная цена строительства и небольшие затраты во время самой работы, ремонта и технического обслуживания.
Применение газотурбинных установок:
Газотурбинные установки могут применяться:
– в энергетике – как для компенсации потерь во время пиковых нагрузок, так и для постоянного режима работы;
– в металлургии, лесной и деревообрабатывающей промышленности;
– на предприятиях газодобычи, химической и нефтехимической отраслей;
– в сельскохозяйственной сфере;
– на магистральных газопроводах в качестве привода для нагнетания природного газа;
– на водоочистных сооружениях и мусороутилизирующих комплексах;
– в машиностроении, где газотурбинные модули устанавливаются на авиа, железнодорожный, морской и автомобильный транспорт.
Примечание: © Фото https://www.pexels.com, https://pixabay.com