Енергија гасни турбини. Циклус гасни турбини

Гасната турбина растенијата (GTP) претставуваат единствен и релативно компактна енергетски комплекс, каде што го спарениот работа моќ турбина и генератор. Системот е широко се користи во т.н. ниска енергија. Одлична за енергија и снабдување со топлинска енергија на големите претпријатија, оддалечените области и други потрошувачи. Типично, гасната турбина работи на течно гориво или гас.

Врвни

Капацитетот на моќ генерирање капацитет водечка улога оди на гасната турбина растенијата и нивните следни еволуција - комбиниран циклус гасната турбина (CCGT). Така, САД електрани од почетокот на 1990-тите години, повеќе од 60% од влез и модернизирани објекти веќе се гасни турбини и CCGT, а во некои земји на нивниот удел достигна 90% во некои години.

Голем број на изградени како едноставен гасната турбина. Гасната турбина фабрика - мобилен, економски да работат и лесно да поправка - е најдобро решение за покривање на врвните оптоварувања. На крајот на овој век (1999-2000) од вкупниот капацитет на гасни турбини достигна 120.000 мегавати. За споредба, во 80 години, вкупниот капацитет на овој тип на систем беше 8000-10 000 MW. Еден значаен дел од турбините на гас (60%) се наменети за работа во голем бинарни растенија комбиниран циклус со просечен капацитет од околу 350 MW.

историски информации

Теоретската основа за употреба на технологии во комбинација циклус се изучува во некои детали во нашата земја во почетокот на 60-тите. Веќе во тоа време стана јасно дека општиот курс на развој на електроенергетскиот систем е поврзан со комбинирана технологија циклус. Сепак, не беа потребни за нивна успешна имплементација сигурни и високи перформанси гасни турбини.

Тоа е значителен напредок идентификувани во модерен систем за гасната турбина моќ квалитативен скок. Голем број странски компании успешно го решиле проблемот на создавање на ефикасна стационарни гасни турбини во време кога домашните главоболки водечките организации во услови на економијата команда ангажирани во промовирањето на најмалку напредни парна турбина технологија (ПТУ).

Ако 60-тите години на ефикасноста на гасната турбина растенија изнесуваше 24-32%, во доцните 80-ти најдобар енергија стационарни гасни турбини веќе ефикасност (за самостојно користење) 36-37%. Ова им овозможи да се создаде база на ПГУ чија ефикасност е 50%. До почетокот на новиот век, бројката е 40%, а во врска со комбиниран циклус - и во 60%.

Споредба на пареа турбина и комбиниран циклус растенија

комбинирани постројки циклус врз основа на гасни турбини, а во најблиската вистинска замисла беше да се добие 65% ефикасност или повеќе. Во исто време за парна турбина единици (развиен во СССР), само во случај на успешно решавање на голем број на комплексни научни проблеми поврзани со создавањето и користењето на суперкритична параметри пареа, може да се потпре на ефикасноста на не повеќе од 46-49%. Така, на ефикасноста на парна турбина комбиниран систем циклус безнадежно изгуби.

Значително инфериорен во однос на растенијата на пареа турбина моќ што се трошоците и времето на изградба. Во 2005 година, на глобалниот енергетски пазар, цената на 1 kW до 200 MW CCGT и над беше $ 500-600 / kW. За ЕПС помала вредност капацитет е во опсег од 600-900 $ / kW. Моќен гасни турбини кои одговараат на $ 200-250 / kW. Со намалување на единица капацитет на цената се зголемува, но обично не надминува 500 $ / kW. Овие вредности се само мал дел од цената на киловат турбина системи за напојување со пареа. На пример, цената на киловат инсталиран во кондензација централи со парни турбини се движи од $ 2000-3000 / kW.

Шема гасна турбина

Монтажа се состои од три основни единици: гасната турбина комората за согорување, и компресорот воздух. И сите единици се сместени во монтажни еден пакет. Ротори на компресорот и на турбината се поврзани едни со други строго, одмор на лежишта.

Се наредени околу комората за согорување на компресорот (на пример, 14 парчиња.), Секоја во свој посебен домување. За прием на влезот на компресор воздухот е од воздух бега на гасната турбина преку издувната цевка. Врз основа на носачите на моќни гасната турбина обвивка, поставени симетрично на една рамка.

Принципот на работа

Во повеќето гасната турбина инсталации користење на континуиран принцип согорување или отворен циклус:

• Првично, работната течност (воздух) се вбризгува на атмосферски притисок соодветните компресорот.
• Следно, воздухот се компресирани до повисок притисок и го испрати во комората за согорување.
• Тоа се снабдува со гориво кое е изгорена на постојан притисок, обезбедувајќи постојано снабдување со топлинска енергија. Како резултат на согорување на горивото се зголемува температурата на работното тело.
• Понатаму, течност (сега тоа е гас кој е смеса од воздух и согорување производи) текови на гасната турбина, каде што ќе се прошири на атмосферски притисок, врши корисна работа (се врти турбината, генерира електрична енергија).
• По турбината гасови се испуштаат во атмосферата преку кои на оперативниот циклус и е затворена.
• Разликата од генератор турбина и компресор смета наоѓа на заедничка оска со турбина и компресор.

Монтажа интермитентна согорување

За разлика од претходните конструктивен шема, две вентили се користат во постројки за согорување со прекини наместо една.

• На компресорот пумпи воздух во комората за согорување преку првата вентил кога вториот вентил е затворен.
• Кога притисокот се крева во комората за согорување, првиот вентил е затворен. На волумен на комората е затворена.
• Кога е затворен природно вентили гори гориво во комората за согорување своите одвива во константен волумен. Како резултат на тоа, под притисок на течност се зголемува уште повеќе.
• Следно, вториот вентил се отвора и на работниот флуид се доставени до гасната турбина. Притисокот течението на турбината постепено ќе се намалува. Кога тоа е во близина на атмосферски притисок, вториот вентил треба да се затвори, а првиот да се отвори и да го повтори чекори.

Циклус гасни турбини

Осврнувајќи се на практичната реализација на еден термодинамички циклус, дизајнерите треба да се занимаваат со многу технички непремостливи бариери. Најтипични примери: пареа влажност повеќе од 8-12% загуба во делот на протокот на пареа турбина се зголемува драстично, зголемување на динамички оптоварувања, ерозија се случува. Ова на крајот доведе до уништување на дел од протокот на турбината.

Како резултат на овие ограничувања во енергетскиот сектор (на работа) се користат, додека само две основни термодинамички циклус: циклусот Rankine циклус и Брајтон. Поголемиот дел од електрани врз основа на комбинација на елементи од овие циклуси.

Rankine циклус се користи за работа на течности, кои за време на реализацијата на циклусот извршат фаза на транзиција во такви работен циклус за пареа моќ. За работните тела, кои не може да се кондензирана во реалниот свет, а кој ние го нарекуваме гасови се користи циклус Брајтон. Според овој циклус работат гасни турбини и мотори со внатрешно согорување.

Горивото што се користи

Огромното мнозинство на гасни турбини се дизајнирани да работат на природен гас. Понекогаш течно гориво се користи во ниско-енергетски системи (најмалку - во просек, многу ретко - голем капацитет). Новиот тренд станува транзиција на компактни системи гасната турбина во употребата на цврсти горива (јаглен, тресет и дрво поретко). Овие трендови се должи на фактот дека гасот е важна суровина за индустријата на хемиски процес, кога неговата употреба е често повеќе ефективни отколку во енергетскиот сектор. Производство на гасни турбини кои можат да работат ефикасно на цврсто гориво, добива на интензитет.

ДИК разлика GTU

Главната разлика на мотори со внатрешно согорување и гасната турбина системи е како што следува. внатрешен процес на мотор со внатрешно согорување на компресија на воздух, за согорување и проширување на продуктите од согорувањето се случи во рамките на еден структурен елемент, наведени како цилиндричен мотор. На GTU овие процеси се врши на одделни структурни јазли:

• компресија се врши во компресорот;
• согорување, соодветно, во посебен комората;
• проширување на производите од согорувањето се врши во гасната турбина.

Како резултат на конструктивен гасни турбини и мотори со внатрешно согорување малку слични, иако работат на слични термодинамички циклус.

заклучок

Со развојот на ниско-енергетски, зголемување на неговата ефикасност на гасни турбини и стручно системи опфаќаат зголемување на уделот во вкупниот енергетски систем во светот. Според тоа, се повеќе и повеќе побарувачка ветувачка кариера машинист гасни турбини. По западни партнери голем број на руски производители ја совладале производство на ефективни турбина инсталации тип. Првиот комбиниран циклус за на новата генерација во Руската Федерација стана Северозападна термоцентралата во Санкт Петербург.