Enerji gaz türbinleri. Çevrim gaz türbinleri

Gaz türbini tesisi (GTP), tek, göreceli olarak kompakt bir enerji kompleksi olup, burada eşleştirilmiş çalışma güç türbinini ve jeneratör oluşturmaktadır. Sistem yaygın olarak adlandırılan düşük enerji kullanılır. büyük işletmeler, uzak bölgelerde ve diğer tüketicilerin enerji ve ısı temini için ideal. Tipik haliyle, gaz türbini, sıvı yakıt veya gaz ile.

Cutting-Edge

kombine çevrimli gaz türbini (CCGT) - rol gelen güç elde etme kapasitesine kapasitesi, bir gaz türbini tesisi ve bunların daha sonraki evrimi gider. Böylece, ABD santraller 1990'ların başından beri, giriş ve modernize tesislerin% 60'dan fazla zaten gaz türbinleri ve CCGT yapmak ve bazı ülkelerde payları bazı yıllarda% 90 ulaşmıştır.

Çok sayıda da basit bir gaz türbini inşa etti. işletilmesi ekonomik ve onarmak için kolay mobil, - - Gaz türbini tesisi pik yükleri için en iyi çözüm oldu. yüzyılda (1999-2000) başında gaz türbinlerinin toplam kapasitesi 120.000 MW'a ulaşmıştır. Karşılaştırma için, 80 yıl içinde bu tip sistemin toplam kapasitesi 8000-10 000 MW. yaklaşık 350 MW ortalama kapasitesi olan büyük ikili kombine çevrim bitkilerde çalışmak üzere tasarlanmıştır gaz türbinine (% 60) önemli bir kısmı.

tarihsel bilgiler

kombine çevrim teknolojilerinin kullanımı için teorik temeli erken 60'larda ülkemizde bazı ayrıntılı olarak incelenmiştir. Zaten o zaman o güç sisteminin gelişiminin genel kurs kombine çevrim teknolojisi ile bağlı olduğunu ortaya çıktı. Ancak, bunların başarılı bir şekilde uygulanması, güvenilir ve yüksek performanslı gaz türbinleri ihtiyaç vardı.

Yani önemli ilerleme tespit Modern gaz türbini güç sistemi niteliksel bir sıçrama olduğunu. yabancı şirketlerin sayısı başarıyla komuta ekonomisi koşullarında organizasyonların önde gelen yerli baş ağrısı az gelişmiş buhar türbini teknolojisi (PTU) promosyon yapan bir zamanda verimli durağan gaz türbinleri yaratma problemini çözdük.

60'lar ise verimliliği gaz türbini bitkiler geç 80 en iyi enerji durağan gaz türbinlerinde, 24-32% olarak gerçekleşti zaten (bağımsız kullanım için) verimini 36-37% olarak gerçekleşti. Bu onlara kimin verimliliği% 50 idi PGU temelini oluşturmak için izin verdi. Yeni yüzyılın başında, rakam% 40 idi ve kombine çevrim ile birlikte - ve% 60 de.

Buhar türbininin karşılaştırması ve kombine çevrim santralleri

Gaz türbinlerinin göre kombine çevrim santralleri ve en yakın gerçek bir olasılık% 65 verim ya da daha fazla elde etmek için yapıldı. (SSCB'de geliştirilen) buhar türbini birimleri için aynı zamanda, sadece üretim ve süperkritik buhar parametrelerinin kullanımına ilişkin karmaşık bilimsel bir takım sorunlar başarılı çözüm durumunda, değil daha 46-49 den verimi% güvenebilirsiniz. Bu nedenle, buhar türbini kombine çevrim sisteminin etkinliği umutsuz kaybeder.

maliyet ve yapım süresi olarak önemli ölçüde aşağı için buhar türbinli elektrik santrali. 2005 yılında, küresel enerji pazarında, 1 kW MW CCGT 200 ve üzeri fiyatı $ 500-600 / kW oldu. PSU için daha küçük kapasiteli değeri 600-900 $ / kW aralığında idi. Güçlü gaz türbinleri $ 200-250 / kW karşılık gelmektedir. fiyat artışlarının birim kapasitesindeki azalma, ancak birlikte genellikle 500 $ / kW aşmadığı. Bu değerler, güç buhar türbini sistemlerinin bir Kilowatt maliyetinin bir kısmıdır. Örneğin, buhar türbini santralleri yoğuşmalı yüklü kilovat başına fiyat $ 2000-3000 / kW arasında değişmektedir.

Şema Gaz türbini tesisi

: Bitki üç temel birimler ihtiva Bir gaz türbini yanma hücresi ve hava kompresör. Ve tüm birimler prefabrik tek pakette yerleştirilir. Kompresör ve türbin rotorları yataklar üzerinde duran, birbirine sıkıca bağlanır.

Kompresörün yanma odası çevresinde düzenlenir (örneğin, 14 adet.), kendi ayrı yuva içinde her. Kompresör hava girişinin kabul edilmek için, egzoz borusu boyunca gaz türbini hava çıkar arasındadır. Güçlü bir gaz türbini mahfaza destekleri göre, tek bir çerçeve üzerinde simetrik olarak yerleştirilmiştir.

Çalışma prensibi

sürekli yanma prensibi veya açık döngüyü kullanarak birçok gaz türbinli kurulumlarda:

• Başlangıçta, işleme sıvısı (hava) atmosfer basıncı ilgili kompresörün altında pompalanır.
• Daha sonra, havanın daha yüksek bir basınca sıkıştırılır ve yanma odasına gönderilir.
• Bu ısı sabit kaynağı sağlanması, sabit bir basınçta yandı yakıt ile sağlanmaktadır. Bağlı yakıt yanması için çalışan gövdenin sıcaklığını arttırır.
• Bundan başka, çalışma akışkanı atmosfer basıncına genişler gaz türbinine akar (şimdi hava ve yanma ürünlerinin bir karışımı olan bir gazdır), (elektrik enerjisi üreten, türbini döndüren) yararlı iş yapar.
• Gaz türbini atmosfere boşaltılır sonra bu görev çevrimi ve kapanır yoluyla.
• türbin ve kompresör arasındaki fark türbin ve kompresör ile ortak bir mil üzerinde tanzim edilmiş bir elektrik jeneratörü görülmektedir.

Armatür aralıklı yanma

Önceki yapıcı Şema farklı olarak, iki vana bir yerine kesintili yakma tesislerinde kullanılır.

• ikinci valf kapatılır, kompresörün bir birinci valf vasıtasıyla yanma odasına hava pompalar.
• basınç yanma haznesinde yükseldiğinde, birinci valf kapanır. bölmesinin hacmi, kapatılır.
• doğal olarak kapalı bir bölme içinde yakıt yakmak valfler zaman, yakma sabit hacimde gerçekleşir. Bunun bir sonucu olarak, işleme sıvısı basıncı daha da artar.
• Daha sonra, ikinci valf açılır ve çalışma sıvısı, gaz türbinine beslenir. Türbin akış yukarı basınç, kademeli olarak azalacaktır. atmosfer basıncına yakın olduğunda, ikinci vana açılır ve adımları tekrarlayın ilk kapalı ve edilmelidir.

Çevrim gaz türbinleri

Bir termodinamik döngünün pratik gerçekleştirilmesine dönersek, tasarımcılar aşılmaz teknik engellerin bir sürü uğraşmak zorunda. Bunun en tipik örneği: akış bölümünde buhar nemi fazla% 8-12 kaybı buhar türbin keskin arttıkça, dinamik yük artışı, aşınma meydana gelir. Bu sonuçta türbininin akış bölümünün yok edilmesini sağlar.

yaygın böylece kullanılmaktadır (iş için) iktidarda Bu sınırlamaların bir sonucu olarak kadar sadece iki temel termodinamik döngüsü: çevrimi Rankine ve Brayton çevrimi. Bu döngülerin elemanlarının bir kombinasyonuna dayalı enerji santralleri çoğunluğu.

Rankine çevrimi çevrimi gerçekleştirme esnasında bu çalışma döngüsü buhar santrali kapsamında faz geçişi işlemek çalışma akışkanları için kullanılır. çalışan gerçek dünyada yoğunlaşmış edilemez organları, ve hangi biz Brayton çevrimini kullanılan gazlar diyoruz. Bu döngü göre gaz türbinleri ve içten yanmalı motorlar motorlar çalışıyor.

kullanılan yakıt

Gaz türbinlerinin büyük çoğunluğu doğal gazla çalıştırılması için tasarlanmıştır. Bazen, bir sıvı yakıt düşük güç sistemlerde kullanılır (en azından - çok nadiren ortalama, - büyük kapasite). geçiş yeni bir eğilim kompakt gaz türbini sistemleri katı yakıtları (kömür, odun ve turba daha az) kullanmak olur. Bu eğilimler proses gazı kimya endüstrisi için değerli bir hammaddedir gerçeği ile ilişkilidir, kullanımı genellikle enerji daha maliyet-etkindir. Katı yakıt etkin bir çalışabilir gaz türbinleri üretimi, ivme kazanıyor.

GTU için DIC kontrast

Temel fark , içten yanmalı motorların , aşağıdaki gibi, gaz türbini sistemleridir. hava, yanma ve yanma ürünlerinin genişlemesi sıkıştırılma içten yanmalı motor işlemi motor silindiri olarak da adlandırılan tek bir yapısal elemanı içinde meydana gelir. GTU bu işlemler ayrı yapısal düğümlerde gerçekleştirilmektedir:

• Sıkıştırma kompresörde gerçekleştirilir;
• Yanma, sırasıyla özel bir oda içinde;
• yanma ürünlerini genişleyen bir gaz türbini içinde gerçekleştirilir.

yapıcı gaz türbini ve biraz benzer bir içten yanmalı motorun bir sonucu olarak, içindeki termodinamik döngü çalışma rağmen.

Sonuç

Gaz türbinleri ve mesleki sistemlerin verimliliğini arttırarak düşük enerji gelişmesi ile dünyanın toplam enerji sisteminde artan bir pay kapsamaktadır. Buna göre, daha fazla talep umut verici kariyer makinist gaz türbinleri. Batılı ortaklarının ardından Rus üreticilerin bir dizi uygun maliyetli türbin tesisat tip üretimini hakim olması. Rusya Federasyonu yeni neslin ilk kombine çevrim enerji santrali St. Petersburg Kuzey Batı Termik Santrali haline gelmiştir.