Turbinas a gas enerxía. turbinas de gas de ciclo

instalación de turbina de gas (GTP) constitúen un único complexo de enerxía, relativamente compacto, en que a turbina de enerxía de traballo asociado e xerador. O sistema é amplamente utilizado na chamada baixa enerxía. Óptimo para enerxía e calor subministración de grandes empresas, áreas remotas e outros consumidores. Tipicamente, a turbina de gas de traballo sobre o combustible líquido ou gas.

Cutting-edge

A capacidade da capacidade de xeración de enerxía papel principal vai para unha central de turbina de gas ea súa evolución posterior - turbina de gas de ciclo combinado (CCGT). Así, as fábricas estadounidenses desde o inicio de 1990, máis de 60% das instalacións de entrada e modernizados xa fan turbinas de gas e CCGT, e nalgúns países a súa acción alcanzou os 90% nalgúns anos.

Un gran número tamén construíu un simple gas turbina. Gas fábrica de turbinas - móbil, económico operar e doado de arranxar - era a mellor solución para cubrir os picos de carga. Na virada do século (1999-2000) a capacidade total de gas turbinas alcanzou 120.000 MW. Para comparación, en 80 anos, a capacidade total deste tipo de sistema foi 8000-10 000 MW. Unha parte significativa da turbina a gas (60%) está dirixida a traballar nas grandes centrais de ciclo combinado binarios cunha capacidade media de preto de 350 MW.

informacións históricas

A base teórica para o uso de tecnoloxías de ciclo combinado foron estudados en detalle no noso país a principios dos anos 60. Xa naquela época, estaba claro que o curso xeral do desenvolvemento do sistema de alimentación está conectado coa tecnoloxía de ciclo combinado. Con todo, a súa implementación exitosa eran necesarios turbinas a gas fiables e de alto rendemento.

Isto é un avance substancial no sistema moderno sistema de enerxía de turbina de gas un salto cualitativo. Un número de empresas estranxeiras teñen resolto correctamente o problema de crear eficientes turbinas a gas estacionarias nun momento no que as dores de cabeza do fogar principais organizacións nas condicións dunha economía de comandos que se dedican á promoción dos menos tecnoloxía de turbina de vapor avanzado (PTU).

Se 60 eficiencia de plantas de turbinas de gas foi de 24-32%, a finais dos anos 80 mellores turbinas a gas estacionarias de enerxía xa eficiencia (para uso autónomo) 36-37%. Isto permitiulles crear a base de PGU cuxa eficiencia foi do 50%. A principios do século novo, o valor era do 40%, e en conxunto co ciclo combinado, - e ao 60%.

Comparación de vapor da turbina e de ciclo combinado plantas

O Ciclo Combinado plantas en base ao gas turbinas, eo máis próximo perspectiva real era obter un 65% de eficiencia ou máis. Ao mesmo tempo, a turbina de vapor unidades (desenvolvido na URSS), só no caso de éxito solución dunha serie de complexo científico problemas relacionados coa xeración e utilización de supercrítico vapor parámetros, pode contar coa eficiencia de non máis que 46-49%. Así, a eficiencia da turbina de vapor combinados sistema de ciclo irremediablemente perder.

Significativamente inferior central de vapor de turbina, como custo e tempo de construción. En 2005, o mercado global de enerxía, o prezo de 1 kW a 200 MW CCGT e máis de foi de US $ 500-600 / kW. Para PSU menor valor da capacidade estaba na franxa de 600-900 $ / kW. turbinas a gas poderosos corresponden a US $ 200-250 / kW. Coa diminución da capacidade da unidade dos aumentos de prezos, pero non adoita superar US $ 500 / kW. Estes valores son unha fracción do custo dun quilowatts de enerxía de sistemas de turbina de enerxía de vapor. Por exemplo, o prezo por quilowatts instalado condensar centrais de turbinas de vapor varía de US $ 2000-3000 / kW.

instalación de turbina de gas Esquema

A instalación comprende tres unidades básicas: unha turbina de gas combustor eo compresor de aire. E todas as unidades son colocadas en paquete único prefabricada. Os rotores do compresor ea turbina son ligados un ao outro de forma ríxida, que descansa sobre rodamentos.

Son dispostos arredor da cámara de combustión do compresor (por exemplo, 14 pcs.), Cada un na súa propia caixa separada. Para a admisión á entrada de aire do compresor é desde as fugas de aire da turbina de gas a través do tubo de escape. Baseándose nos poderosos soportes carcasa da turbina a gas, colocados simétricamente nun único marco.

principio de funcionamento

Na maioría das instalacións de turbinas de gas mediante o principio de combustión continua ou ciclo aberto:

• Inicialmente, o traballo fluído (aire) é bombeado a presión atmosférica respectivo compresor.
• A continuación, o aire é comprimido a unha presión superior e enviado para a cámara de combustión.
• Ven con combustible que é queimado a unha presión constante, asegurando unha subministración constante de calor. Debido á combustión do combustible aumenta a temperatura do corpo a traballar.
• Ademais, o fluído de traballo (agora que é un gas que é unha mestura de produtos de combustión de aire e) pasa a turbina de gas, onde se expande a presión atmosférica, executa traballo útil (transforma a turbina, xera enerxía eléctrica).
• Despois da turbina de gas é descargado á atmosfera a través da cal o ciclo de traballo e pecha.
• A diferenza entre a turbina eo compresor é visto un xerador eléctrico dispostos sobre un veu común coa turbina eo compresor.

combustión intermitente boquilla

A diferenza esquema construtivo anterior, dúas válvulas son utilizados en instalacións de combustión descontuos no canto dun.

• O compresor bombea aire para dentro da cámara de combustión mediante unha primeira chave, cando a segunda chave está pechada.
• Cando a presión sobe na cámara de combustión, a primeira chave está pechada. O volume da cámara é pechada.
• Cando pechada suposto válvulas queimar combustible nunha cámara, a súa combustión realízase a volume constante. Como resultado, o funcionamento fluído de presión é aínda maior.
• A continuación, a segunda chave está aberta eo funcionamento fluído indicado ao gas turbina. A presión a importe da turbina será gradualmente reducida. Cando é próxima á presión atmosférica, a segunda chave debe ser pechada, eo primeiro a abrir e repetir os pasos.

turbinas de gas de ciclo

Pasando á práctica realización dun ciclo de termodinámica, os deseñadores teñen que xestione unha morea de insuperable técnico barreiras. O exemplo máis típico: a humidade de vapor de perda de máis de 8-12% na sección de fluxo da turbina de vapor aumenta pechada, aumentando as cargas dinámicas, erosión ocorre. Isto finalmente leva á destrución do fluxo de parte da turbina.

Como resultado destas limitacións no sector da enerxía (para o traballo) son amplamente utilizados ata que só dous termodinámica básica ciclo: o ciclo Rankine eo ciclo Brayton. A maior parte das centrais eléctricas en base a unha combinación de elementos de eses ciclos.

ciclo Rankine é utilizado para fluídos de traballo, que durante a realización ciclo de confirmación de transición de fase baixo tal central eléctrica a vapor ciclo de traballo. Para os organismos que traballan, que non poden ser condensados no mundo real, e que chamamos os gases utilizados ciclo Brayton. Segundo este ciclo de traballo turbinas de gas e motores de motores de combustión interna.

O combustible utilizado

A gran maioría das turbinas de gas están deseñados para operar con gas natural. Ocasionalmente un combustible líquido é usado en sistemas de baixa potencia (polo menos - unha media, moi raramente - de gran capacidade). Unha nova tendencia de transición convértese en sistemas de turbina de gas compacto utilizar combustibles sólidos (carbón, madeira e turba menos). Estas tendencias están asociados co feito de que o gas do proceso é unha valiosa materia prima para a industria química, a súa utilización é moitas veces máis rendible que en enerxía. Produción de gas turbinas que pode operar con eficacia en combustible sólido, está gañando impulso.

DIC contraste para GTU

A principal diferenza dos motores de combustión interna e sistemas de turbina de gas é a seguinte. O proceso de motor de combustión interna de compresión de aire de combustión e de expansión dos produtos da combustión ocorren dentro dun único elemento estrutural, chamada o cilindro do motor. O GTU estes procesos son realizados en nós estruturais distintos:

• compresión é executada no compresor;
• de combustión, respectivamente, nunha cámara especial;
• mellore produtos de combustión realízase nunha turbina de gas.

Como resultado de turbinas de gas construtivas e motor de combustión interna algo semellante, aínda que o traballo en ciclos termodinâmicos semellantes.

conclusión

Co desenvolvemento de baixo consumo de enerxía, aumentando a súa eficiencia de turbinas de gas e sistemas de formación profesional cubrir unha parte crecente no sistema global de enerxía no mundo. Así, máis e máis demanda de carreira prometedora turbinas a gas maquinista. Seguindo os socios occidentais un número de fabricantes rusos dominaron a produción de baixo custo tipo de instalacións de turbinas. A primeira central de ciclo combinado de nova xeración na Federación Rusa tornouse a Fábrica Termelétrica Norte-Oeste, en San Petersburgo.