Turbinat me gaz të energjisë. turbinat me gaz Cycle

bimore turbinë me gaz (GTP) përbëjnë një kompleks të vetëm, relativisht kompakt të energjisë, ne te cilen çiftëzohet turbinë fuqinë punës dhe gjenerator. Sistemi është përdorur gjerësisht në të ashtuquajturën të ulët të energjisë. Madhe për energji dhe ngrohje furnizimin e ndërmarrjeve të mëdha, zonat e largëta dhe konsumatorët e tjerë. Në mënyrë tipike, turbinë me gaz duke punuar në lëndë djegëse të lëngshme ose gaz.

Cutting-Edge

Kapaciteti i kapaciteteve gjeneruese të energjisë rol kryesor shkon në një fabrikë turbinë me gaz dhe evolucionin e tyre të mëvonshëm - të kombinuara turbinë me gaz cikli (CCGT). Kështu, termocentralet amerikane që nga vitet 1990, më shumë se 60% e inputeve dhe modernizuar objektet tashmë të turbinat me gaz dhe CCGT, dhe në disa vende pjesa e tyre arriti në 90% në disa vite.

Një numër i madh të ndërtuar një turbinë të thjeshtë të gazit. Gas turbinë bimë - celular, ekonomike për të vepruar dhe të lehtë për të riparuar - ishte zgjidhja më e mirë për të mbuluar ngarkesa e pikut. Në kapërcyell të shekullit (1999-2000) kapaciteti total i turbinave me gaz ka arritur në 120.000 MW. Për krahasim, në 80 vitet e kapaciteti total i këtij lloj sistemi ishte 8000-10 000 MW. Një pjesë e rëndësishme e turbinës me gaz (60%) me qëllim për të punuar në bimë të mëdha binare me cikël të kombinuar me një kapacitet mesatar prej rreth 350 MW.

Informacioni historik

Baza teorike për përdorimin e teknologjive me cikël të kombinuar janë studiuar në disa detaje në vendin tonë në vitet '60 e fillim '. Tashmë në atë kohë u bë e qartë se kursi i përgjithshëm i zhvillimit të sistemit të energjisë është e lidhur me teknologjinë e ciklit të kombinuar. Megjithatë, zbatimi i tyre i suksesshëm janë të nevojshme turbina të besueshme dhe të lartë të performancës të gazit.

Kjo është përparim thelbësor identifikuar sistemi modern të energjisë turbinë me gaz një kërcim cilësor. Një numër i kompanive të huaja kanë zgjidhur me sukses problemin e krijimit të turbinat me gaz efikase stacionare në një kohë kur dhimbje koke e brendshme organizatave udhëheqëse në kushtet e një ekonomie të komandës angazhuar në promovimin e teknologjisë së përparuar pak turbinë me avull (PTU).

Nëse 60s efikasiteti i impianteve turbinë me gaz qëndroi në 24-32%, në turbina më të mira të ndjerë të 80-të energjisë stacionare gazit tashmë kishte efikasitet (për përdorim të pavarur) 36-37%. Kjo i lejoi ata për të krijuar bazën e PGU efikasiteti i të cilit ishte 50%. Deri në fillim të shekullit të ri, shifra ishte 40%, dhe në lidhje me ciklin e kombinuar - dhe në 60%.

Krahasimi i avull-turbinë dhe me cikël të kombinuar bimë

bimët të kombinuara ciklit bazë të turbinave me gaz, dhe perspektiva më i afërt i vërtetë ishte për të marrë 65% efikasitetin apo më shumë. Në të njëjtën kohë për njësitë turbinë me avull (zhvilluar në BRSS), vetëm në rastin e zgjidhjes me sukses të një numri të problemeve komplekse shkencore që lidhen me gjenerimin dhe përdorimin e parametrave avullit supercritical, ju mund të mbështetet në efikasitetin e jo më shumë se 46-49%. Kështu, efikasiteti i avull turbinë kombinuar sistemin e ciklit të pashpresë të humbur.

Dukshëm inferior termocentrali me avull-turbine si kosto dhe kohën e ndërtimit. Në vitin 2005, në tregun global të energjisë, çmimi i 1 kW të 200 MW CCGT dhe mbi ishte $ 500-600 / kW. Për UVP vlera kapaciteti më i vogël ishte në rangun e 600-900 $ / kW. turbinat me gaz të fuqishme korrespondojnë në $ 200-250 / kW. Me rënie në kapacitetin njësi të rritjes së çmimeve, por zakonisht nuk kalon 500 $ / kW. Këto vlera janë një pjesë e kostos së një kilovat të sistemeve të turbinë me avull të energjisë. Për shembull, çmimi për kilovat të instaluar në kondensimit termocentralet turbinë me avull shkon nga $ 2000-3000 / kW.

Skema bimore turbinë me gaz

Impianti perfshin tre njësi bazë: një turbinë me gaz djegësi dhe kompresor ajri. Dhe të gjitha njësitë janë të vendosur në paketën e parafabrikuara të vetme. Rotors e kompresor dhe turbinë janë të lidhura me njëra-tjetrën fort, pushimi në kushineta.

Janë rregulluar rreth dhomës së djegies e kompresorit (p.sh., 14 copë.), Secili në strehim e saj të veçantë. Për pranim në gji kompresor ajri është nga shpëton ajrit turbinë me gaz përmes tub i shkarkimit. Bazuar në të fuqishme turbinë me gaz mbështet zorrë, të vendosura simetrikisht në një kornizë të vetme.

Parimi i funksionimit

Në shumicën e instalimeve me turbina me gaz që përdorin parimin e vazhdueshëm djegies ose cikël të hapur:

• Fillimisht, lëngu punës (ajrit) është derdhur nën presion atmosferik kompresor përkatës.
• Tjetra, ajri është i ngjeshur në një presion më të lartë dhe të dërgohet në dhomën e djegies.
• Ajo është furnizuar me karburant i cili është djegur në një presion të vazhdueshëm, duke siguruar një furnizim konstant të ngrohjes. Për shkak të djegies së karburantit rrit temperaturën e trupit punues.
• Më tej, lëngun punës (tani ajo është një gaz që është një përzierje e ajrit dhe djegies produkte) rrjedh në turbinë me gaz ku ajo zgjeron në presion atmosferik, kryen punë të dobishme (kthen turbinë, gjeneron energji elektrike).
• Pas turbinë gazi shkarkohet në atmosferë përmes të cilave cikli detyrë dhe mbyllet.
• Dallimi në mes të turbinës dhe kompresorit është parë një gjenerator elektrik rregulluar në një bosht të përbashkët me turbinë dhe kompresor.

djegie të përshtatshëm me ndërprerje

Ndryshe nga skema e mëparshme konstruktiv, dy valvola janë përdorur në impiantet me djegie të ndërprera në vend të një.

• Kompresor pompa ajri ne dhomen e djegies nëpërmjet një valvul të parë kur valvula e dytë është e mbyllur.
• Kur presioni rritet në dhomën e djegies, valvula e parë është e mbyllur. Vëllimi i dhomës është e mbyllur.
• Kur mbyll natyrisht valvulave djegur karburantit në një dhomë, me djegie të saj zhvillohet në vëllim konstant. Si rezultat i kësaj, presioni punës lëngu është rritur më tej.
• Tjetra, valvula e dytë është e hapur dhe fluide të punës është furnizuar me turbinë me gaz. Presioni në rrjedhën e sipërme të turbinës do të reduktohet gradualisht. Kur ai është i afërt me presion atmosferik, valvula e dytë duhet të jenë të mbyllura, dhe i pari për të hapur dhe të përsëritur hapat.

turbinat me gaz Cycle

Duke u kthyer në realizimin praktik të një cikli termodinamik, designers duhet të merren me një shumë të pengesave të pakapërcyeshme teknike. Shembulli më tipik: lagështia avull humbja më shumë se 8-12% në pjesën e rrjedhës së turbinës me avull rritet ndjeshëm, duke rritur ngarkesa dinamike, erozioni ndodh. Kjo përfundimisht çon në shkatërrimin e pjesës së rrjedhjes së turbinës.

Si rezultat i këtyre kufizimeve në fuqi (për punë) janë përdorur gjerësisht deri tani vetëm dy themelore termodinamik Cikli: Cikli Rankine dhe cikli Brayton. Shumica e centraleve bazuar në një kombinim të elementeve të këtyre cikleve.

cikël Rankine është përdorur për lëngjet e punës, të cilat gjatë realizimit të ciklit të kryejnë fazën e tranzicionit nën centralit të tillë të energjisë me avull ciklit të punës. Për trupat punuese, të cilat nuk mund të kondensohet në botën reale, dhe që ne e quajmë gazrat e përdorura ciklin Brayton. Sipas këtij cikli punuar turbinat me gaz dhe motorët me djegie të brendshme motorët.

Karburanti i përdorur

Pjesa më e madhe e turbinave me gaz janë të dizajnuara për të vepruar në gaz natyror. Herë pas here një lëndë djegëse të lëngshme është përdorur në sistemet e ulët të energjisë (të paktën - një mesatare, shumë rrallë - kapacitet të madh). Një prirje e re e tranzicionit bëhet Sistemet turbinë me gaz kompakt përdorin lëndë djegëse të ngurta (qymyr, dru dhe torfe më pak). Këto tendenca janë të lidhura me faktin se procesi i gazit është një material i vlefshëm para për industrinë kimike, përdorimi i saj është shpesh më kosto-efektive se në energji. Prodhimi i turbinave me gaz që mund të veprojë në mënyrë efektive në lëndë djegëse të ngurta, po fiton vrull.

DIC kontrast të GTU

Dallimi kryesor i motorëve me djegie të brendshme dhe sistemeve të turbinave me gaz është si më poshtë. Procesi i brendshëm motor me djegie të ngjeshja e ajrit, djegies dhe zgjerimin e produkteve të djegies ndodhin brenda një elementi të vetëm strukturore, të referuara si motor cilindër. GTU këto procese kryhen në nyje të veçanta strukturore:

• ngjeshja kryhet në kompresor;
• djegie, respektivisht, në një dhomë të veçantë;
• zgjerimin e produkteve të djegies është kryer në një turbinë me gaz.

Si rezultat i turbinave konstruktive të gazit dhe motor me djegie të brendshme pak të ngjashme, edhe pse puna në ciklet e ngjashme termodinamik.

përfundim

Me zhvillimin e ulët të energjisë, duke rritur efikasitetin e saj të turbinave me gaz dhe sistemeve profesionale të mbulojë një pjesë në rritje në sistemin e përgjithshëm të energjisë në botë. Prandaj, kërkesa gjithnjë e më shumë premtuese karrierës turbinat me gaz mekanik. Pas partnerët perëndimorë një numër të prodhuesve rusë kanë zotëruar prodhimin e kosto-efektive tipit instalimet turbinë. centrali i parë i kombinuar Fuqia Cikli i gjeneratës së re në Federatën Ruse është bërë North-West Thermal Power Plant në Shën Petersburg.