Turbini tal-gass enerġija. turbini tal-gass ċiklu

Turbina tal-gass impjant (GTP) jikkostitwixxu uniku, kumpless enerġija relattivament kompatti, fejn il-turbina paired poter xogħol u l-ġeneratur. Is-sistema hija użata ħafna fil-hekk imsejħa 'enerġija baxxa. Kbira għall provvista tal-enerġija u tas-sħana ta 'intrapriżi kbar, żoni remoti u konsumaturi oħrajn. Tipikament, turbini tal-gass li jaħdmu fuq karburant likwidu jew gass.

Qtugħ Tarf

Il-kapaċità ta 'kapaċità ta' ġenerazzjoni ta 'enerġija irwol ewlieni tmur lil impjant turbini tal-gass u l-evoluzzjoni sussegwenti tagħhom - turbina kombinat tal-gass b'ċiklu (CCGT). Għalhekk, impjanti Istati Uniti mill-1990, aktar minn 60% ta 'faċilitajiet ta' input u modernizzat diġà jagħmlu turbini tal-gass u CCGT, u f'xi pajjiżi s-sehem tagħhom laħaq 90% f'xi snin.

Numru kbir mibnija wkoll turbini tal-gass sempliċi. Gass minn impjanti tat-turbini - mobbli, ekonomiku li tħaddem u faċli biex tiswija - kien l-aħjar soluzzjoni biex tkopri tagħbijiet quċċata. Fil-bidu tas-seklu (1999-2000) il-kapaċità totali ta 'turbini tal-gass laħqet 120,000 MW. Għat-tqabbil, fl-80 snin il-kapaċità totali ta 'dan it-tip ta' sistema kienet 8000-10 000 MW. Parti sinifikanti tat-turbina tal-gass (60%) maħsuba biex jaħdmu fl-impjanti taċ-ċiklu kombinat binarja kbar b'kapaċità medja ta 'madwar 350 MW.

informazzjoni storika

Il-bażi teoretika għall-użu ta 'teknoloġiji taċ-ċiklu kkombinat ġew studjati f'ċertu dettall fil-pajjiż tagħna fis-snin 60 kmieni. Diġà dak iż-żmien kien jidher ċar li l-kors ġenerali ta 'żvilupp ta' sistema ta 'enerġija huwa konness mat-teknoloġija ċiklu kkombinat. Madankollu, l-implimentazzjoni b'suċċess tagħhom kienu meħtieġa turbini tal-gass affidabbli u ta 'prestazzjoni għolja.

Dan huwa progress sostanzjali identifikati moderna sistema ta 'enerġija tat-turbini tal-gass qabża kwalitattiva. Għadd ta 'kumpaniji barranin rnexxielna solvuta l-problema ta' ħolqien turbini effiċjenti tal-gass stazzjonarji fi żmien meta ras domestiċi organizzazzjonijiet ewlenin fil-kondizzjonijiet ta 'ekonomija kmand involuti fil-promozzjoni ta' l-inqas teknoloġija avvanzata turbina tal-fwar (PTU).

Jekk 60s effiċjenza tal -impjanti tat-turbini tal-gass kien ta '24-32%, fil-80 tard turbini tal-gass stazzjonarji enerġija aħjar diġà kellhom effiċjenza (għall-użu standalone) 36-37%. Dan ippermetta li joħolqu l-bażi ta 'PGU li l-effiċjenza kienet ta' 50%. Mill-bidu tas-seklu l-ġdid, il-figura kienet 40%, u flimkien maċ-ċiklu kombinat - u 60%.

Paragun ta 'fwar-turbina u taċ-ċiklu kombinat pjanti

Il-pjanti ċiklu konġunti bbażati fuq turbini tal-gass, u l-eqreb prospett reali kien li tinkiseb 65% effiċjenza jew aktar. Fl-istess ħin għall-unitajiet ta 'turbini tal-fwar (żviluppat fl-USSR), biss fil-każ tas-soluzzjoni ta' suċċess ta 'numru ta' problemi xjentifiċi kumplessi relatati mal-ġenerazzjoni u l-użu ta 'parametri fwar superkritiku, inti tista' tistrieħ fuq l-effiċjenza ta 'mhux aktar minn 46-49%. Għalhekk, l-effiċjenza tas turbina kombinata sistema ċiklu fwar hopelessly jitilfu.

B'mod sinifikanti inferjuri impjant għall-istim-turbina bħala spejjeż u ħin tal-kostruzzjoni. Fl-2005, is-suq globali tal-enerġija, il-prezz ta '1 kW sa 200 CCGT MW u aktar kien $ 500-600 / kW. Għal PSU valur kapaċità iżgħar kien fil-medda ta 600-900 $ / kW. turbini tal-gass Qawwija jikkorrispondu għal $ 200-250 / kW. Mat-tnaqqis fil-kapaċità unità taż-żidiet fil-prezzijiet, iżda normalment ma taqbiżx $ 500 / kW. Dawn il-valuri huma frazzjoni tal-kost ta 'kilowatt ta' sistemi tat-turbini tal-fwar enerġija. Per eżempju, il-prezz għal kull kilowatt installat fil kondensazzjoni impjanti tat-turbini tal-istim tvarja minn $ 2000-3000 / kW.

Iskema impjant tat-turbini tal-gass

L-impjant jinkludi tliet unitajiet bażiċi: turbina tal-gass combustor u l-kompressur arja. U l-unitajiet kollha huma mqiegħda fil-pakkett wieħed prefabbrikati. L-rotors tal-kompressur u l-turbina huma konnessi ma 'xulxin b'mod riġidu, jistrieħ fuq bearings.

Huma rranġati madwar il-kamra tal-kombustjoni tal-kumpressur (eż, 14 biċċa.), Kull fid-djar separat tagħha. Għall-ammissjoni għall-inlet ta 'arja kompressur hija mill-taħrab arja tat-turbini tal-gass permezz tal-pajp. Ibbażat fuq l-irfid qawwija casing turbini tal-gass, imqiegħda simetrikament fuq qafas wieħed.

prinċipju ta 'operazzjoni

F'installazzjonijiet turbini tal-gass aktar li jużaw prinċipju kombustjoni kontinwu jew ċiklu miftuħa:

• Inizjalment, il-fluwidu ta 'ħidma (l-arja) huwa ppumpjat taħt pressjoni atmosferika kompressur rispettiv.
• Sussegwentement, l-arja tkun ikkompressata għal pressjoni aktar għolja u mibgħuta lill-kamra tal-kombustjoni.
• Hija fornita jingħataw fjuwil huwa maħruq bi pressjoni kostanti, li jiżguraw provvista kostanti ta 'sħana. Minħabba l-kombustjoni tal-karburant iżid it-temperatura tal-ġisem tax-xogħol.
• Barra minn hekk, il-fluwidu operattiv (issa huwa gass li huwa taħlita ta 'arja u tal-kombustjoni prodotti) flussi tal-turbina tal-gass fejn hija tespandi għal pressjoni atmosferika, iwettaq xogħol utli (dawriet-turbina, jiġġenera l-enerġija elettrika).
• Wara li l-turbina tal-gass jintrema fl-atmosfera permezz tiegħu l-duty cycle u jagħlaq.
• Id-differenza bejn il-turbina u kompressur jidher ġeneratur elettriku rranġati fuq xaft komuni mal-turbina u kompressur.

kombustjoni intermittenti Armar

B'differenza iskema kostruttiv preċedenti, żewġ valvoli huma użati fl-impjanti ta 'kombustjoni mhux kontinwu minflok waħda.

• Il-kompressur pompi arja fil-kompartiment tal-kombustjoni permezz ta 'l-ewwel valv meta t-tieni valv jingħalaq.
• Meta l-pressjoni titla fil-kompartiment tal-kombustjoni, l-ewwel valv jingħalaq. Il-volum tal-kamra tkun magħluqa.
• Meta magħluqa naturalment valvi jinħaraq il-karburant f'kamra, b'kombustjoni tagħha sseħħ fil-volum kostanti. Bħala riżultat, il-pressjoni fluwidu operattiv tiżdied aktar.
• Sussegwentement, it-tieni valv jinfetaħ u l-fluwidu operattiv hija fornita lill-turbina tal-gass. Il-pressjoni fuq mill-turbina se jitnaqqas gradwalment. Meta huwa qrib għal pressjoni atmosferika, it-tieni valv għandu jingħalaq, u l-ewwel li tiftaħ u irrepeti l-passi.

turbini tal-gass ċiklu

Dwar il-realizzazzjoni prattika ta 'ċiklu termodinamika, disinjaturi għandhom jittrattaw ma' lott ta 'ostakoli tekniċi insormontabbli. L-aktar eżempju tipiku: l-umdità fwar telf aktar minn 8-12% fis-sezzjoni fluss ta 'l-turbini tal-fwar żidiet f'daqqa, tiżdied it-tagħbijiet dinamiċi, l-erożjoni iseħħ. Dan eventwalment iwassal għall-qerda tal-parti fluss tat-turbina.

Bħala riżultat ta 'dawn il-limitazzjonijiet fil-poter (fuq xogħol) huma użati b'mod wiesa s'issa tnejn biss termodinamika bażika ċiklu: Ċiklu Rankine u ċiklu Brayton. Il-maġġoranza tal-impjanti bbażati fuq taħlita ta 'elementi ta' dawn iċ-ċikli.

ċiklu Rankine huwa użat għal fluwidi li jaħdmu, li matul it-twettiq ċiklu jimpenjaw fażi ta 'tranżizzjoni taħt tali impjant fwar ċiklu ta' ħidma. Għall-korpi ta 'ħidma, li ma jistgħux jiġu ikkondensat fid-dinja reali, u li nsejħu l-gassijiet użati ċiklu Brayton. Skond dan iċ-ċiklu ta 'ħidma gass u magni magni b'kombustjoni interna.

Il-karburant użat

Il-maġġoranza vasta ta 'turbini tal-gass huma ddisinjati biex jaħdmu fuq il-gass naturali. Kultant karburant likwidu jintuża f'sistemi ta 'enerġija baxxa (inqas - medja, rari ħafna - kapaċità kbira). Xejra ġdida ta 'transizzjoni ssir sistemi b'turbini tal-gass kompatti jużaw karburanti solidi (faħam, injam u pit inqas). Dawn it-tendenzi huma assoċjati mal-fatt li l-proċess tal-gass huwa materja prima ta 'valur għall-industrija kimika, l-użu tagħha huwa spiss aktar kost-effettiv milli fl-enerġija. Produzzjoni ta 'turbini tal-gass li tista' topera b'mod effettiv fuq il-fjuwil solidu, qed jirranka.

DIC b'kuntrast mal GTU

Id-differenza prinċipali ta 'magni b'kombustjoni interna u s-sistemi tat-turbini tal-gass hija kif ġej. Il-proċess intern magna tal-kombustjoni ta 'kompressjoni tal-arja ta' kombustjoni u l-espansjoni tal-prodotti ta 'kombustjoni jseħħu fi ħdan element strutturali waħda, imsejħa ċilindru magna. Il GTU dawn il-proċessi huma mwettqa fuq lymph strutturali separati:

• kompressjoni hija mwettqa fil-kompressur;
• kombustjoni, rispettivament, fil-kamra speċjali;
• espansjoni prodotti ta 'kombustjoni titwettaq fil-turbina tal-gass.

Bħala riżultat ta 'turbini tal-gass kostruttivi u magna ta' kombustjoni interna ftit simili, għalkemm ix-xogħol fuq ċikli termodinamiċi simili.

konklużjoni

Bl-iżvilupp ta 'enerġija baxxa, tiżdied l-effiċjenza tagħha ta' turbini tal-gass u sistemi vokazzjonali tkopri sehem dejjem jikber fis-sistema globali ta 'enerġija fid-dinja. Għaldaqstant, id-domanda aktar u aktar karrieri promettenti turbini tal-gass machinist. Wara l-imsieħba tal-Punent numru ta 'manifatturi Russi mhaddma l-produzzjoni ta' tip installazzjonijiet tat-turbini kost-effettivi. L-ewwel impjant ċiklu kombinat ta 'ġenerazzjoni ġdida fil-Federazzjoni Russa sar mill-Majjistral Enerġija Termali Impjant fil St Petersburg.