Menü
Ücretsiz
Kayıt
Ev  /  Pediküloz/ GTU bir geminin enerji santralinin parçası olarak. Gaz türbinleri ve gaz türbini tesisleri

Bir geminin enerji santralinin bir parçası olarak gaz türbini. Gaz türbinleri ve gaz türbini tesisleri

Gaz türbini tesisi bir elektrik jeneratörü, bir dişli kutusu, bir gaz türbini ve bir kontrol ünitesini birleştiren evrensel bir modüler cihazdır. Ayrıca var isteğe bağlı ekipman, örneğin: kompresör, çalıştırma cihazı, ısı değişim aparatı.

Bir gaz türbini ünitesi sadece elektrik üretimi modunda değil aynı zamanda ortak üretim modunda da çalışabilmektedir. elektrik enerjisi termal ile

Müşterinin isteğine göre egzoz gazlarının buhar veya sıcak su üretiminde kullanılması durumunda gaz türbini ünitelerinin üretimi üniversal bir sistemle gerçekleştirilebilmektedir.

Gaz türbini kurulum şeması

Bu ekipmanın iki ana bloğu vardır: güç tipi bir türbin ve bir jeneratör. Bir blokta bulunurlar.

Bir gaz türbini kurulumunun tasarımı çok basittir: Yakıtın yanmasından sonra oluşan gaz, türbin kanatlarının dönmesine katkıda bulunmaya başlar.

Böylece bir tork üretilir. Bunun sonucunda elektrik enerjisi üretimi sağlanır. Egzoz gazları, geri kazanım kazanında suyu buhara dönüştürür. Bu durumda gaz çift faydayla çalışır.

Gaz türbini çevrimleri

Bu ekipman farklı çalışma çevrimleriyle yapılabilir.

Kapalı çevrim gaz türbini tesisişu anlama gelir: gaz, bir kompresör aracılığıyla ısının harici kaynaklardan sağlandığı bir ısıtıcıya (ısı eşanjörüne) verilir. Daha sonra genişletildiği bir gaz türbinine beslenir. Bu daha az gaz basıncına neden olur.

Bundan sonra gazlar soğutma odasına girer. Oradan gelen ısı içeriye aktarılır. dış ortam. Gaz daha sonra kompresöre gönderilir. Daha sonra döngü yeniden başlar. Günümüzde benzer ekipmanlar enerji sektöründe neredeyse hiç kullanılmamaktadır.

Bu tip gaz türbini ünitelerinin üretimi büyük boyutlar. Ayrıca kayıplar da var Düşük değer Verimlilik doğrudan gazın türbin önündeki sıcaklığına bağlıdır.

Açık çevrim gaz türbini tesisiçok daha sık kullanılıyor. Bu ekipmanda kompresör, yüksek basınçta özel olarak tasarlanmış bir yanma odasına giren ortamdan hava sağlar. Yakıtın yanması burada gerçekleşir.

Organik yakıtın sıcaklığı 2000 dereceye ulaşır. Bu, kameranın metaline zarar verebilir. Bunu önlemek için içine gereğinden fazla hava verilir (yaklaşık 5 kat). Bu, gazın sıcaklığını önemli ölçüde azaltır ve metali korur.

Açık çevrim gaz türbini tesisinin şeması

Açık çevrimli bir gaz türbini kurulumunun şeması aşağıdaki gibidir: yakıt, ısıya dayanıklı bir borunun içine yerleştirilmiş bir gaz brülörüne (nozullara) beslenir. Oraya hava da enjekte edilir, ardından yakıtın yanma işlemi gerçekleşir.

Bu tür birkaç boru vardır ve bunlar eşmerkezli olarak yerleştirilmiştir. Hava aralarındaki boşluklardan girerek koruyucu bir bariyer oluşturur ve yanmanın önüne geçer.

Borular ve hava akışı sayesinde kamera aşırı ısınmaya karşı güvenilir bir şekilde korunur. Aynı zamanda gazların çıkış sıcaklığı yakıtın kendisinden daha düşüktür.

Metal 1000 – 1300°C sıcaklığa dayanabilir. Modern gaz türbini cihazlarında bulunan oda gazlarının tam da bu sıcaklık göstergeleridir.

Kapalı ve açık gaz türbin tesisleri arasındaki farklar

Kapalı ve açık gaz türbini üniteleri arasındaki temel fark, ilk durumda yanma odasının bulunmaması, ancak bir ısıtıcı kullanılması gerçeğine dayanmaktadır. Burada hava ısıtılır, ancak ısı oluşumu sürecine katılmaz.

Bu tür ekipmanlar yalnızca sabit bir basınçta yanma ile gerçekleştirilir. Burada organik veya nükleer yakıt kullanılıyor.

Nükleer birimler havayı değil helyum, karbondioksit veya nitrojeni kullanır. Bu tür ekipmanların avantajları arasında nükleer reaktörlerde açığa çıkan atomik bozunma ısısını kullanma yeteneği bulunmaktadır.

"Çalışma sıvısının" yüksek konsantrasyonu sayesinde, rejeneratörün içinde yüksek ısı transfer katsayısı değerlerine ulaşmak mümkün hale geldi. Bu aynı zamanda yenilenme düzeyinin artmasına da yardımcı olur. küçük boyutlar. Ancak bu tür ekipmanlar henüz yaygın olarak kullanılmamıştır.

Enerji gaz türbini tesisleri

Enerji gaz türbinli santrallere “gaz türbinli mini santraller” de denilmektedir. Şehirler ve ulaşılması zor alanlar için kalıcı, acil durum veya yedek tedarik kaynakları olarak kullanılırlar.

Güç gazı türbin üniteleri birçok endüstride kullanılmaktadır:

  • petrol rafinerisi;
  • gaz üretimi;
  • metal işleme;
  • ormancılık ve ağaç işleri;
  • metalurjik;
  • Tarım;
  • atıkların bertaraf edilmesi vb.

Gaz türbin tesislerinde kullanılan yakıt türleri?

Bu ekipman şu şekilde çalışabilir: farklı şekiller yakıt.

Gaz türbini tesislerinde aşağıdaki yakıt türleri kullanılır:

  • doğal gaz;
  • gazyağı;
  • biyogaz;
  • dizel yakıt;
  • ilgili petrol gazı;
  • kok, odun, maden gazı ve diğer türler.

Bu tür türbinlerin çoğu, az miktarda metan (yaklaşık yüzde 3) içeren düşük kalorili yakıtla çalışma kapasitesine sahiptir.

Gaz türbinli tesislerin diğer özellikleri

Gaz türbini tesislerinin ayırt edici özellikleri:

  • Küçük çevresel hasar. Bu düşük yağ tüketimidir. Üretimin kendisinden kaynaklanan atıklar üzerinde çalışma yeteneği. Zararlı maddelerin atmosfere emisyonu 25 ppm'dir.
  • Küçük boyutlar ve ağırlık. Bu, bu ekipmanın küçük alanlara yerleştirilmesine olanak tanır ve bu da para tasarrufu sağlar.
  • Düşük gürültü ve titreşim seviyeleri. Bu gösterge 80 – 85 dBA aralığındadır.
  • Gaz türbini ekipmanının çalışma yeteneği çeşitli yakıtlar hemen hemen her üretimde kullanılmasına izin verir. Aynı zamanda işletme, faaliyetlerinin özelliklerine göre en uygun maliyetli yakıt türünü seçebilecek.
  • Minimum yük ile sürekli çalışma. Bu aynı zamanda bekleme modu için de geçerlidir.
  • Bu ekipman bir dakika boyunca nominal akımın yüzde 150'sine dayanabilir. Ve 2 saat içinde – %110.
  • Üç fazlı simetrik kısa devre ile jeneratör sistemi, 10 saniye boyunca nominal sürekli akımın yaklaşık yüzde 300'üne dayanma kapasitesine sahiptir.
  • Su soğutma yok.
  • Yüksek operasyonel güvenilirlik.
  • Uzun servis ömrü (yaklaşık 200.000 saat).
  • Ekipmanın her türlü iklim koşulunda kullanılması.
  • Orta inşaat fiyatı ve işin kendisi, onarım ve bakım sırasında düşük maliyetler.

Gaz türbini ekipmanının elektrik gücü onlarca kW'tan birkaç MW'a kadar değişir. Gaz türbini ünitesinin eşzamanlı termal ve elektrik enerjisi üretimi (kojenerasyon) modunda çalışması durumunda en yüksek verimlilik elde edilir.

Bu kadar ucuz enerji elde edilmesi sayesinde bu tür ekipmanların parasını hızlı bir şekilde ödemek mümkün hale geliyor. Enerji santrali ve egzoz gazı geri kazanım kazanı, yakıtın daha verimli kullanılmasına katkıda bulunur.

Gaz türbinli makinelerle yüksek güç elde etme görevi önemli ölçüde basitleştirildi. Gaz tipi türbinlerin tüm termal özellikleri karşılandığında ise yüksek elektrik verimliliğinin değeri arka planda kalır. dikkate alırsak büyük önem Gaz türbini ekipmanının egzoz gazlarının sıcaklığı, daha sonra bir gaz ve buhar türbini kullanma kombinasyonunun uygulanması mümkündür.

Bu mühendislik çözümü, işletmelerin yakıt kullanımından kaynaklanan üretkenliği önemli ölçüde artırmasına ve elektrik verimliliğini yüzde 57 - 59'a çıkarmasına yardımcı olur. Bu yöntem çok iyidir ancak finansal maliyetlere ve ekipman tasarımının karmaşıklığına yol açar. Bu nedenle genellikle yalnızca büyük endüstriler tarafından kullanılır.

Bir gaz türbini tesisinde üretilen elektrik enerjisinin termal enerjiye oranı 1'e 2'dir. Yani örneğin bir gaz türbini kurulumu 10 Megawatt kapasiteye sahipse 20 MW termal enerji üretebilmektedir. Megawatt'ları gigakalorilere dönüştürmek için 1,163'e eşit özel bir katsayı kullanmanız gerekir.

Müşterinin tam olarak neye ihtiyacı olduğuna bağlı olarak, gaz türbini ekipmanı ek olarak su ısıtma ve soğutma sistemiyle donatılabilir. buhar kazanları. Bu, buhar almanızı sağlar. farklı basınçÇeşitli üretim sorunlarını çözmek için kullanılacaktır. Ayrıca bu, şunları elde etmenizi sağlar: sıcak su standart bir sıcaklığa sahip olacaktır.

İki enerji türünün kombine çalışması sırasında, gaz türbinli termik santralin yakıt kullanım faktörünü (FUI) yüzde 90'a kadar artırmak mümkün.

Güçlü termik santrallerin yanı sıra mini termik santraller için güç tipi ekipman şeklinde gaz türbini üniteleri kullandığınızda, haklı bir ekonomik çözüm elde edeceksiniz. Bunun nedeni, bugün neredeyse tüm enerji santrallerinin gazla çalışmasıdır. Yapım açısından tüketici açısından oldukça düşük birim maliyete sahiptirler ve sonraki kullanım sırasındaki maliyetleri de düşüktür.

Ekstra ve hatta ücretsiz Termal enerji herhangi bir enerji maliyeti olmadan havalandırma (klima) kurmanıza olanak sağlar üretim tesisleri. Ve bu yılın herhangi bir zamanında yapılabilir. Bu şekilde soğutulan soğutucu çeşitli endüstriyel ihtiyaçlar için kullanılabilir. Bu tür teknolojiye “trijenerasyon” adı veriliyor.

Sergideki gaz türbini üniteleri

Expocentre Fuar Alanının merkezi kompleksi, Moskova'da Vystavochnaya ve Delovoy Tsentr metro istasyonlarının yakınında bulunan çok konforlu bir sitedir.

Bu kompleksin çalışanlarının ve şirketlerinin yüksek profesyonelliği sayesinde, sergiler oluşturmak ve gümrük belgelerinin hızlı işlenmesi, yükleme, boşaltma ve boşaltma için ideal lojistik kurulum işi. Ayrıca sunumu esnasında tesisatların sürekli çalışması konusunda destek verilmektedir.

Expocentre Fuar Alanı'nın sergi pavyon alanı her şeye sahiptir gerekli ekipman Bu tür büyük ölçekli etkinlikler için. Açık alan sayesinde gerçek zamanlı çalışan, yenilikçi veya enerji yoğun ekipmanlarınızı kolaylıkla sunabilirsiniz.

Yıllık uluslararası sergi"Electro" Rusya ve BDT'de büyük ölçekli bir etkinliktir. Enerji, elektrik mühendisliği, endüstriyel aydınlatma teknolojisi ve kurumsal otomasyona yönelik elektrikli ekipmanlar sergilenecek.

Electro fuarında elektrik enerjisinin üretiminden nihai kullanımına kadar güncel sektör trendlerini görebileceksiniz. Yenilikçi teknolojiler ve kaliteli ekipmanlar sayesinde şirketiniz bir "yudum" alabilir temiz hava"ve yeniden doğacağım.

Üretimin bu şekilde modernizasyonu, hizmet ve mallarınızın tüketicilerinin gözünden kaçamaz. Bu tür ekipmanlar elektrik enerjisinin maliyetini ve maliyetini önemli ölçüde azaltabilir.

Her yıl bu etkinliğe yirmiden fazla ülkeden üretici katılıyor. Siz de ziyaret edebilirsiniz. Bunun için web sitemizdeki uygun başvuru formunu doldurmanız veya bizi aramanız gerekmektedir. Sergimizde enerji ve elektrik ekipmanlarına ilişkin yeni ürün numunelerinizi, faydalı model ve buluşlarınızı, yeni orijinal ürünlerinizi ve çok daha fazlasını sergileyebileceksiniz.

Expocentre Fuar Alanındaki sergiye katılım koşulları oldukça şeffaftır. Herhangi bir telif hakkı sahibinin, fikri mülkiyet haklarının çeşitli ihlallerini keşfetmesi durumunda hukuki yardıma güveneceği garanti edilebilir. Bu, her bir katılımcının ürününün sunumu sırasındaki sorumluluğunu ve takdir yetkisini artırmayı mümkün kılar.

İyi çalışmanızı bilgi tabanına göndermek basittir. Aşağıdaki formu kullanın

İyi iş siteye">

Bilgi tabanını çalışmalarında ve çalışmalarında kullanan öğrenciler, lisansüstü öğrenciler, genç bilim insanları size çok minnettar olacaklardır.

Benzer belgeler

    Tanım teknolojik şema Bir proses fırınının atık gazlarından ısının geri dönüşümü için tesisler. Yanma sürecinin, yakıt bileşiminin ve ortalamanın hesaplanması spesifik ısı kapasiteleri gazlar Hesaplama ısı dengesi Fırın ve verimliliği. Atık ısı kazanı ekipmanları.

    kurs çalışması, eklendi 10/07/2010

    Hidrokarbon yakıtların yanıcı kütlesinin ve yanma ısısının belirlenmesi. Yanma için gerekli olan teorik ve gerçek hava miktarının hesaplanması. Yanma ürünlerinin bileşimi, miktarı, kütlesi. Petrol ve gaz için yanma ürünlerinin entalpisinin belirlenmesi.

    pratik çalışma, 16.12.2013 eklendi

    Maden için bağımsız bir gaz koruması olarak "Metan" kompleksinin amacı, tasarımı, bileşenleri ve çalışma prensibi. Ekipmanın işlevselliğinin kontrol edilmesi. Atmosferdeki metanın ölçülmesi ve metan konsantrasyonu aşıldığında ekipmanın tetiklenmesi.

    laboratuvar çalışması, 10/15/2009 eklendi

    Metanın katalitik yanması. Nitrojen oksit konsantrasyonunu azaltmaya yönelik yöntemler arayın. Hücresel çerçeveli bir metal destek üzerinde biriktirilen paladyum ve oksit katalizörlerinin hazırlanma koşulları ve fizikokimyasal özelliklerinin incelenmesi.

    tez, 12/19/2011 eklendi

    Atık ısı kazanı inşaatı P-83. Gaz entalpilerini ve ısı kullanım katsayısını belirleme prosedürü. Yüksek ve yüksek buhar kızdırıcılarının, buharlaştırıcıların ve ekonomizörlerin hesaplanmasının özellikleri alçak basınç, ayrıca ek ve kaynatma ekonomizörleri.

    test, 25.06.2010 eklendi

    Ural Steel OJSC'nin ısı ve gaz tedarik atölyesinin enerji yönetiminin analizi. Yoğuşmalı bir türbin kurmak amacıyla atık ısı kazanı KST-80'in yeniden inşası. Otomasyon ve mekanizasyon üretim süreçleri. İş güvenliği ve çevre dostu.

    tez, 17.02.2009 eklendi

    Sülfürik asit ve buna dayalı ürünlerin üretimi için teknoloji. Atık ısı kazanı bileşenlerinin tasarımının geliştirilmesi. Atık ısı kazanı bölümünün bakım ve onarım çalışmalarının mekanizasyonu. Bir “halat tamburu” üretimi için teknolojik bir sürecin geliştirilmesi.

    tez, 11/09/2016 eklendi

Gaz türbini üniteleri (GTU), gaz halindeki bir çalışma akışkanının termal enerjisinin mekanik enerjiye dönüştürüldüğü ısı makineleridir. Ana bileşenler şunlardır: kompresör, yanma odası ve gaz türbini. İşletimi ve kontrolü sağlamak için kurulum, birbirine bağlı yardımcı sistemlerden oluşan bir kompleks içerir. Bir gaz türbini ünitesine bir elektrik jeneratörü ile birlikte gaz türbini ünitesi denir. Bir cihazın ürettiği güç yirmi kilowatt'tan onlarca megawatt'a kadar değişmektedir. Bunlar klasik gaz türbini üniteleridir. Bir enerji santralinde elektrik üretimi bir veya daha fazla gaz türbini ünitesi kullanılarak gerçekleştirilir.

Cihaz ve açıklama

Gaz türbini üniteleri, bir mahfazaya yerleştirilmiş iki ana parçadan oluşur - bir gaz jeneratörü ve bir güç türbini. Bir yanma odası ve bir turboşarj içeren bir gaz jeneratöründe bir gaz akışı oluşturulur Yüksek sıcaklık, güç türbininin kanatlarına etki eder. Bir ısı eşanjörü kullanılarak egzoz gazları geri dönüştürülür ve bir sıcak su veya buhar kazanı aracılığıyla eş zamanlı olarak ısı üretilir. Gaz türbini ünitelerinin çalışması iki tür yakıtın (gaz ve sıvı) kullanılmasını içerir.

Normal modda gaz türbini ünitesi gazla çalışır. Acil durum veya bekleme modunda, gaz beslemesi durdurulduğunda, sıvı (dizel) yakıta otomatik geçiş gerçekleştirilir. Optimum modda, gaz türbini üniteleri birleşik elektrik ve termal enerji üretir. Üretilen termal enerji miktarı açısından gaz türbinleri, gaz pistonlu cihazlardan önemli ölçüde üstündür. Türbin üniteleri enerji santrallerinde hem baz modda çalışmak hem de pik yükleri kompanze etmek amacıyla kullanılmaktadır.

Yaratılış tarihi

Sıcak gaz akışının enerjisini kullanma fikri eski çağlardan beri bilinmektedir. Modern gaz türbinleriyle aynı temel bileşenlere sahip olan cihazın ilk patenti 1791 yılında İngiliz John Barber'a verildi. Gaz türbini kurulumu kompresörleri (hava ve gaz), bir yanma odasını ve aktif bir türbin çarkını içeriyordu, ancak hiçbir zaman alınmadı pratik uygulama.

19. yüzyılda ve 20. yüzyılın başlarında dünya çapında pek çok bilim adamı ve mucit, pratik kullanıma uygun bir cihaz geliştirdi, ancak o zamanın bilim ve teknolojisinin az gelişmiş olması nedeniyle tüm girişimler başarısızlıkla sonuçlandı. Prototiplerin ürettiği faydalı güç, düşük operasyonel güvenilirlik ve tasarım karmaşıklığı nedeniyle %14'ü aşmadı.

Gaz türbinli enerji santralleri ilk kez 1939 yılında İsviçre'de kullanıldı. Buna göre yapılmış turbojeneratörlü bir enerji santrali en basit şema güç 5000 kW. 50'li yıllarda bu plan rafine edildi ve karmaşık hale getirildi, bu da verimliliği ve gücü 25 MW'a çıkarmayı mümkün kıldı. Endüstriyel gaz türbini ünitelerinin üretimi Gelişmiş ülkeler Türbin ünitelerinin kapasiteleri ve parametreleri açısından tek bir seviye ve gelişme yönünde oluşturulmuştur. Sovyetler Birliği ve Rusya'da üretilen gaz türbini ünitelerinin toplam kapasitesi milyonlarca kW'ı bulmaktadır.

Gaz türbin ünitesinin çalışma prensibi

Atmosfer havası kompresöre girer, sıkıştırılır ve yüksek basınç altında hava ısıtıcısı ve hava dağıtım valfi aracılığıyla yanma odasına yönlendirilir. Aynı zamanda, hava akışında yakılan yanma odasına nozullardan gaz verilir. Gaz-hava karışımının yanması, gaz türbininin kanatlarına yüksek hızda etki ederek onların dönmesine neden olan bir sıcak gaz akışı oluşturur. Sıcak gaz akışının termal enerjisi, kompresörü ve elektrik jeneratörünü çalıştıran türbin şaftının mekanik dönüş enerjisine dönüştürülür. Jeneratör terminallerinden gelen elektrik, bir transformatör aracılığıyla tüketici elektrik şebekesine gönderilir.

Sıcak gazlar sıcak su kazanına rejeneratörden ve ardından ısı eşanjöründen bacaya girer. Sıcak su kazanı ile merkezi ısıtma noktası (CHS) arasında şebeke pompaları kullanılarak su sirkülasyonu düzenlenir. Kazanda ısıtılan sıvı, tüketicilerin bağlı olduğu merkezi ısıtma istasyonuna girer. Bir gaz türbini kurulumunun termodinamik döngüsü, kompresördeki havanın adyabatik sıkıştırılmasından, yanma odasındaki izobarik ısı beslemesinden, gaz türbinindeki çalışma akışkanının adyabatik genleşmesinden ve izobarik ısının uzaklaştırılmasından oluşur.

Gaz türbini ünitesinde yakıt olarak doğal gaz - metan - kullanılır. Acil durum modunda, gaz beslemesinin kesilmesi durumunda gaz türbini ünitesi kısmi yüke geçer ve dizel yakıt veya sıvılaştırılmış gazlar(propan-bütan). Olası seçenekler bir gaz türbini ünitesinin çalışması: elektrik temini veya elektrik ve termal enerjinin birleşik temini.

Kojenerasyon

Elektrik üretimi ile beraberindeki termal enerjinin eş zamanlı üretimine kojenerasyon denir. Bu teknoloji, yakıt kullanımının ekonomik verimliliğini önemli ölçüde artırabilir. İhtiyaca göre gaz türbin ünitesi ilave olarak sıcak su veya buhar kazanları ile donatılabilmektedir. Bu, farklı basınçlarda sıcak su veya buhar elde edilmesini mümkün kılar.

İki enerji türünün optimum kullanımıyla kojenerasyonun maksimum ekonomik etkisi elde edilir ve yakıt kullanım faktörü (FUF) %90'a ulaşır. Bu durumda, elektrik jeneratörlerini döndüren ünitelerin soğutma sisteminden gelen egzoz gazlarının ısısı ve termal enerji (esasen atık enerji) amacına uygun olarak kullanılır. Gerektiğinde geri kazanılan ısı, soğurma makinelerinde (trijenerasyon) soğuk üretmek için kullanılabilir. Bir kojenerasyon sistemi dört temel parçadan oluşur: ana taşıyıcı (gaz türbini), elektrik jeneratörü, ısı geri kazanım sistemi ve kontrol ve izleme sistemi.

Kontrol

Gaz türbini ünitelerinin çalıştırıldığı iki ana çalışma modu vardır:

  • Sabit. Bu modda türbin sabit bir nominal veya kısmi yükte çalışır. Yakın zamana kadar gaz türbini tesisleri için sabit mod ana moddu. Türbin, planlı onarımlar veya arızalar nedeniyle yılda birkaç kez kapatılıyordu.
  • Değişken mod, gaz türbini ünitesinin gücünü değiştirme yeteneği sağlar. Türbinin çalışma modunu değiştirme ihtiyacı iki nedenden birinden kaynaklanabilir: Elektrik jeneratörünün tükettiği gücün, kendisine bağlı tüketici yükündeki bir değişiklik nedeniyle değişmesi ve jeneratörün atmosferik basıncı ve sıcaklığının değişmesi. Kompresörün aldığı hava değişti. Sabit olmayan modlar ve en karmaşık modlar arasında gaz türbini ünitesinin durdurulması ve çalıştırılması yer alır. İkincisi ile gaz türbini operatörünün, rotorun ilk şokundan önce çok sayıda işlem gerçekleştirmesi gerekir. Kurulumun tam olarak başlatılmasından önce rotor önceden döndürülür.

Tesisatın çalışma modunun değiştirilmesi, yanma odasına yakıt beslemesinin ayarlanmasıyla gerçekleştirilir. Ana görev GTU kontrolü gerekli gücü sağlamaktır. Bir istisna, ana kontrol görevinin elektrik jeneratörünün türbiniyle ilişkili dönme frekansının sabitliği olduğu bir gaz türbini enerji santralidir.

Enerji Uygulamaları

Sabit enerji mühendisliğinde gaz türbini üniteleri çeşitli amaçlar için kullanılmaktadır. Termik santrallerde elektrik jeneratörlerinin ana tahrik motorları olan gaz türbin üniteleri ağırlıklı olarak yeterli sayıda jeneratörün bulunduğu alanlarda kullanılmaktadır. doğal gaz. Hızlı başlatma olasılığı nedeniyle, gaz türbini üniteleri, maksimum enerji tüketimi dönemlerinde güç sistemlerindeki pik yükleri karşılamak için yaygın olarak kullanılmaktadır. Yedek gaz türbin üniteleri, termik santrallerin ana ekipmanların devre dışı kalması durumunda dahili ihtiyaçlarını karşılar.

Yeterlik

Genel olarak gaz türbinlerinin elektrik verimliliği diğer güç aktarma organlarına göre daha düşüktür. Ancak gaz türbini ünitesinin termal potansiyelinin tam olarak gerçekleşmesiyle bu göstergenin önemi daha az alakalı hale gelir. Güçlü gaz türbinli santrallerde egzoz gazlarının sıcaklığının yüksek olması nedeniyle iki tip türbinin bir arada kullanılmasını içeren bir mühendislik yaklaşımı bulunmaktadır.

Üretilen termal enerji, bir gaz türbinine paralel olarak kullanılan bir buhar türbini için buhar üretmek için kullanılır. Bu, elektrik verimliliğini %59'a çıkarır ve yakıt verimliliğini önemli ölçüde artırır. Bu yaklaşımın dezavantajı tasarımın daha karmaşık ve daha pahalı hale gelmesidir. Bir GTU'nun ürettiği elektrik ve termal enerjinin oranı yaklaşık 1:2'dir, yani 10 MW elektrik için 20 MW termal enerji üretilmektedir.

Avantajlar ve dezavantajlar

Gaz türbinlerinin avantajları şunlardır:

  • Cihazın basitliği. Bir kazan bloğunun, karmaşık bir boru hattı sisteminin ve birçok yardımcı mekanizmanın bulunmaması nedeniyle, gaz türbini tesisleri, birim güç başına önemli ölçüde daha az metal tüketimine sahiptir.
  • Gaz türbini ünitesinde yalnızca yataklara sağlanan yağın soğutulması için gerekli olan minimum su tüketimi.
  • Hızlı devreye alma. Gaz türbini üniteleri için, yükü kabul etmeden önce soğuk durumdan çalıştırma süresi 20 dakikayı geçmez. Bir buharlı güç santralinin devreye alınması birkaç saat sürer.

Kusurlar:

  • Gaz türbini üniteleri, çok yüksek başlangıç ​​sıcaklığına (550 dereceden fazla) sahip gaz kullanır. Bu, gaz türbinlerinin pratik tasarımında zorluklara neden olur, çünkü en çok ısınan parçalar için özel ısıya dayanıklı malzemeler ve özel soğutma sistemleri gerekir.
  • Türbin tarafından üretilen gücün yaklaşık yarısı kompresörü çalıştırmak için harcanır.
  • Gaz türbinlerinde yakıt sınırlıdır, doğalgaz veya yüksek kaliteli sıvı yakıt kullanılır.
  • Bir gaz türbini ünitesinin gücü 150 MW ile sınırlıdır.

Ekoloji

Gaz türbinlerinin kullanımındaki olumlu bir faktör, emisyonlardaki zararlı maddelerin minimum içeriğidir. Bu kritere göre gaz türbinleri en yakın rakibi olan pistonlu enerji santrallerinin önünde yer almaktadır. Çevre dostu olmaları nedeniyle gaz türbini üniteleri insanların konutlarının yakınına sorunsuz bir şekilde yerleştirilebilmektedir. Gaz türbininin çalışması sırasında zararlı emisyonların düşük içeriği, baca yapımında ve katalizör alımında tasarruf etmenizi sağlar.

GTU Ekonomisi

İlk bakışta, gaz türbini ünitelerinin fiyatları oldukça yüksektir, ancak bu güç ekipmanının yeteneklerinin objektif bir değerlendirmesiyle tüm yönler yerine oturmaktadır. Bir enerji projesinin başlangıcındaki yüksek sermaye yatırımları, sonraki işletme sırasındaki önemsiz maliyetlerle tamamen telafi edilir. Ayrıca çevresel ödemeler önemli ölçüde azalır, elektrik ve termal enerji satın alma maliyetleri azalır, çevreye ve nüfusa olan etki azalır. Bu nedenlerden dolayı her yıl yüzlerce yeni gaz türbini ünitesi satın alınmakta ve kurulmaktadır.

GAZ TÜRBİN SANTRALLERİ

GİRİİŞ

Gaz türbini geliştirmenin ilk aşamalarında yakıtı yakmak için iki tip yanma odası kullanıldı. Birinci tip yanma odasına sürekli olarak yakıt ve oksitleyici (hava) verildi, yanmaları da sürekli olarak sağlandı ve basınç değişmedi. İkinci tip yanma odasına yakıt ve oksitleyici (hava) kısımlar halinde verildi. Karışım kapalı bir hacimde ateşlenip yakıldı ve ardından yanma ürünleri türbine girdi. Böyle bir yanma odasında sıcaklık ve basınç sabit değildir: yakıtın yanması anında keskin bir şekilde artar.

Zamanla birinci tip yanma odalarının şüphesiz avantajları ortaya çıktı. Bu nedenle modern gaz türbini tesislerinde yakıt çoğu durumda yanma odasında sabit basınçta yakılır.

Gaz türbinleri ve kompresörler kusurlu olduğundan ilk gaz türbinlerinin verimliliği düşüktü. Bu üniteler geliştirildikçe gaz türbini ünitelerinin verimliliği arttı ve diğer ısı motorlarıyla rekabet edebilir hale geldi.

Şu anda, gaz türbini üniteleri havacılıkta kullanılan ana motor türüdür; bu, tasarımlarının basitliği, hızlı bir şekilde yük alma yeteneği, düşük ağırlıkta yüksek güç ve tam otomatik kontrol olasılığı nedeniyledir. Gaz türbinli motorla çalışan bir uçak ilk kez 1941'de uçtu.

Enerji sektöründe, gaz türbini santralleri esas olarak elektrik tüketiminin keskin bir şekilde arttığı zamanlarda, yani yükün zirve yaptığı zamanlarda çalışır. Gaz türbinli santrallerin verimliliği buhar türbinli ünitelerin verimliliğine göre daha düşük olmasına rağmen (20-100 MW güçte gaz türbinli santrallerin verimliliği %20-30'a ulaşır), pik modunda kullanılması faydalı olur, çünkü başlatma çok daha az zaman alır.

Bazı pik gaz türbinli motorlarda, elektrik jeneratörünü döndüren türbin için gaz kaynağı olarak havacılıkta ömrünü tamamlamış havacılık turbojet motorları kullanılmaktadır. Mobil santrallerde içten yanmalı motorların yanı sıra gaz türbinleri de ana motor olarak kullanılmaktadır.



İÇİNDE teknolojik süreçler Petrol rafinerileri ve kimya endüstrileri, yanıcı atıkları gaz türbinleri için yakıt olarak kullanıyor.

Gaz türbini üniteleri demiryolu, deniz, nehir ve karayolu taşımacılığında da yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu nedenle, yüksek hızlı deniz otobüsü ve uçan teknelerde gaz türbinli motorlar motorlardır. Ağır hizmet araçlarında, ana içten yanmalı motora hava sağlamak ve onun egzoz gazlarıyla çalışmak üzere tasarlanmış, hem ana hem de yardımcı motor olarak kullanılabilirler.

Ayrıca gaz türbin üniteleri, ana gaz boru hatlarındaki doğal gaz fanları ve yangın pompaları için yedek elektrik jeneratörleri için tahrik görevi görmektedir.

! Gaz türbini mühendisliğinin geliştiği ana yön, gaz türbininin önündeki gazın sıcaklığını ve basıncını artırarak gaz türbinlerinin verimliliğini arttırmaktır. Bu amaçla türbinlerin en çok zorlanan kısımları için karmaşık soğutma sistemleri geliştirilmekte veya yeni, yüksek mukavemetli malzemeler (ısıya dayanıklı nikel bazlı malzemeler, seramik vb.) kullanılmaktadır.

Gaz türbini tesisleri, bunlara sıkı bir şekilde uyulması koşuluyla genellikle güvenilirdir ve çalıştırılması kolaydır. belirlenmiş kurallar ve çalışma modlarından sapmalar türbinlerin tahrip olmasına, kompresörlerin bozulmasına, yanma odalarında patlamalara vb. neden olabilir.

GAZ TÜRBİN TESİSLERİNİN ANA ELEMANLARI

GAZ TÜRBİN SANTRALLERİ HAKKINDA GENEL BİLGİLER

Gaz türbini motoru(GTE) - gazın sıkıştırıldığı ve ısıtıldığı ve daha sonra sıkıştırılan ve ısıtılan gazın enerjisinin dönüştürüldüğü ısı motorlarından biri mekanik iş bir gaz türbininin şaftında. Bir gaz türbini tesisi üç ana unsurdan oluşur: gaz türbini, yanma odaları ve hava kompresörü.

Isının işe dönüştürülmesi birkaç gaz türbinli motor ünitesinde gerçekleştirilir (Şekil 1)

Pirinç. 1. Gaz türbinli motorun şeması:

TN – yakıt pompası; KS – yanma odası; K – kompresör; T – türbin; EG – elektrik jeneratörü.

Yakıt pompası, kompresörden sonra yanma odasına yakıt ve basınçlı hava sağlar. Yakıt, oksitleyici görevi gören hava ile karıştırılır, ateşlenir ve yakılır. Temiz yanma ürünleri de hava ile karıştırılarak elde edilen gazın karıştırma sonrası sıcaklığı önceden belirlenmiş bir değeri aşmaz. Yanma odalarından gaz, potansiyel enerjisini mekanik işe dönüştürmek üzere tasarlanmış bir gaz türbinine girer. İş yaparken gaz soğur ve basıncı atmosfer basıncına düşer. Bir gaz türbininden gaz çevreye salınır.

Temiz hava kompresöre atmosferden girer. Kompresörde basıncı artar ve sıcaklık yükselir. Kompresör tahriki türbin gücünün önemli bir bölümünü alır.

Bu şemaya göre çalışan gaz türbini tesislerine denir açık çevrim kurulumları. Çoğu modern gaz türbini bu şemaya göre çalışır.

Pirinç. 2. Gaz türbinli motor çevrimi.

Yakıtın yanmasını izobarik bir ısı kaynağıyla değiştirerek (Şekil 2'deki 2-3. satır) ve atmosfere yayılan yanma ürünlerinin izobarik ısı giderimiyle soğutulmasını (satır 1-4) kullanarak gaz türbini motor çevrimini elde ederiz. :

1-2 – çalışma sıvısının sıkıştırılması atmosferik basınç motor basıncına;

2-3 – haznede yanma;

3-4 – çalışma sıvısının adyabatik genleşme süreci;

4-1 – egzoz gazları atmosfere salınır

Ayrıca başvuruyorlar kapalı gaz türbinleri(Şek. 3). Kapalı gaz türbinlerinde ayrıca bir kompresör 3 ve bir türbin 2 bulunur . Yanma odası yerine ısı kaynağı 1 kullanılır , ısının yakıtla karışmadan çalışma akışkanına aktarıldığı sistem. Çalışma akışkanı hava, karbondioksit, cıva buharı veya diğer gazlar olabilir.

Kompresörde basıncı artan çalışma akışkanı, ısı kaynağında (1) ısıtılır ve türbine (2) girer. , enerjisini verdiği yer. Türbinden sonra gaz, havayı ısıttığı ve daha sonra soğutucuda (4) soğutulduğu ara ısı eşanjörüne (5) (rejeneratör) girer. , kompresör 3'e girer ve döngü tekrarlanır.Çalışma sıvısını yanmış yakıtın veya nükleer reaktörlerin enerjisiyle ısıtmak için özel kazanlar, ısı kaynağı olarak kullanılabilir.

Pirinç. 3. Kapalı çevrimde çalışan bir gaz türbini motorunun şeması: 1 - yüzey ısıtıcısı; 2 - türbin; 3 - kompresör; 4 - soğutucu; 5 - rejeneratör; 6 - hava akümülatörü; 7 - yardımcı kompresör.

Gaz türbini buhar türbininin ve içten yanmalı motorun avantajlarını birleştiren bir motordur. Bir buhar türbininden farklı olarak buradaki çalışma sıvısı, kazanlardan gelen buhar değil, yakıtın özel odalarda yanması sırasında oluşan gazlardır. İçten yanmalı bir motordan farklı olarak, çalışma akışkanının enerjisi, pistonun silindir içindeki ileri geri hareketinin bir sonucu olarak değil, yüksek hızlı bir akışın etkisi altında türbin çarkının döndürülmesiyle şaft dönüşünün mekanik enerjisine dönüştürülür. memeden akan gazların miktarı.

Bir gaz türbini, tıpkı bir buhar türbini gibi, geri döndürülemez bir mekanizmadır; bu nedenle, gaz türbini kurulumlarında geri dönüş için bir ters türbin veya başka bir cihazın, örneğin kontrollü bir pervanenin (CPG) sağlanması gerekir.

Gaz türbini tesisi(GTU) aşağıdaki ana parçalardan oluşur: gaz türbini sıcak gazların termal enerjisinin mekanik enerjiye dönüştürüldüğü; hava kompresörü yakıtın yanması için gerekli havanın emilmesi ve sıkıştırılması; yanma odaları(gaz jeneratörü), içinde atomize edilmiş sıvı yakıtın hava ile karıştırılıp yakılarak çalışma sıvısı oluşturulduğu - sıcak gaz; boru hatları gaz jeneratörüne hava sağlamak, jeneratörden gaz türbinine gaz sağlamak ve egzoz gazlarını atmosfere boşaltmak için; geri dönüşüm cihazları Egzoz gazlarından gelen ısının kullanılmasının sağlanması.

Pirinç. 124. Genel form(a) ve yanma odası (b) olan bir gaz türbini ünitesinin diyagramı (güç 4040 kW).

1 - düşük basınçlı kompresör; 2 - hava ısıtıcısı; 3 - tiyatro; 4 - yüksek basınçlı kompresör; 5 - türbinin çalıştırılması; 6 - yanma odası; 7 - meme; 8 - TND;

9 - hava soğutucusu; 10 - şanzıman

Ayrıca, GTU şunları içerir: yakıt ve yağ sistemleri Yanma odasına yakıt ve türbin yataklarına ve dişli tahrikine yağ sağlamanın yanı sıra yardımcı kazandan gelen buharı kullanan küçük güçlü bir başlangıç ​​buhar türbini.

Gaz türbini tasarımı benzer buhar türbünü. Ancak bir gaz türbini daha yüksek sıcaklık yüklerine maruz kalır: çalışan kanatları sıcak gazların sıcaklığında (650-850°) çalışırken, çalışma buharının sıcaklığı 400-500°'dir. Bu, gaz türbininin servis ömrünü önemli ölçüde azaltır. Bağlı olarak kabul edilen yöntem havanın sıkıştırılması ve sıcak gazların oluşması nedeniyle, yanma odalı gaz türbinleri ile serbest pistonlu gaz jeneratörlerine (SPGG) sahip gaz türbinleri arasında bir ayrım yapılır.

Yanma odasına sahip bir gaz türbini ünitesinde (Şek. 124) açık hava düşük basınçlı bir santrifüj kompresör tarafından emilir ve bir hava soğutucu aracılığıyla yüksek yüklü bir kompresöre beslenir: basınç ve oradan da bir hava ısıtıcısı aracılığıyla yanma odasına gönderilir.

Aynı zamanda yakıt, nozül aracılığıyla yanma odasına enjekte edilir. Yanma meydana gelir ve sırayla yüksek ve alçak basınçlı gaz türbinlerine giren ve egzoz boru hattı yoluyla atmosfere salınan sıcak gazlar oluşur. Egzoz gazlarının yolu boyunca bir hava ısıtıcısı ve bir geri kazanım kazanı monte edilir; buradan çıkan buhar, bir turbojeneratör için veya pervane şaftı üzerinde çalışan bir yardımcı türbin için kullanılabilir. Alçak ve yüksek basınçlı santrifüj kompresörler sırasıyla düşük ve yüksek basınçlı türbinler tarafından tahrik edilir. Pervaneyi yalnızca düşük basınçlı türbin bir dişli kutusu aracılığıyla hareket ettirir.

Pirinç. 125. SPGG'nin (b) genel görünümü (a) ve diyagramı.

1 - kompresör giriş valfleri; 2 - kompresör egzoz valfleri;

3 - kompresör pistonu; 4 - kompresör silindiri;

5 - giriş pencereleri; 6 - egzoz pencereleri; 7 - meme; 8 - çalışma silindiri; 9 - tampon silindiri; 10 - tampon pistonu; 11 - hava alıcısını temizleyin; 12 - çalışma pistonu; 13 - piston senkronizasyon mekanizması

Serbest pistonlu gaz jeneratörlerine (SPGG) sahip bir gaz türbini ünitesi (Şekil 125), yanma odasına sahip bir gaz türbini ünitesinden farklıdır; çünkü sıcak gazlar, içten yanmalı bir motor prensibi ile çalışan özel bir gaz jeneratöründe serbestçe üretilir. birbirinden ayrılan pistonlar. SGNG, karşılıklı pistonlara sahip iki zamanlı tek silindirli bir motor, tek kademeli tek etkili bir kompresör ve iki tampon silindirden oluşan simetrik bir ünitedir. Silindir, kompresörlere ve tampon pistonlara bağlı iki çalışma pistonu içerir.

Pirinç. 126. LNG'li bir gaz türbini enerji santralinin yerleşim planı.

1 - SPGG; 3 - gaz türbini; 3 - şanzıman; 4 - dizel jeneratör

Piston gruplarının çalışma (farklı) stroku, çalışma silindirinde genişleyen gazın etkisi altında gerçekleştirilir. Bu durumda, kompresör silindirlerindeki hava önce sıkıştırılır ve daha sonra egzoz valflerinden temizleme havası deposuna akar. Kompresör silindirlerindeki havanın sıkıştırılmasıyla eş zamanlı olarak tampon silindirlerindeki hava da sıkıştırılır, ardından enerjisi çalışan pistonların ters çevrilmesi ve çalışma silindirindeki havanın sıkıştırılması için harcanır.

Piston stroku sonunda önce egzoz pencereleri, ardından emme pencereleri açılır. Egzoz gazları, egzoz bağlantı noktalarından gaz türbinine girer ve giriş bağlantı noktalarından alıcıdan gelen basınçlı temizleme havası çalışma silindirini doldurur.

Fazla temizleme havası sıcak egzoz gazlarıyla karıştırılır ve ayrıca gaz türbinine verilir.

Çalışan pistonların ters stroku sırasında, tampon silindirlerinde sıkıştırılan havanın etkisi altında, giriş pencereleri kapanır, ardından çıkış pencereleri ve aynı zamanda valfler aracılığıyla kompresör silindirlerine hava emilir. Pistonlar birbirine yaklaştığı anda, nozül aracılığıyla çalışma silindirine yakıt enjekte edilir ve işlem tekrarlanır.

Gaz türbinleri ve LPGG'ler kompakttır, 16-24 kg/kW gibi nispeten düşük bir ağırlığa ve 260 g/(kWh) kadar düşük yakıt tüketimine sahiptir. Bunun avantajı, MCO hacminin daha verimli kullanılmasına olanak tanıyan birkaç NGV'den bir enerji santrali kurma yeteneğidir (Şekil 126). Yukarıdaki gaz türbini türlerine ek olarak, hafif havacılık tipi gaz türbinleri (1,5-4,0 kg/kW), küçük yüksek hızlı gemilerde, özellikle de hidrofillerde yaygın olarak kullanılmaktadır. Ancak kullanım ömürleri kısadır ve yakıt tüketimi yüksektir (340-380 g/kWh).

Her türlü gaz türbininin dezavantajı, artan yakıt tüketimi ve kısa hizmet ömrüne ek olarak, MKO'daki yüksek gürültü seviyesidir ve bunu azaltmak için özel önlemlere başvurmak gerekir.