≡× MENÜ

• Vízellátás
• Szivattyúk
• Víz tisztítás
• kutak
• Szűrők

Mi a jobb, megbízhatóbb, gazdaságosabb egy autonóm erőmű számára: gázdugattyús vagy gázturbinás hajtóművek? A gázturbinákról nem mérnököknek Gőz- és gázturbina meghatározása

Állandó hatású hőturbina, amelyben a sűrített és felmelegített gáz (általában tüzelőanyag égéstermékek) hőenergiáját egy tengelyen mechanikus forgómunkává alakítják át; gázturbinás motor szerkezeti eleme.

A sűrített gáz melegítése általában az égéstérben történik. Fűtést is lehet atomreaktorban stb. végezni. A gázturbinák először a 19. század végén jelentek meg. gázturbinás motorként és kialakítását tekintve gőzturbinához közelítettek. Szerkezetileg a gázturbina a fúvóka berendezés rendezetten elrendezett álló lapátperemeinek és a járókerék forgó peremeinek sorozata, amelyek ennek eredményeként áramlási részt alkotnak. A turbinafokozat egy járókerékkel kombinált fúvókaberendezés. A fokozat áll egy állórészből, amely álló részeket (ház, fúvókalapátok, védőgyűrűk) és egy forgórészből áll, amely forgó alkatrészek halmaza (például rotorlapátok, tárcsák, tengely).

A gázturbina besorolása számos tervezési jellemző szerint történik: a gázáramlás iránya, a fokozatok száma, a hőkülönbség felhasználási módja és a járókerék gázellátásának módja. A gázáramlás irányában a gázturbinák megkülönböztethetők axiális (leggyakoribb) és radiális, valamint átlós és érintőleges. Axiális gázturbinákban a meridionális szakaszban az áramlást főleg a turbina teljes tengelye mentén szállítják; radiális turbináknál éppen ellenkezőleg, merőleges a tengelyre. A radiális turbinákat centripetálisra és centrifugálisra osztják. Egy diagonális turbinában a gáz a turbina forgástengelyéhez képest bizonyos szögben áramlik. A tangenciális turbina járókerekének nincs lapátja, az ilyen turbinákat nagyon alacsony gázáramlási sebességgel használják, általában mérőműszerekben. A gázturbinák egy-, két- és többfokozatúak.

A fokozatok számát számos tényező határozza meg: a turbina rendeltetése, tervezési sémája, az egy fokozattal kifejlesztett összteljesítmény, valamint a működtetett nyomásesés. A rendelkezésre álló hőkülönbség felhasználási módja szerint megkülönböztetik a fordulatszám fokozatos turbinákat, amelyekben csak az áramlás fordul a járókerékben, nyomásváltozás nélkül (aktív turbinák), ​​valamint a nyomásfokozatos turbinákat, amelyekben a nyomás mindkét szakaszban csökken. fúvókákon és a forgórészlapátokon (sugárturbinák). Részleges gázturbináknál a gázt a járókerékhez a fúvóka berendezés kerületének egy részén vagy teljes kerülete mentén táplálják.

Egy többfokozatú turbinában az energiaátalakítási folyamat több egymást követő folyamatból áll, egyes szakaszokban. A sűrített és felmelegített gáz a fúvóka berendezés lapátközi csatornáiba egy kezdeti sebességgel jut, ahol a tágulás során a rendelkezésre álló hőveszteség egy része a kilépő sugár mozgási energiájává alakul. A járókerék lapátközi csatornáiban a gáz további expanziója és a hőcsepp hasznos munkává alakítása történik. A forgórészlapátokra ható gázáram nyomatékot hoz létre a turbina főtengelyén. Ebben az esetben a gáz abszolút sebessége csökken. Minél kisebb ez a fordulatszám, a gázenergia nagyobb része mechanikai munkává alakul át a turbina tengelyén.

A hatásfok a gázturbinák hatásfokát jellemzi, amely az aknából eltávolított munka és a turbina előtt rendelkezésre álló gázenergia hányadosa. A modern többfokozatú turbinák effektív hatásfoka meglehetősen magas és eléri a 92-94%-ot.

A gázturbina működési elve a következő: a gázt kompresszorral fecskendezik be az égéstérbe, levegővel keverik, tüzelőanyag-keveréket képeznek és meggyújtják. A keletkező magas hőmérsékletű (900-1200 °C) égéstermékek a turbina tengelyére szerelt lapátok sorain haladnak át, és a turbinát elforgatják. A tengely így keletkező mechanikai energiáját egy sebességváltón keresztül továbbítják egy generátorhoz, amely villamos energiát termel.

Hőenergia a turbinából kilépő gázok a hőcserélőbe jutnak. Ezenkívül a turbina mechanikai energiáját elektromos áram előállítása helyett különféle szivattyúk, kompresszorok stb. működtetésére lehet felhasználni. A gázturbinák leggyakrabban használt üzemanyaga a földgáz, bár ez nem zárja ki más típusú gáznemű tüzelőanyagok alkalmazását sem. . Ugyanakkor a gázturbinák nagyon szeszélyesek, és magas követelményeket támasztanak az előkészítés minőségével szemben (bizonyos mechanikai zárványok, páratartalom szükséges).

A turbinából kilépő gázok hőmérséklete 450-550 °C. A hőenergia és az elektromos energia mennyiségi aránya a gázturbinákban 1,5: 1 és 2,5: 1 között van, ami lehetővé teszi olyan kogenerációs rendszerek építését, amelyek a hűtőfolyadék típusában különböznek:

1) forró kipufogógázok közvetlen (közvetlen) felhasználása;
2) alacsony vagy közepes nyomású gőz (8-18 kg/cm2) előállítása külső kazánban;
3) melegvíz előállítása (jobb, ha a szükséges hőmérséklet meghaladja a 140 °C-ot);
4) nagynyomású gőz előállítása.

A gázturbinák fejlesztéséhez nagymértékben hozzájárultak a szovjet tudósok, B. S. Stechkin, G. S. Zsiritsky, N. R. Briling, V. V. Uvarov, K. V. Kholshchevikov, I. I. Kirillov és mások. A gázturbinák létrehozását helyhez kötött és mobil gázturbinás erőművekhez külföldi cégek (a svájci Brown-Boveri, amelyben A. Stodola híres szlovák tudós dolgozott, és Sulzer, az amerikai General Electric stb.).

A jövőben a gázturbinák fejlesztése a turbina előtti gázhőmérséklet növelésének lehetőségétől függ. Ez annak köszönhető, hogy új hőálló anyagokat és megbízható hűtőrendszereket hoztak létre a rotorlapátokhoz, amelyek jelentősen javítják az áramlási utat stb.

Köszönhetően az 1990-es évek széles körű átmenetének. A földgáz, mint az energiatermelés fő tüzelőanyaga, a gázturbinák a piac jelentős szegmensét foglalják el. Annak ellenére, hogy a berendezések maximális hatásfoka 5 MW-tól és nagyobb teljesítménytől (300 MW-ig) érhető el, egyes gyártók 1-5 MW-os modelleket gyártanak.

A gázturbinákat a légi közlekedésben és az erőművekben használják.

• Előző: GÁZELEMZŐ
• Következő: GÁZMOTOR

Kategória: Ipar G-ban

A turbina olyan motor, amelyben az összenyomható folyadék potenciális energiája a lapátos berendezésben mozgási energiává alakul, az utóbbi pedig a járókerekekben egy folyamatosan forgó tengelyre továbbított mechanikai munkává.

A gőzturbinák felépítésüknél fogva állandóan működő hőmotort képviselnek. Működés közben túlhevített vagy telített vízgőz kerül az áramlási útvonalba, és tágulása miatt forgásra kényszeríti a rotort. A forgás a pengeberendezésre ható gőzáram eredményeként következik be.

A gőzturbina a gőzturbina kialakításának része, amely energiatermelésre szolgál. Vannak olyan berendezések is, amelyek az elektromosság mellett hőenergiát is termelhetnek - a gőzlapátokon áthaladó gőz belép a hálózati vízmelegítőkbe. Az ilyen típusú turbinákat ipari kapcsolt energiatermelésnek vagy kapcsolt turbináknak nevezik. Az első esetben a gőzelszívást ipari célokra biztosítják a turbinában. Generátorral kiegészítve a gőzturbina turbinaegység.

Gőzturbina típusok

A turbinákat a gőz mozgási irányától függően radiális és axiális turbinákra osztják. A radiális turbinákban a gőzáramlás a tengelyre merőlegesen irányul. A gőzturbinák lehetnek egy-, két- és háromházasak. A gőzturbina különféle műszaki eszközökkel van felszerelve, amelyek megakadályozzák a környezeti levegő bejutását a burkolatba. Ezek különféle tömítések, amelyeket kis mennyiségben vízgőzzel szállítanak.

A tengely elülső részén található egy biztonsági szabályozó, amely a turbina fordulatszámának növekedése esetén lekapcsolja a gőzellátást.

A névleges értékek főbb paramétereinek jellemzői

· A turbina névleges teljesítménye- az a maximális teljesítmény, amelyet a turbinának hosszú ideig ki kell fejtenie az elektromos generátor kapcsain, a fő paraméterek normál értékeivel, vagy ha azok az ipari és állami szabványok által meghatározott határokon belül változnak. A szabályozott gőzelszívó turbina névleges teljesítményénél nagyobb teljesítményt tud kifejleszteni, ha ez összhangban van alkatrészeinek szilárdsági viszonyaival.

· Turbina gazdasági teljesítmény- az a teljesítmény, amelyen a turbina a legnagyobb hatásfokkal működik. Az élőgőz paramétereitől és a turbina rendeltetésétől függően a névleges teljesítmény elérheti a gazdaságos teljesítményt, vagy akár 10-25%-kal nagyobb is lehet.

· A regeneratív tápvíz fűtés névleges hőmérséklete- a tápvíz hőmérséklete az utolsó fűtőtest után a víz irányában.

· Névleges hűtővíz hőmérséklet- a hűtővíz hőmérséklete a kondenzátor bemeneténél.

gázturbina(fr. turbina a lat. turbóból örvénylés, forgás) egy folyamatos hőgép, amelynek lapátos berendezésében a sűrített és felmelegített gáz energiája a tengelyen mechanikai munkává alakul át. Egy rotorból (tárcsákra rögzített lapátok) és egy állórészből (a házba rögzített vezetőlapátok) áll.

A magas hőmérsékletű és nyomású gáz a turbina fúvóka berendezésén keresztül a fúvókarész mögötti alacsony nyomású tartományba kerül, egyszerre tágulva és gyorsulva. Továbbá a gázáram belép a turbina lapátjaiba, kinetikus energiájának egy részét átadva nekik, és nyomatékot adva a lapátoknak. A rotorlapátok a nyomatékot a turbina tárcsáin keresztül továbbítják a tengelyre. A gázturbina hasznos tulajdonságai: a gázturbina például egy vele egy tengelyen elhelyezett generátort hajt meg, ami a gázturbina hasznos munkája.

A gázturbinákat gázturbinás motorok (szállításra) és gázturbina-egységek (hőerőművekben helyhez kötött GTU-k, CCGT-k részeként) részeként használják. A gázturbinákat a Brayton termodinamikai ciklus írja le, amelyben a levegőt először adiabatikusan összenyomják, majd állandó nyomáson elégetik, majd adiabatikusan visszatágulják a kiindulási nyomásra.

A gázturbinák típusai

- Repülőgépek és sugárhajtóművek

- Kiegészítő tápegység

- Ipari gázturbinák villamosenergia-termeléshez

- Turbótengelyes motorok

- Radiális gázturbinák

- Mikroturbinák

Mechanikailag a gázturbinák lényegesen egyszerűbbek lehetnek, mint a dugattyús belső égésű motorok. Az egyszerű turbináknak egy mozgó része lehet: tengely/kompresszor/turbina/alternatív forgórész szerelvény (lásd a fenti képet), az üzemanyagrendszert nem beleértve.

A bonyolultabb turbinák (a modern sugárhajtóművekben használtak) több tengelyt (tekercset), több száz turbinalapátot, mozgó állórészlapátot, valamint összetett csőrendszert, égéstereket és hőcserélőket tartalmazhatnak.

Általános szabály, hogy minél kisebb a motor, annál nagyobb a tengely(ek) fordulatszáma a lapátok maximális lineáris sebességének fenntartásához. A turbinalapátok maximális fordulatszáma határozza meg az elérhető maximális nyomást, ami a motor méretétől függetlenül maximális teljesítményt eredményez. A sugárhajtómű körülbelül 10 000-es fordulatszámmal, a mikroturbina pedig körülbelül 100 000-es fordulatszámmal forog.

Az új típusú gázturbinák fejlesztése, a gáz iránti kereslet növekedése a többi tüzelőanyaghoz képest, az ipari fogyasztók nagyszabású tervei saját kapacitások létrehozására egyre nagyobb érdeklődést váltanak ki a gázturbina-építés iránt.

R A kisgenerációs piac nagy fejlődési kilátásokkal rendelkezik. Szakértők azt jósolják, hogy az elosztott energia iránti kereslet 8%-ról (jelenleg) 20%-ra (2020-ra) nő. Ezt a tendenciát a villamos energia viszonylag alacsony tarifája magyarázza (2-3-szor alacsonyabb, mint a központi hálózatból származó villamos energia tarifája). Ráadásul Makszim Zagornov, a Delovaya Rossiya általános tanácsának tagja, az Uráli Kisüzemi Energiatermelési Szövetség elnöke, az MKS cégcsoport igazgatója szerint a kis termelés megbízhatóbb, mint a hálózat: a külső hálózaton bekövetkezett baleset esetén az áramszolgáltatás nem áll le. A decentralizált energia további előnye az üzembe helyezés gyorsasága: 8-10 hónap, szemben a hálózati vezetékek kialakításának és bekötésének 2-3 évével.

Denis Cherepanov, a Delovaya Rossiya energiaügyi bizottság társelnöke azt állítja, hogy a jövő a saját generációjáé. Szergej Jeszjakov, az Állami Duma Energia Bizottságának első alelnöke szerint az energia-fogyasztói láncban elosztott energia esetében nem az energiaszektor, hanem a fogyasztó a döntő láncszem. Saját villamosenergia-termelésével a fogyasztó bevallja a szükséges kapacitásokat, konfigurációkat, sőt az üzemanyag típusát is, ezzel egyidejűleg a kapott energia kilowatt árán spórol. A szakemberek egyebek mellett úgy vélik, további megtakarítás érhető el, ha az erőmű kapcsolt energiatermeléssel üzemel: a hasznosított hőenergiát fűtésre fordítják. Ekkor a termelő erőmű megtérülési ideje jelentősen lecsökken.

Az elosztott energia legaktívabban fejlődő területe a kis teljesítményű gázturbinás erőművek építése. A gázturbinás erőműveket bármilyen éghajlati viszonyok között történő működésre tervezték, mint fő vagy tartalék villamosenergia- és hőforrást ipari és háztartási létesítményekben. Az ilyen erőművek távoli területeken történő használata lehetővé teszi jelentős megtakarítások elérését a hosszú távvezetékek építésének és üzemeltetésének költségeinek kiküszöbölésével, a központi területeken pedig - az elektromos és hőellátás megbízhatóságának növelését mind az egyes vállalkozások és szervezetek, mind a területek számára. mint egész. Tekintsünk néhány gázturbinát és gázturbina-egységet, amelyeket jól ismert gyártók kínálnak gázturbinás erőművek építéséhez az orosz piacon.

General Electric

A GE szélturbinás megoldásai rendkívül megbízhatóak és számos iparágban alkalmazhatók, az olajtól és a gáztól a közművekig. Különösen az LM2500 család GE gázturbinás egységeit használják 21-33 MW kapacitással és akár 39%-os hatásfokkal a kis termelésben. Az LM2500-at mechanikus hajtásként és áramfejlesztő hajtásként használják, erőművekben egyszerű, kombinált ciklusú, kapcsolt energiatermeléssel, offshore platformokon és csővezetékeken működnek.

Az elmúlt 40 évben az ebbe a sorozatba tartozó GE turbinák kategóriájukban a legkelendőbb turbinák voltak. Összesen több mint 2000 ilyen típusú turbinát telepítettek a világon, amelyek teljes üzemideje meghaladja a 75 millió órát.

Az LM2500 turbinák főbb jellemzői: könnyű és kompakt kialakítás a gyors telepítés és az egyszerű karbantartás érdekében; a teljes teljesítmény elérése az indítás pillanatától 10 perc alatt; nagy hatékonyság (egyszerű ciklusban), megbízhatóság és rendelkezésre állás az osztályában; a kettős tüzelőanyagú égéskamrák használatának lehetősége desztillátum és földgáz számára; kerozin, propán, kokszolókemence-gáz, etanol és LNG üzemanyagként való felhasználásának lehetősége; alacsony NOx-kibocsátás DLE vagy SAC égéskamrákkal; megbízhatósági tényező - több mint 99%; készültségi tényező - több mint 98%; NOx-kibocsátás - 15 ppm (DLE módosítás).

Annak érdekében, hogy ügyfeleinek megbízható támogatást nyújtson a termelőberendezések teljes életciklusa során, a GE speciális Energiatechnológiai Központot nyitott Kalugában. Korszerű megoldásokat kínál ügyfeleinek a gázturbinák karbantartásához, ellenőrzéséhez és javításához. A vállalat az ISO 9001 szabványnak megfelelő minőségirányítási rendszert vezetett be.

Kawasaki Heavy Industries

Japán Kawasaki Heavy Industries, Ltd. (KHI) egy szerteágazó mérnöki cég. Gyártási programjában fontos helyet foglalnak el a gázturbinák.

1943-ban a Kawasaki megalkotta az első gázturbinás motort Japánban, és mára a világ egyik elismert vezetője a kis és közepes teljesítményű gázturbinák gyártásában, több mint 11 000 telepítésre gyűjtött referenciákkal.

A környezetbarátság és a hatékonyság előtérbe helyezésével a társaság nagy sikereket ért el a gázturbinás technológiák fejlesztésében, és aktívan folytat ígéretes fejlesztéseket, többek között a fosszilis tüzelőanyagok alternatívájaként új energiaforrások terén.

A kriogén technológiák, valamint a cseppfolyósított gázok előállításának, tárolásának és szállításának technológiáiban szerzett jó tapasztalatával a Kawasaki aktívan kutat és fejleszt a hidrogén üzemanyagként történő felhasználása terén.

A vállalatnak már vannak olyan turbinák prototípusai, amelyek hidrogént használnak a metán üzemanyag adalékaként. A jövőben olyan turbinák várhatók, amelyeknél sokkal energiahatékonyabb és abszolút környezetbarát módon a hidrogén váltja majd fel a szénhidrogéneket.

GTU Kawasaki GPB sorozat Alapterhelésre tervezték, beleértve a párhuzamos és elszigetelt hálózati interakciós sémákat is, míg a teljesítménytartomány 1,7 és 30 MW közötti gépekre épül.

A modellkínálatban vannak olyan turbinák, amelyek gőzbefecskendezéssel csökkentik a káros kibocsátást, és a cég mérnökei által módosított DLE technológiát alkalmazzák.

Az elektromos hatásfok a termelési ciklustól és teljesítménytől függően 26,9%-ról GPB17 és GPB17D esetén (M1A-17 és M1A-17D turbinák) 40,1%-ra GPB300D (L30A turbina) esetén. Elektromos teljesítmény - 1700-30 120 kW; hőteljesítmény - 13 400-8970 kJ / kWh; kipufogógáz hőmérséklet - 521-470 ° C; kipufogógáz-fogyasztás - 29,1-319,4 ezer m3 / h; NOx (15% O2 mellett) - 9/15 ppm az M1A-17D, M7A-03D gázturbináknál, 25 ppm az M7A-02D turbinánál és 15 ppm az L20A és L30A turbináknál.

Hatékonyságát tekintve a Kawasaki gázturbinák a maga kategóriájában vagy a világelsők, vagy az egyik vezetők. A kapcsolt energiatermelő konfigurációkban működő erőművek teljes hőhatásfoka eléri a 86-87%-ot. A cég számos GTU-t gyárt kettős üzemanyagú (földgáz és folyékony tüzelőanyag) változatban, automatikus kapcsolással. Jelenleg a gázturbinák három modellje a legkeresettebb az orosz fogyasztók körében - GPB17D, GPB80D és GPB180D.

A Kawasaki gázturbinákat a következők jellemzik: nagy megbízhatóság és hosszú élettartam; kompakt kialakítás, amely különösen vonzó a meglévő termelő létesítmények berendezéseinek cseréjekor; könnyű karbantartás a karosszéria osztott kialakításának, a kivehető égőknek, az optimálisan elhelyezett ellenőrző furatoknak stb. köszönhetően, ami leegyszerűsíti az ellenőrzést és a karbantartást, beleértve a felhasználó személyzetét is;

Környezetbarátság és gazdaságosság. A Kawasaki turbinák égéstereit a legfejlettebb technikák alkalmazásával tervezték, hogy optimalizálják az égési folyamatot és elérjék a legjobb turbina hatásfokot, valamint csökkentsék a kipufogógázban lévő NOx és egyéb káros anyagok mennyiségét. A környezetvédelmi teljesítményt is javítja a fejlett száraz kibocsátáscsökkentési technológia (DLE);

Az üzemanyagok széles skálájának felhasználási lehetősége. Földgáz, kerozin, gázolaj, A típusú könnyű fűtőolajok, valamint a hozzájuk tartozó kőolajgáz használhatók;

Megbízható értékesítés utáni szolgáltatás. Magas szintű szolgáltatás, beleértve az ingyenes online felügyeleti rendszert (TechnoNet) jelentésekkel és előrejelzésekkel, a magasan képzett személyzet által nyújtott műszaki támogatást, valamint a gázturbinás motor cseréjét egy nagyjavítás során (a GTU állásideje 2-re csökken). 3 hét) stb. .d.

2011 szeptemberében a Kawasaki bevezette a legkorszerűbb égéstér-rendszert, amely az M7A-03 gázturbinás motor NOx-kibocsátását 10 ppm alá csökkentette, ami még a jelenlegi szabályozás által előírtnál is alacsonyabb. A cég egyik tervezési megközelítése az, hogy olyan új berendezéseket hozzon létre, amelyek nemcsak a modern, hanem a jövőbeni, szigorúbb környezetvédelmi követelményeknek is megfelelnek.

A rendkívül hatékony, 5 MW-os GPB50D gázturbina Kawasaki M5A-01D turbinával a legújabb bevált technológiákat használja. Az erőmű nagy hatásfoka optimálissá teszi a villamos energia és a kapcsolt energiatermelés számára. Ezenkívül a GPB50D kompakt kialakítása különösen előnyös a meglévő üzemek korszerűsítésekor. A 31,9%-os névleges elektromos hatásfok a világ legjobbja az 5 MW-os erőművek között.

Az M1A-17D turbina az eredeti égéstér kialakításának köszönhetően száraz emissziócsökkentéssel (DLE) kiváló környezeti teljesítménnyel (NOx) rendelkezik.< 15 ppm) и эффективности.

A turbina rendkívül alacsony tömege (1470 kg), ami a kategória legalacsonyabbja, a kompozit anyagok és kerámiák elterjedt felhasználásának köszönhető, amelyekből például a járókerék lapátjai készülnek. A kerámiák jobban ellenállnak a magas hőmérsékleten történő működésnek, és kevésbé hajlamosak a szennyeződésre, mint a fémek. A gázturbina elektromos hatásfoka közel 27%.

Oroszországban mára a Kawasaki Heavy Industries Ltd. számos sikeres projektet hajtott végre orosz cégekkel együttműködve:

Mini-TPP "Central" Vlagyivosztokban

A JSC Far Eastern Energy Management Company (JSC DVEUK) megrendelésére 5 darab GPB70D (M7A-02D) GTU-t szállítottak a Tsentralnaya TPP számára. Az állomás villamos energiát és hőt biztosít a fogyasztóknak a Russzkij-sziget fejlesztésének központi részén és a Távol-keleti Szövetségi Egyetem campusán. A Tsentralnaya TPP az első Kawasaki-turbinákkal rendelkező erőmű Oroszországban.

Mini-CHP "Oceanarium" Vlagyivosztokban

Ezt a projektet a JSC "DVEUK" is végrehajtotta a szigeten található "Primorsky Oceanarium" tudományos és oktatási komplexum áramellátására. Két GPB70D gázturbinát szállítottak.

A GTU-t a Kawasaki gyártja a Gazprom PJSC-ben

A Kawasaki orosz partnere, az MPP Energotekhnika LLC az M1A-17D gázturbinára alapozva gyártja a Korvette 1,7K konténeres erőművet nyílt területekre, -60 és + 40 °С közötti környezeti hőmérséklet-tartományban történő telepítésre.

Az együttműködési megállapodás keretében öt darab EGTEPS KORVET-1.7K került kifejlesztésre és összeszerelésre az MPP Energotechnika gyártóüzemében. A projektben részt vevő vállalatok felelősségi köre a következőképpen oszlott meg: A Kawasaki az M1A-17D gázturbinás motort és a turbinavezérlő rendszereket, a Siemens AG a nagyfeszültségű generátort szállítja. Az MPP Energotekhnika LLC blokktartályt, kipufogó- és levegőbeszívó berendezést, tápegység-vezérlő rendszert (beleértve a SHUVGM gerjesztőrendszert is), elektromos berendezéseket - fő- és segédberendezéseket gyárt, az összes rendszert kiegészíti, komplett erőművet szerel össze és szállít, valamint értékesít. APCS.

Az EGTES Korvet-1.7K átment a hivatalok közötti teszteken, és a Gazprom PJSC létesítményeiben ajánlott használni. A gázturbinás erőművet az MPP Energotechnika LLC fejlesztette ki a PJSC Gazprom megbízásából a PJSC Gazprom Tudományos és Műszaki Együttműködési Programja és a Japán Természeti Erőforrás és Energia Ügynökség keretében.

Turbina CCGT 10 MW-hoz az NRU MPEI-nél

A Kawasaki Heavy Industries Ltd. egy komplett GPB80D gázturbina üzemet gyártott és szállított le 7,8 MW névleges teljesítménnyel a moszkvai "MPEI" Nemzeti Kutatóegyetem számára. A CHP MPEI egy gyakorlati képzés, amely ipari méretekben villamos energiát és hőt termel, magával a Moszkvai Energiamérnöki Intézettel látja el őket, és ellátja őket Moszkva közműhálózataiba.

A projektek földrajzának bővítése

A Kawasaki, felhívva a figyelmet a helyi energiafejlesztés előnyeire az elosztott termelés irányába, minimális kapacitású gázturbinákat használó projektek megvalósítását javasolta.

Mitsubishi Hitachi Power Systems

A H-25 turbinák modellválasztéka 28-41 MW teljesítménytartományban kerül bemutatásra. A turbinagyártás teljes csomagját, beleértve a kutatás-fejlesztést és a távfelügyeleti központot, a japán Hitachiban található üzemben az MHPS (Mitsubishi Hitachi Power Systems Ltd.) végzi. Megalakulása 2014 februárjára esik a gépgyártásban elismert vezető Mitsubishi Heavy Industries Ltd. termelő szektorainak összevonása miatt. és a Hitachi Ltd.

A H-25 modelleket világszerte széles körben alkalmazzák mind egyszerű ciklusú működéshez a magas hatásfok miatt (34-37%), mind kombinált ciklusban 1x1 és 2x1 konfigurációban 51-53%-os hatásfokkal. A kipufogógázok magas hőmérsékleti mutatóival rendelkező GTU sikeresen bebizonyította, hogy kogenerációs üzemmódban működik, több mint 80%-os teljes üzemi hatékonysággal.

Sok éves tapasztalat a gázturbinák gyártásában sokféle teljesítményhez és az egytengelyes ipari turbinák átgondolt kialakítása az N-25-öt nagy megbízhatósággal, több mint 99%-os rendelkezésre állási tényezővel különbözteti meg. A modell teljes üzemideje 2016 második felében meghaladta a 6,3 millió órát. A modern gázturbina vízszintes axiális felosztással készült, ami biztosítja a könnyű karbantartást, valamint a forró út egyes részeinek cseréjének lehetőségét a működés helye.

Az ellenáramú cső-gyűrű alakú égéstér stabil égést biztosít különböző típusú tüzelőanyagokon, például földgázon, gázolajon, cseppfolyósított kőolajon, füstgázokon, kokszolókemence-gázon stb. a gáz-levegő keverék (DLN) előkeverése. A H-25 gázturbinás motor egy 17 fokozatú axiális kompresszor, amely egy háromfokozatú aktív turbinához kapcsolódik.

Az N-25 GTU megbízható működésének példája az oroszországi kis termelési létesítményekben a Tatár Köztársaságban, Mengyelejevszkben található Ammoniy JSC üzem saját szükségleteit kielégítő kapcsolt energiatermelő egység részeként történő üzemeltetése. A kapcsolt energiatermelő blokk 24 MW villamos energiát és 50 t/h gőzt (390°C / 43 kg/cm3) lát el a termelő telephelyen. 2017 novemberében sikeresen megtörtént a helyszínen a turbinás égésrendszer első ellenőrzése, amely igazolta a gépelemek és szerelvények megbízható működését magas hőmérsékleten.

Az olaj- és gázszektorban N-25 GTU-kat használtak a Sakhalin Energy Investment Company, Ltd. Sakhalin II onshore Processing Facility (OPF) telephelyének üzemeltetésére. Az OPF Juzsno-Szahalinszktól 600 km-re északra található, a tengeri gázvezeték leszállási területén, és a vállalat egyik legfontosabb létesítménye, amely a gáz és a kondenzátum előkészítéséért felelős az olajexport terminálhoz és az LNG-üzembe történő későbbi csővezetékes szállításhoz. A technológiai komplexum négy darab N-25-ös gázturbinát foglal magában, amelyek 2008 óta üzemelnek. Az N-25 GTU-n alapuló kapcsolt energiatermelő blokk maximálisan integrálódik az OPF integrált energiarendszerébe, különös tekintettel a 2008-ban kibocsátott kipufogógázok hőjére. a turbinát kőolaj felmelegítésére használják az olajfinomítás szükségleteihez.

A Siemens Industrial Gas Turbine Generator Sets (a továbbiakban: GTU) segít megbirkózni az elosztott termelés dinamikusan fejlődő piacának nehézségeivel. A 4 és 66 MW közötti egységnyi névleges teljesítményű gázturbinák az üzemi hatásfok (akár 90%), az üzembiztonság, a szolgáltatási rugalmasság és a környezetvédelmi biztonság tekintetében teljes mértékben megfelelnek az ipari kombinált energiatermelés magas követelményeinek, alacsony élettartamot biztosítva. ciklusköltségek és a beruházás magas megtérülése. A Siemens több mint 100 éves tapasztalattal rendelkezik az ipari gázturbinák és az ezekre épülő hőerőművek építésében.

A 4 és 66 MW közötti Siemens GTU-kat kis közművek, független áramtermelők (pl. ipari üzemek), valamint az olaj- és gázipar használják. Az elosztott villamosenergia-termelési technológiák alkalmazása kombinált hőenergia-termeléssel lehetővé teszi, hogy megtagadják a több kilométernyi távvezetékbe való befektetést, minimalizálva az energiaforrás és az azt fogyasztó létesítmény közötti távolságot, valamint komoly költségmegtakarítást érjenek el ipari vállalkozások és infrastrukturális létesítmények fűtése hővisszanyeréssel. A Siemens GTU-n alapuló szabványos Mini-TPP bárhol megépíthető, ahol elérhető az üzemanyagforrás vagy annak azonnali ellátása.

Az SGT-300 egy 7,9 MW névleges elektromos teljesítményű ipari gázturbina (lásd 1. táblázat), amely az egyszerű, megbízható kialakítást a legújabb technológiával ötvözi.

1. táblázat. Az SGT-300 specifikációi mechanikus meghajtáshoz és energiatermeléshez

Energiatermelés		mechanikus hajtás
	7,9 MW	8 MW	9 MW
Teljesítmény ISO-ban
	Földgáz / folyékony üzemanyag / kettős tüzelőanyag és egyéb üzemanyagok kérésre; Automatikus üzemanyagcsere főről tartalékra, bármilyen terhelésnél
Oud. hőfogyasztás	11,773 kWh/kWh	10,265 kWh/kWh	10,104 kWh/kWh
Teljesítményturbina fordulatszáma		5,750 - 12,075 ford./perc	5,750 - 12,075 ford./perc
Tömörítési arány
Kipufogógáz fogyasztás
Kipufogógáz hőmérséklet	542°C (1,008°F)	491°C (916°F)	512°C (954°F)
NOX kibocsátás Gáz üzemanyag DLE rendszerrel

1) Elektromos 2) Tengelyre szerelt

Rizs. 1. Az SGT-300 gázgenerátor felépítése

Ipari áramtermeléshez az SGT-300 gázturbina egytengelyes változatát használják (lásd 1. ábra). Ideális kombinált hő- és villamosenergia-termeléshez (CHP). Az SGT-300 gázturbina egy ipari gázturbina, amelyet eredetileg termelésre terveztek, és a következő működési előnyökkel rendelkezik az üzemeltető szervezetek számára:

Elektromos hatásfok - 31%, ami átlagosan 2-3%-kal magasabb, mint a kisebb teljesítményű gázturbinák hatásfoka, a magasabb hatásfok miatt gazdaságos hatás érhető el a tüzelőanyag-megtakarítás terén;

A gázgenerátor DLE technológiát alkalmazó alacsony kibocsátású száraz égéskamrával van felszerelve, amely lehetővé teszi a szabályozó dokumentumok által megállapítottnál több mint 2,5-szer alacsonyabb NOx- és CO-kibocsátási szintek elérését;

A GTP egytengelyes kialakításának köszönhetően jó dinamikus jellemzőkkel rendelkezik, és biztosítja a generátor stabil működését a külső csatlakoztatott hálózat terhelésének ingadozása esetén;

A gázturbina ipari kialakítása hosszú nagyjavítási élettartamot biztosít, és optimális az üzemeltetés helyén végzett szervizmunka megszervezése szempontjából;

SGT-300 alapú megoldás alkalmazása esetén jelentősen csökken az épület lábnyoma, valamint a beruházási költségek, ideértve az üzem egészére kiterjedő gépészeti és elektromos berendezések beszerzését, telepítését és üzembe helyezését (2. ábra).

Rizs. 2. Az SGT-300 blokk tömeg- és méretjellemzői

Az SGT-300 telepített flotta teljes üzemideje több mint 6 millió óra, a vezető GTU üzemideje 151 ezer óra Rendelkezésre állás/rendelkezésre állás arány - 97,3%, megbízhatóság aránya - 98,2%.

Az OPRA (Hollandia) a gázturbinákon alapuló energiarendszerek vezető szállítója. Az OPRA korszerű, körülbelül 2 MW teljesítményű gázturbinás motorokat fejleszt, gyárt és forgalmaz. A társaság fő tevékenysége az olaj- és gázipar számára villamos energia előállítása.

A megbízható OPRA OP16 motor nagyobb teljesítményt nyújt alacsonyabb költségek mellett és hosszabb élettartamot, mint bármely más turbina ebben az osztályban. A motor többféle folyékony és gáznemű tüzelőanyaggal működik. Az égésteret módosították, csökkentett szennyezőanyag-tartalommal a kipufogógázban. Az OPRA OP16 1,5-2,0 MW teljesítményű erőmű megbízható asszisztens lesz nehéz üzemi körülmények között.

Az OPRA gázturbinák tökéletes berendezései a hálózaton kívüli elektromos és kisléptékű kapcsolt energiatermelő rendszerek áramtermelésének. A turbina kialakítása több mint tíz éve fejlesztés alatt áll. Az eredmény egy egyszerű, megbízható és hatékony gázturbinás motor, beleértve az alacsony károsanyag-kibocsátású modellt is.

Az OP16-ban a kémiai energiát elektromos energiává alakító technológia megkülönböztető jellemzője a COFAR szabadalmaztatott tüzelőanyag-keverék-előkészítő és -ellátó vezérlőrendszer, amely olyan égési módokat biztosít, amelyek minimális nitrogén- és szén-oxid-képződéssel, valamint minimális el nem égett üzemanyag-maradványokkal. A radiális turbina szabadalmaztatott geometriája és a cserélhető patron általában konzolos kialakítása, beleértve a tengelyt, a csapágyakat, a centrifugális kompresszort és a turbinát is eredeti.

Az OPRA és a MES Engineering szakemberei kidolgozták egy egyedi, egységes hulladékfeldolgozási műszaki komplexum létrehozásának koncepcióját. Az Oroszországban évente előállított 55-60 millió tonna összhányados szennyvíz egyötöde - 11,7 millió tonna - a fővárosi régióra esik (3,8 millió tonna Moszkva, 7,9 millió tonna Moszkva). Ugyanakkor 6,6 millió tonna háztartási hulladékot szállítanak el Moszkvából a moszkvai körgyűrűn kívül. Így több mint 10 millió tonna szemét telepszik le a moszkvai régióban. 2013 óta a moszkvai régió 39 szemétlerakójából 22-t bezártak, helyettük 13 hulladékválogató komplexumot, amelyek 2018-2019-ben helyeznek üzembe, valamint négy hulladékégetőt kell felépíteni. Ugyanez a helyzet a legtöbb más régióban is. A nagyméretű hulladékfeldolgozó üzemek építése azonban nem mindig kifizetődő, ezért a hulladékfeldolgozás problémája nagyon aktuális.

Az egységes műszaki komplexum kidolgozott koncepciója a nagy megbízhatóságú és hatékonyságú, teljesen radiális OPRA üzemeket ötvözi a MES gázosítási/pirolízis rendszerrel, amely lehetővé teszi a különböző típusú hulladékok hatékony átalakítását (beleértve az MSW, olajiszap, szennyezett talaj, biológiai és egészségügyi hulladék, famegmunkálási hulladék, talpfa stb.) kiváló tüzelőanyaggá hő- és villamosenergia-termelésre. Hosszú távú együttműködés eredményeként egy 48 tonna/nap kapacitású, szabványosított hulladékfeldolgozó komplexum került kialakításra és megvalósítás alatt áll. (3. ábra).

Rizs. 3. 48 tonna/nap kapacitású szabványos hulladékfeldolgozó komplexum általános elrendezése.

A komplexum egy MES elgázosító egységet tartalmaz hulladéktárolóval, két OPRA gázturbinát összesen 3,7 MW és 9 MW hőteljesítménnyel, valamint különféle segéd- és védelmi rendszereket.

Egy ilyen komplexum megvalósítása 2 hektáros területen lehetővé teszi a különféle ipari és kommunális létesítmények autonóm energia- és hőellátásának lehetőségét, miközben megoldja a különböző típusú háztartási hulladékok újrahasznosításának kérdését.

A kifejlesztett komplex és a meglévő technológiák közötti különbségek a javasolt technológiák egyedi kombinációjából fakadnak. A kis mennyiségű (2 t/h) elfogyasztott hulladék, valamint a telephely kis szükséges területe lehetővé teszi a komplexum közvetlen kistelepülések, ipari vállalkozások stb. közelében történő elhelyezését, jelentősen megtakarítva a hulladék állandó elszállítását. ártalmatlanító helyek. A komplexum teljes autonómiája lehetővé teszi, hogy szinte bárhol telepítse. A kidolgozott standard projekt, a moduláris felépítések és a berendezések maximális gyári készenléti fokának alkalmazása lehetővé teszi az építési idő 1-1,5 évre való minimalizálását. Az új technológiák alkalmazása biztosítja a komplexum legmagasabb környezetbarát jellegét. A MES elgázosító egység egyidejűleg állítja elő az üzemanyag gáz- és folyékony frakcióit, és az OPRA GTU kettős tüzelőanyag-jellegéből adódóan ezeket egyidejűleg alkalmazzák, ami növeli az üzemanyag rugalmasságát és az energiaellátás megbízhatóságát. Az OPRA GTU alacsony üzemanyag-minőségi követelményei növelik a teljes rendszer megbízhatóságát. A MES egység legfeljebb 85%-os nedvességtartalmú hulladékok felhasználását teszi lehetővé, ezért nincs szükség hulladékszárításra, ami a teljes komplexum hatékonyságát növeli. Az OPRA GTU kipufogógázainak magas hőmérséklete megbízható hőellátást tesz lehetővé forró vízzel vagy gőzzel (akár 11 tonna gőz óránként 12 bar nyomáson). A projekt szabványos és méretezhető, amely lehetővé teszi bármilyen mennyiségű hulladék ártalmatlanítását.

A számítások azt mutatják, hogy a villamosenergia-termelés költsége 0,01-0,03 euró/1 kWh lesz, ami a projekt magas gazdasági hatékonyságát mutatja. Ezzel az OPRA cég ismét megerősítette, hogy a felhasznált üzemanyagok körének bővítésére és az üzemanyag-rugalmasság növelésére fókuszál, valamint fejlesztése során a „zöld” technológiák maximális kihasználására helyezi a hangsúlyt.

Tápegységek - az autonóm kis hőerőművek elektromos generátorainak hajtásai lehetnek dízel, gázdugattyús, mikroturbinás és gázturbinás motorok.

Számos vita és polemikus cikk született az egyes termelő erőművek és technológiák előnyeiről. A tollban folyó vitákban rendszerint egyik vagy másik gyakran szégyenben marad. Próbáljuk meg kitalálni, miért.

Az autonóm erőművek építéséhez szükséges erőművek kiválasztásának meghatározó szempontjai az üzemanyag-fogyasztás, az üzemeltetési költségek szintje, valamint az erőművi berendezések megtérülési ideje.

A könnyű kezelhetőség, a karbantartási és javítási szint, valamint a tápegységek javítási helye fontos szempont az erőforrások kiválasztásánál. Ezek a kérdések elsősorban azokhoz a költségekhez és problémákhoz kapcsolódnak, amelyek egy autonóm erőmű tulajdonosának a későbbiekben felmerülhetnek.

Ebben a cikkben a szerzőnek nem önző célja a dugattyús vagy turbinás technológiák előnyben részesítése. Az erőművek erőműtípusai megfelelőbbek, a legjobb, ha közvetlenül a projekthez választják ki, az ügyfél egyedi feltételei és műszaki specifikációi alapján.

Az autonóm gáztüzelésű CHP-erőmű építéséhez szükséges erőmű kiválasztásakor tanácsos konzultálni a már kulcsrakész erőműveket építő mérnöki cégek független szakembereivel. Egy mérnöki cégnek olyan projektekkel kell rendelkeznie, amelyek megtekinthetők és meglátogathatók egy körúttal. Figyelembe kell venni egy olyan tényezőt is, mint az oroszországi termelőberendezések piacának gyengesége és fejletlensége, ahol a valós értékesítési volumen a fejlett országokkal összehasonlítva kicsi, és sok kívánnivalót hagy maga után - ez mindenekelőtt az az ajánlatok mennyiségében és minőségében is tükröződik.

Gáz dugattyús üzemek és gázturbinás motorok – Üzemeltetési költségek

Igaz, hogy a dugattyús gépekkel felszerelt mini-CHP üzemeltetési költsége alacsonyabb, mint egy gázturbinás erőmű üzemeltetési költsége?

A gázdugattyús motor nagyjavításának költsége magának az erőműnek a kezdeti költségének 30–350% -a lehet, nem pedig a teljes erőműé - a nagyjavítás során a dugattyúcsoportot cserélik. A gázdugattyús egységek komplex diagnosztikai berendezések nélkül a helyszínen 7-8 évente egyszer javíthatók.

A gázturbinás üzem javítási költsége a kezdeti beruházás 30-50%-a. Mint láthatja, a költségek nagyjából azonosak. Hasonló teljesítményű és minőségű gázturbinás és dugattyús egységek valódi, becsületes árai is hasonlóak.

A gázturbinás erőmű nagyjavítását bonyolultsága miatt nem a helyszínen végzik el. A szállítónak el kell vinnie az elhasznált egységet és hoznia kell egy cseregázturbinás egységet. A régi készüléket csak a gyári állapotra lehet visszaállítani.

Mindig figyelembe kell venni a karbantartási ütemterv betartását, a terhelések jellegét és az erőmű működési módjait, függetlenül a telepített erőművek típusától.

A gyakran eltúlzott kérdés, hogy a turbina mennyire érzékeny az üzemi feltételekre, negyven évvel ezelőtti elavult információkhoz kapcsolódik. Majd a "földön", az erőművek hajtásában a repülőgépek "szárnyáról levett" repülőgép-turbinákat alkalmaztak. Az ilyen turbinák minimális változtatásokkal alkalmasak arra, hogy az erőművek fő tápegységeiként működjenek.

Ma a modern autonóm erőművek ipari, ipari kialakítású turbinákat használnak, amelyeket különféle terhelésekkel történő folyamatos működésre terveztek.

A gyártók által az ipari turbinákra hivatalosan bejelentett minimális elektromos terhelés alsó határa 3-5%, de ebben az üzemmódban az üzemanyag-fogyasztás 40%-kal nő. Egy gázturbinás erőmű maximális terhelése korlátozott időközönként elérheti a 110-120%-ot.

A modern gázdugattyús berendezések fenomenális hatásfokkal rendelkeznek, a magas szintű elektromos hatásfokon alapul. A gázdugattyús egységek alacsony terhelés melletti működésével kapcsolatos „problémák” már a tervezési szakaszban is pozitívan megoldódnak. A tervezésnek jó minőségűnek kell lennie.

A gyártó által javasolt üzemmódnak való megfelelés meghosszabbítja a motoralkatrészek élettartamát, így pénzt takarít meg az autonóm erőmű tulajdonosának. Néha a gázdugattyús gépek névleges üzemmódba hozása érdekében részleges terhelésnél egy vagy két elektromos kazán szerepel az állomás termikus rendszerének kialakításában, amelyek lehetővé teszik a kívánt 50% -os terhelés biztosítását.

A gázdugattyús egységeken és gázturbinákon alapuló erőműveknél fontos betartani az N + 1 szabályt - az üzemi egységek száma plusz még egy tartalék. Az „N + 1” a kezelőszemélyzet számára kényelmes, ésszerű telepítési szám. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy bármilyen típusú és típusú erőműnél rutin- és javítási munkákat kell végezni.

A hálózatra csatlakozott cég csak egy egységet szerelhet fel, és saját költséggel használhatja a saját villamos energiáját, valamint a karbantartás során a közüzemi villamos hálózatról táplálkozhat, mérőóra szerint fizetve. Ez olcsóbb, mint a „+1”, de sajnos nem mindig kivitelezhető. Ennek oka általában az elektromos hálózat általános hiánya, vagy magának a csatlakozásnak a műszaki feltételeinek hihetetlenül magas költsége.

A gázdugattyús egységek és gázturbinák gátlástalan kereskedői, mielőtt eladnák a berendezést a vevőnek, általában csak tájékoztatót - általános kereskedelmi szakirodalmat és nagyon ritkán - pontos tájékoztatást adnak a teljes működési költségekről és az előállított műszaki előírásokról.

Az erős gázdugattyús egységeknél az olajat nem kell cserélni. Állandó munkával egyszerűen előállítják, nincs ideje öregedni. Az ilyen berendezéseken folyamatosan töltik fel az olajat. Az ilyen üzemmódokat az erős gázdugattyús motorok speciális kialakítása biztosítja, és a gyártó ajánlja.

A motorolaj hulladéka óránként termelt kilowattonként 0,25-0,45 gramm. A veszteség mindig nagyobb, ha a terhelés csökken. A gázdugattyús motorkészlet általában tartalmaz egy speciális tartályt az olaj folyamatos feltöltéséhez, valamint egy mini laboratóriumot a minőség ellenőrzésére és a csere időtartamának meghatározására.

Ennek megfelelően a bennük lévő olajszűrőket vagy patronokat is ki kell cserélni.

Mivel a motorolaj még mindig kiég, a dugattyús egységek valamivel magasabb károsanyag-kibocsátással rendelkeznek a légkörbe, mint a gázturbinás egységek. De mivel a gáz teljesen elég, és az egyik legtisztább tüzelőanyag, ezért a súlyos légkörszennyezésről beszélni csak „hülye ellenőrző”. Jóval komolyabb környezeti károkat okoz pár régi magyar Ikarus busz. A környezetvédelmi követelmények teljesítéséhez dugattyús gépek alkalmazásakor magasabb kémények építése szükséges, figyelembe véve a környezetben már meglévő MPC szintet.

A gázdugattyús egységek fáradt olaját nem lehet egyszerűen a földre dobni - ártalmatlanítást igényel - ez "költség" az erőmű tulajdonosainak. De pénzt kereshet ezen - szakosodott szervezetek használt motorolajat vásárolnak.

Sokan használunk motorolajat dugattyús motorjainkban. Ha a motor üzemképes, megfelelően működik és normál üzemanyaggal tankolják, akkor a fogyasztásával kapcsolatos pénzügyi kataklizmák nem fordulnak elő.

Ugyanez igaz a dugattyús erőművekre is: - nem kell félni a motorolaj fogyasztástól, nem tesz tönkre, a modern, jó minőségű gázdugattyús szerelvények normál működése során ennek a cikknek a költsége mindössze 2- 3 (!) kopejka 1 kW megtermelt villamos energia után.

A modern gázturbinás berendezésekben az olajat csak a sebességváltóban használják. A térfogata jelentéktelennek tekinthető. A hajtóműolaj cseréjét a gázturbinákban átlagosan 3-5 évente egyszer végzik el, utántöltése nem szükséges.

A szolgáltatás teljes körű elvégzéséhez egy gerendás darut kell tartalmaznia az erős gázdugattyús szerelvény készletében. Egy gerendadaru segítségével eltávolítják a dugattyús motorok nehéz részeit. A gerendadaru alkalmazása magas belmagasságot igényel a dugattyús erőmű géptermeiben. Kis és közepes teljesítményű gázdugattyús szerelvények javításához az egyszerűbb emelőszerkezetek mellőzhetők.

A gázdugattyús erőművek szállításkor különféle javítószerszámokkal és eszközökkel szerelhetők fel. Jelenléte azt jelenti, hogy még az összes kritikus műveletet is képesített személyzet végezheti el a helyszínen. Gyakorlatilag a gázturbinák minden javítási munkája elvégezhető akár a gyártó üzemben, akár a gyári szakemberek közvetlen közreműködésével.

3-4 havonta egyszer cserélni kell a gyújtógyertyákat. A gyertyák cseréje mindössze 1-2 (!) kopejka 1 kW / h saját villamos energia árában.

A dugattyús egységek, a gázturbinás egységekkel ellentétben, folyadékhűtésesek, az autonóm erőmű személyzetének folyamatosan figyelnie kell a hűtőfolyadék szintjét, és időszakonként cserét kell végeznie, ha pedig vízről van szó, akkor azt el kell végezni. kémiai készítmény.

A dugattyús egységek működésének fenti jellemzői a gázturbinás üzemekben hiányoznak. A gázturbinás erőművek nem használnak olyan fogyóeszközöket és alkatrészeket, mint:

• motorolaj,
• gyújtógyertya,
• olajszűrők,
• hűtőfolyadék,
• nagyfeszültségű vezetékkészletek.

De a gázturbinákat nem lehet a helyszínen javítani, és a sokkal nagyobb gázfogyasztást nem lehet összehasonlítani a dugattyús egységek üzemeltetési és fogyóeszközök költségeivel.

Mit válasszunk? Gázdugattyús vagy gázturbinás berendezések?

Hogyan függ össze az erőművek erőgépeinek teljesítménye és a környezeti hőmérséklet?

A környezeti hőmérséklet jelentős növekedésével a gázturbina-berendezés teljesítménye csökken. De a hőmérséklet csökkenésével a gázturbina elektromos teljesítménye éppen ellenkezőleg növekszik. Az elektromos teljesítmény paramétereit a meglévő ISO szabványok szerint t +15 °C-on mérik.

Néha fontos szempont az a tény, hogy egy gázturbinás erőmű másfélszer több szabad hőenergia leadására képes, mint egy hasonló teljesítményű dugattyús egység. Ha például nagy teljesítményű (50 MW-tól) autonóm CHP-t használnak közművekben, ez döntő jelentőségű lehet az erőművek típusának megválasztásakor, különösen nagy és egyenletes hőenergia-fogyasztás esetén.

Ellenkezőleg, ahol nincs szükség nagy mennyiségű hőre, de hangsúlyt kell fektetni az elektromos energia előállítására, ott gazdaságosabb lesz a gázdugattyús egységek alkalmazása.

A gázturbinás erőművek kimeneténél tapasztalható magas hőmérséklet lehetővé teszi a gőzturbina erőmű részeként történő használatát. Erre a berendezésre akkor van szükség, ha a fogyasztónak azonos mennyiségű kiégett gázzal kell a maximális mennyiségű elektromos energiát megkapnia, és így magas – akár 59%-os – elektromos hatásfokot kell elérnie. Az ilyen konfigurációjú energiakomplexumok üzemeltetése nehezebb, és 30-40%-kal többe kerül a szokásosnál.

A szerkezetükben gőzturbinákkal rendelkező erőműveket általában meglehetősen nagy teljesítményre tervezték - 50 MW és annál nagyobb teljesítményre.

Beszéljünk a legfontosabbról: a gázdugattyús egységek a gázturbinás hajtóművekkel szemben - a hatékonyság

Az erőmű hatásfoka több mint releváns - mert befolyásolja az üzemanyag-fogyasztást. A gázüzemanyag átlagos fajlagos fogyasztása 1 megtermelt kW/h-ra vetítve jóval kisebb egy gázdugattyús üzemben és bármilyen terhelési módban (bár a 25%-nál kisebb hosszú távú terhelés a dugattyús motoroknál ellenjavallt).

A dugattyús gépek villamos hatásfoka 40-44%, a gázturbináé 23-33% (gőz-gáz körfolyamatban egy turbina akár 59%-os hatásfokot is képes leadni).

A gőz-gáz ciklust nagy erőművekben használják - 50-70 MW.

Ha mozdonyt, repülőgépet vagy tengeri hajót kell gyártani, akkor az egyik meghatározó mutató az erőmű hatékonysági tényezője (COP). A mozdony, repülőgép (vagy hajó) motorjának működése során keletkező hő nem kerül felhasználásra, és a légkörbe kerül.

De nem mozdonyt építünk, hanem erőművet, és az autonóm erőmű erőművi típusának kiválasztásakor némileg más a megközelítés - itt kell beszélni az éghető tüzelőanyag felhasználásának teljességéről - a üzemanyag felhasználási tényező (FU).

Égő, az üzemanyag végzi a fő munkát - forgatja az erőmű generátorát. A tüzelőanyag égési energiájának fennmaradó része hő, amelyet fel lehet és kell használni. Ebben az esetben az erőmű úgynevezett "teljes hatásfoka", pontosabban az üzemanyag-felhasználási tényező (FUE) körülbelül 80-90% lesz.

Ha a fogyasztó egy autonóm erőmű hőenergiájának teljes felhasználását várja el, ami általában nem valószínű, akkor az autonóm erőmű teljesítménytényezőjének (COP) nincs gyakorlati jelentősége.

Ha a terhelést 50%-ra csökkentik, a gázturbina elektromos hatásfoka csökken.

Ezenkívül a turbinák nagy gázbemeneti nyomást igényelnek, és ehhez szükségszerűen kompresszorokat (dugattyúkat) kell felszerelni, és növelik az üzemanyag-fogyasztást.
A gázturbinás erőművek és a gázdugattyús motorok mini-CHP részeként történő összehasonlítása azt mutatja, hogy a gázturbinák telepítése az egységes villamos- és hőigényű létesítményekben 30-40 MW feletti teljesítmény mellett célszerű.

A fentiekből az következik, hogy a különféle típusú erőművek elektromos hatásfoka közvetlenül vetíti ki az üzemanyag-fogyasztást.

A gázdugattyús egységek negyedével vagy akár harmadával kevesebb üzemanyagot fogyasztanak, mint a gázturbinás egységek – ez a fő költségtétel!

Ennek megfelelően magának a berendezésnek hasonló vagy azonos költsége mellett olcsóbb elektromos energiát nyernek a gázdugattyús üzemekből. Egy autonóm erőmű üzemeltetésében a gáz a fő kiadási tétel!

Gázdugattyús egységek vs. gázturbinás motorok – bemeneti gáznyomás

Gázturbinák használatakor mindig szükség van nagynyomású gázvezetékre?

Az erőművek minden típusú modern erőművénél a betáplált gáz nyomásának nincs gyakorlati jelentősége, mivel a gázturbinás egység mindig tartalmaz egy gázkompresszort, amely az energiakomplexum költségében szerepel.

A kompresszor biztosítja a gáznemű tüzelőanyag szükséges nyomásteljesítményét. A modern kompresszorok rendkívül megbízható és alacsony karbantartást igénylő egységek. A modern technológiák világában mind a gázdugattyús motorok, mind a gázturbinák esetében csak a megfelelő mennyiségű gázüzemanyag megléte fontos az autonóm erőmű normál működéséhez.

Ezt azonban nem szabad elfelejteni a nyomásfokozó kompresszor is jelentős energiát, fogyóeszközöket és karbantartást igényel. Paradox módon dugattyús kompresszorokat gyakran használnak erős turbinákhoz.

Gázdugattyús motorok és gázturbinás egységek – kettős üzemanyagú berendezések

Gyakran írják és mondják, hogy a kettős üzemanyagú berendezések csak dugattyúsak. Ez igaz?

Ez nem igaz. Minden jól ismert gázturbina-gyártó rendelkezik kettős tüzelőanyaggal működő egységekkel. A kettős tüzelőanyaggal működő rendszer fő jellemzője, hogy képes földgázzal és dízel üzemanyaggal is dolgozni. A kettős tüzelőanyaggal üzemelő üzemekben kétféle tüzelőanyag felhasználása miatt számos előnye figyelhető meg az együzemanyagú üzemekhez képest:

• földgáz hiányában az egység automatikusan dízel üzemanyagra vált;
• tranziensek alatt az egység automatikusan dízel üzemre kapcsol.

Az üzemmódba lépéskor a földgázzal és a dízelüzemanyaggal való működésre való átváltás fordított folyamata történik;
Ne feledkezzünk meg arról a tényről, hogy az első turbinákat eredetileg folyékony üzemanyaggal - kerozinnal való működésre tervezték.

A kettős tüzelőanyaggal működő berendezéseket még mindig korlátozottan használják, és a legtöbb autonóm CHP-erőműben nincs rájuk szükség – léteznek erre egyszerűbb műszaki megoldások.

Gázdugattyús egységek vs. gázturbinás egységek - indítások száma

Mennyi lehet a gázdugattyús egységek indításainak száma?

Indítások száma: egy gázdugattyús motor korlátlan számú alkalommal tud beindítani és leállítani, és ez nem befolyásolja a motor élettartamát. De a gázdugattyús egységek gyakori indítása-leállása a segédteljesítmény elvesztésével a leginkább terhelt egységek (turbófeltöltő csapágyak, szelepek stb.) kopásához vezethet.

A berendezés hideg állapotból történő gyorsindításakor a gázturbina melegcsatorna legkritikusabb alkatrészeiben és részein fellépő éles hőfeszültség-változások miatt célszerű gázturbinás berendezést használni az állandó, folyamatos működéshez.

Erőművek gázdugattyús motorjai a gázturbinás erőművek ellen - erőforrás a nagyjavítás előtt

Mi lehet a nagyjavítás előtti telepítés erőforrása?

A nagyjavítás előtti erőforrás 40 000–60 000 munkaóra egy gázturbinánál. A gázdugattyús motor megfelelő működésével és időben történő karbantartásával ez a szám 40 000–60 000 üzemórát is jelent. Vannak azonban más helyzetek is, amikor a nagyjavítás sokkal korábban történik.

Gázdugattyús egységek vs. gázturbinás motorok - tőkebefektetések és árak

Milyen tőkebefektetéseket (beruházásokat) igényel az erőmű építése? Mennyibe kerül egy autonóm energiakomplexum kulcsrakész megépítése?

A számítások azt mutatják, hogy a dugattyús gázmotoros hőerőmű építésébe fordított beruházások (dollár/kW) megközelítőleg megegyeznek a gázturbinás erőművekével. A 9 MW teljesítményű finn WARTSILA hőerőmű megközelítőleg 14 millió euróba kerül az ügyfélnek. Egy hasonló, első osztályú blokkokra épülő gázturbinás hőerőmű 15,3 millió dollárba kerül.

Gázdugattyús motorok gázturbinás üzemek ellen - ökológia

Hogyan teljesülnek a környezetvédelmi követelmények?

Meg kell jegyezni, hogy a gázdugattyús egységek az NO x kibocsátás tekintetében alacsonyabbak a gázturbinás egységeknél. Mivel a motorolaj kiég, a dugattyús egységek valamivel magasabb károsanyag-kibocsátással rendelkeznek a légkörbe, mint a gázturbinás egységek.

De ez nem kritikus: a SES bekéri az MPC szerinti háttérszintet a mini-CHP helyén, majd kiszámítja a diszperziót úgy, hogy a mini-CHP-ből származó káros anyagok „adalékanyaga” hozzáadódik a háttér nem vezet az MPC túllépéséhez. Több iteráció során kiválasztják a kémény minimális magasságát, amelynél teljesülnek a SanPiN követelményei. Az erőmű 16 MW-os kiegészítése a NO x kibocsátás tekintetében nem olyan jelentős: 30 m kéménymagasságnál - 0,2 MPC, 50 m - 0,1 MPC.

A legtöbb modern gázturbinás erőmű káros kibocsátásának szintje nem haladja meg a 20-30 ppm-et, és egyes projektekben ennek is lehet bizonyos értéke.

A dugattyús felszerelések működés közben rezgéssel és alacsony frekvenciájú zajjal járnak. A zaj szabványos értékekre hozása lehetséges, egyszerűen megfelelő műszaki megoldásokra van szükség. A projektdokumentáció „Környezetvédelem” rovatának kialakításakor a szórásszámításon túlmenően akusztikai számítást is végeznek, és ellenőrzik, hogy a kiválasztott tervezési megoldások és a felhasznált anyagok megfelelnek-e a SanPiN előírásainak zaj tekintetében.

Bármely berendezés zajt bocsát ki egy bizonyos frekvenciaspektrumon. A gázturbinás üzemek nem mentek át ezen a poháron.

Gázdugattyús egységek vs. gázturbinás motorok – következtetések

Lineáris terhelésekkel és az N + 1 szabály betartásával lehetséges a gázdugattyús motorok használata fő áramforrásként. Egy ilyen erőmű részeként tartalék egységekre és tartályokra van szükség a második típusú üzemanyag - dízel - tárolására.

A 40-50 MW-ig terjedő teljesítménytartományban a dugattyús motorok alkalmazása a mini-CHP-knél feltétlenül indokoltnak tekinthető.

Gázdugattyús egységek használata esetén a fogyasztó teljesen el tud menekülni a külső tápellátástól, de csak tudatos és kiegyensúlyozott megközelítéssel.

A dugattyús berendezések tartalék vagy vészhelyzeti áramforrásként is használhatók.

A dugattyús berendezések egy bizonyos alternatívája a gázmikroturbinák. Igaz, a mikroturbinák árai sokat „harapnak”, és körülbelül 2500-4000 dollárt tesznek ki 1 kW beépített teljesítményenként!

A gázturbinás erőművek és a gázdugattyús motorok összehasonlítása egy mini-CHP részeként azt mutatja, hogy a gázturbinák beépítése minden olyan létesítményben lehetséges, amelynek elektromos terhelése meghaladja a 14-15 MW-ot, de a nagy gázfogyasztás miatt a turbinák jóval nagyobb - 50-70 MW - teljesítményű erőművekhez ajánljuk.

Sok modern termelőerőműnél a 200 000 üzemóra nem kritikus érték, és az ütemezett karbantartási ütemtervtől és a kopásnak kitett turbinaalkatrészek szakaszos cseréjétől függően: csapágyak, injektorok, különféle segédberendezések (szivattyúk, ventilátorok), további üzemeltetés a gázturbinás üzem gazdaságilag megvalósítható marad. A kiváló minőségű gázdugattyús egységek ma már 200 000 üzemórát is sikeresen teljesítenek.

Ezt megerősíti a gázturbinás/gázdugattyús üzemek üzemeltetésének modern gyakorlata szerte a világon.

Az autonóm erőmű tápegységeinek kiválasztásánál szakértői tanácsra van szükség!

Az autonóm erőművek építésénél szakértői tanácsadás és felügyelet is szükséges. A probléma megoldásához tapasztalattal és befejezett projektekkel rendelkező mérnöki cégre van szükségünk.

A tervezés lehetővé teszi, hogy hozzáértően, elfogulatlanul és objektíven meghatározza a fő- és segédberendezések kiválasztását az optimális konfiguráció - a jövőbeli erőmű konfigurációjának - kiválasztásához.

A szakképzett tervezés lehetővé teszi, hogy jelentős pénzt takarítson meg az ügyfél számára, és ez a teljes költség 10-40%-a. Az energiaipar szakemberei által végzett tervezés elkerüli a költséges hibákat a tervezésben és a berendezés-beszállítók kiválasztásában.

A gázturbina olyan motor, amelyben a folyamatos működés során a berendezés fő szerve (a forgórész) (egyéb esetekben gőz vagy víz) mechanikai munkává alakul. Ebben az esetben a munkaanyag sugara a forgórész kerülete körül rögzített lapátokra hat, és mozgásba hozza azokat. A gázáramlás irányában a turbinákat axiálisra (a gáz a turbina tengelyével párhuzamosan mozog) vagy radiálisra (ugyanazon tengelyre merőleges mozgás) osztják. Léteznek egy- és többlépcsős mechanizmusok.

A gázturbina kétféleképpen hathat a lapátokra. Először is, ez egy aktív folyamat, amikor a gázt nagy sebességgel szállítják a munkaterületre. Ilyenkor a gázáram egyenes vonalban igyekszik mozogni, és az útjában álló ívelt pengerész eltéríti, megfordítja magát. Másodszor, ez egy reaktív típusú eljárás, amikor a gázellátás alacsony, de nagy nyomást alkalmaznak. Típus tiszta formában szinte soha nem található, mert turbináiban jelen van, ami a reakcióerővel együtt hat a lapátokra.

Hol használják ma a gázturbinát? A készülék működési elve lehetővé teszi elektromos áramgenerátorok, kompresszorok stb. meghajtóinak használatát. Az ilyen típusú turbinákat széles körben használják a közlekedésben (hajó gázturbina berendezések). A gőzanalógokhoz képest viszonylag kis súlyuk és méretük van, nem igényelnek kazánház, kondenzációs egység elrendezését.

A gázturbina indítás után elég gyorsan üzemkész, kb 10 perc alatt fejleszti ki a teljes teljesítményt, könnyen karbantartható, hűtéshez kis mennyiségű vizet igényel. A belső égésű motorokkal ellentétben nincs tehetetlenségi hatása a forgattyús mechanizmusból. másfélszer rövidebb a dízelmotoroknál és több mint kétszer könnyebb. Az eszközök képesek alacsony minőségű üzemanyaggal működni. A fenti tulajdonságok lehetővé teszik, hogy az ilyen típusú hajtóművek különösen fontosak a hajókon és a szárnyashajókon.

A gázturbinának, mint a motor fő alkatrészének számos jelentős hátránya van. Ezek közül kiemelik a magas zajszintet, kisebb, mint a dízelmotoroknál, a hatékonyságot, a rövid élettartamot magas hőmérsékleten (ha a használt gázközeg hőmérséklete körülbelül 1100 ° C, akkor a turbina átlagosan 750 óráig használható).

A gázturbina hatásfoka attól függ, hogy milyen rendszerben használják. Például az energiaiparban használt eszközök, amelyek kezdeti gázhőmérséklete meghaladja az 1300 Celsius fokot, a kompresszor levegőjéből legfeljebb 23 és nem kevesebb, mint 17, autonóm műveletek során körülbelül 38,5% az együttható. Az ilyen turbinák nem túl elterjedtek, és főként elektromos rendszerek terhelési csúcsainak fedezésére szolgálnak. Napjainkban körülbelül 15 gázturbina, legfeljebb 30 MW kapacitással működik számos oroszországi hőerőműben. A többlépcsős üzemeknél a szerkezeti elemek nagy hatékonysága miatt jóval magasabb hatékonysági indexet (kb. 0,93) érnek el.