CHP های کوچک توربین های گازی یا موتورهای گازی

توربین حرارتی با عملکرد ثابت، که در آن انرژی حرارتی گاز فشرده و گرم شده (معمولاً محصولات احتراق سوخت) به کار چرخشی مکانیکی روی یک شفت تبدیل می شود. عنصر ساختاری یک موتور توربین گازی است.

گرمایش گاز فشرده، به عنوان یک قاعده، در محفظه احتراق رخ می دهد. همچنین می توان گرمایش را در یک راکتور هسته ای و غیره انجام داد. توربین های گاز برای اولین بار در پایان قرن نوزدهم ظاهر شدند. به عنوان یک موتور توربین گازی و از نظر طراحی به یک توربین بخار نزدیک شدند. از نظر ساختاری، یک توربین گاز مجموعه ای از رینگ های پره ثابت مرتب شده دستگاه نازل و رینگ های چرخان پروانه است که در نتیجه یک قسمت جریان را تشکیل می دهند. مرحله توربین یک دستگاه نازل است که با یک پروانه ترکیب شده است. این مرحله شامل یک استاتور است که شامل قطعات ثابت (محله، تیغه های نازل، حلقه های کفن) و یک روتور است که مجموعه ای از قطعات دوار (مانند تیغه های روتور، دیسک ها، شفت) است.

طبقه بندی یک توربین گاز با توجه به بسیاری از ویژگی های طراحی انجام می شود: در جهت جریان گاز، تعداد مراحل، روش استفاده از اختلاف حرارت و روش تامین گاز به پروانه. در جهت جریان گاز، توربین های گاز را می توان محوری (متداول ترین) و شعاعی و همچنین مورب و مماسی تشخیص داد. در توربین های گاز محوری، جریان در بخش نصف النهار عمدتاً در امتداد کل محور توربین منتقل می شود. در توربین های شعاعی، برعکس، عمود بر محور است. توربین های شعاعی به دو دسته گریز از مرکز و گریز از مرکز تقسیم می شوند. در یک توربین مورب، گاز در زاویه ای نسبت به محور چرخش توربین جریان دارد. پروانه یک توربین مماس بدون پره است، چنین توربین هایی با نرخ جریان گاز بسیار پایین معمولاً در ابزار اندازه گیری استفاده می شوند. توربین های گازی یک، دو مرحله ای و چند مرحله ای هستند.

تعداد مراحل توسط عوامل زیادی تعیین می شود: هدف توربین، طرح طراحی آن، توان کل و توسعه یافته توسط یک مرحله، و همچنین افت فشار فعال. با توجه به روش استفاده از اختلاف حرارت موجود، توربین‌های دارای مراحل سرعت که در آن فقط جریان در پروانه بدون تغییر فشار می‌چرخد (توربین‌های فعال) و توربین‌های با مراحل فشار که در آن‌ها فشار هر دو کاهش می‌یابد، متمایز می‌شوند. دستگاه نازل و روی پره های روتور (توربین های جت). در توربین های گاز جزئی، گاز در امتداد قسمتی از محیط دستگاه نازل یا در امتداد محیط کامل آن به پروانه عرضه می شود.

در یک توربین چند مرحله ای، فرآیند تبدیل انرژی شامل تعدادی فرآیند متوالی در مراحل جداگانه است. گاز فشرده و گرم شده با سرعت اولیه به کانال های بین تیغه ای دستگاه نازل می رسد، جایی که در فرآیند انبساط، بخشی از افت حرارت موجود به انرژی جنبشی جت خروجی تبدیل می شود. انبساط بیشتر گاز و تبدیل افت گرما به کار مفید در کانال های بین تیغه ای پروانه رخ می دهد. جریان گاز که بر روی پره های روتور اثر می کند، گشتاوری را روی شفت اصلی توربین ایجاد می کند. در این حالت سرعت مطلق گاز کاهش می یابد. هرچه این سرعت کمتر باشد، بخش بیشتری از انرژی گاز به کار مکانیکی روی شفت توربین تبدیل می شود.

راندمان کارایی توربین های گازی را مشخص می کند که نسبت کار حذف شده از شفت به انرژی گاز موجود در جلوی توربین است. راندمان موثر توربین های چند مرحله ای مدرن بسیار بالا است و به 92-94٪ می رسد.

اصل کار یک توربین گاز به شرح زیر است: گاز توسط یک کمپرسور به محفظه احتراق تزریق می شود، با هوا مخلوط می شود، مخلوط سوخت را تشکیل می دهد و مشتعل می شود. محصولات احتراق حاصل با دمای بالا (900-1200 درجه سانتیگراد) از چندین ردیف پره های نصب شده بر روی محور توربین عبور کرده و باعث چرخش توربین می شود. انرژی مکانیکی حاصل از شفت از طریق جعبه دنده به ژنراتوری که برق تولید می کند منتقل می شود.

انرژی حرارتیگازهایی که از توربین خارج می شوند وارد مبدل حرارتی می شوند. همچنین به جای تولید الکتریسیته می توان از انرژی مکانیکی توربین برای راه اندازی انواع پمپ ها، کمپرسورها و ... استفاده کرد. متداول ترین سوخت مورد استفاده برای توربین های گاز گاز طبیعی است، البته این امر نمی تواند امکان استفاده از انواع دیگر سوخت های گازی را منتفی کند. . اما در عین حال، توربین های گاز بسیار دمدمی مزاج هستند و تقاضاهای زیادی برای کیفیت آماده سازی آن دارند (محصولات مکانیکی خاصی، رطوبت لازم است).

دمای گازهای خروجی از توربین 450-550 درجه سانتی گراد است. نسبت کمی انرژی حرارتی به انرژی الکتریکی در توربین های گازی از 1.5: 1 تا 2.5: 1 متغیر است، که امکان ساخت سیستم های تولید همزمان را فراهم می کند که در نوع خنک کننده متفاوت هستند:

1) استفاده مستقیم (مستقیم) از گازهای داغ خروجی؛
2) تولید بخار فشار کم یا متوسط ​​(8-18 کیلوگرم بر سانتی متر مربع) در دیگ بخار خارجی.
3) تولید آب گرم (بهتر است زمانی که دمای مورد نیاز بیش از 140 درجه سانتیگراد باشد).
4) تولید بخار فشار بالا.

کمک بزرگی به توسعه توربین های گاز توسط دانشمندان شوروی B. S. Stechkin، G. S. Zhiritsky، N. R. Briling، V. V. Uvarov، K. V. Kholshchevikov، I. I. Kirillov و دیگران انجام شد. ایجاد توربین های گازی برای توربین های گاز ثابت و متحرک توسط نیروگاه های توربین گازی ثابت و متحرک به دست آمد. شرکت های خارجی (براون-بووری سوئیس که دانشمند معروف اسلواکی A. Stodola در آن کار می کرد و سولزر، جنرال الکتریک آمریکایی و غیره).

در آینده، توسعه توربین های گازی به امکان افزایش دمای گاز در جلوی توربین بستگی دارد. این به دلیل ایجاد مواد جدید مقاوم در برابر حرارت و سیستم های خنک کننده قابل اعتماد برای پره های روتور با بهبود قابل توجه در مسیر جریان و غیره است.

به لطف انتقال گسترده در دهه 1990. گاز طبیعی به عنوان سوخت اصلی برای تولید برق، توربین های گازی بخش قابل توجهی از بازار را به خود اختصاص داده اند. علیرغم این واقعیت که حداکثر بازده تجهیزات در ظرفیت های 5 مگاوات و بالاتر (تا 300 مگاوات) به دست می آید، برخی از تولید کنندگان مدل هایی در محدوده 1-5 مگاوات تولید می کنند.

از توربین های گازی در هوانوردی و نیروگاه ها استفاده می شود.

• قبلی: آنالایزر گاز
• ذیل: موتور گازی

رده: صنعت در Gﻻ

توسعه انواع جدید توربین های گازی، افزایش تقاضا برای گاز در مقایسه با سایر انواع سوخت، برنامه ریزی های گسترده مصرف کنندگان صنعتی برای ایجاد ظرفیت های خود باعث علاقه روزافزون به ساخت توربین های گازی شده است.

آربازار نسل های کوچک چشم انداز توسعه خوبی دارد. کارشناسان افزایش تقاضا برای انرژی توزیع شده را از 8 درصد (در حال حاضر) به 20 درصد (تا سال 2020) پیش بینی می کنند. این روند با تعرفه نسبتاً پایین برای برق (2-3 برابر کمتر از تعرفه برق از شبکه متمرکز) توضیح داده می شود. علاوه بر این، به گفته ماکسیم زاگورنوف، عضو شورای عمومی Delovaya Rossiya، رئیس انجمن تولید برق در مقیاس کوچک اورال، مدیر گروه شرکت‌های MKS، تولید کوچک قابل اعتمادتر از شبکه است: در صورت وقوع حادثه در شبکه خارجی، تامین برق متوقف نمی شود. مزیت اضافی انرژی غیرمتمرکز سرعت راه اندازی است: 8-10 ماه، در مقابل 2-3 سال برای ایجاد و اتصال خطوط شبکه.

دنیس چریپانوف، رئیس کمیته انرژی دلوایا روسیه، ادعا می کند که آینده متعلق به نسل خودش است. به گفته سرگئی یسیاکوف، معاون اول کمیته انرژی دومای دولتی، در مورد انرژی توزیع شده در زنجیره انرژی مصرف کننده، این مصرف کننده است و نه بخش انرژی که حلقه تعیین کننده است. مصرف کننده با تولید برق خود، ظرفیت ها، تنظیمات و حتی نوع سوخت لازم را اعلام می کند و در عین حال در قیمت هر کیلووات انرژی دریافتی صرفه جویی می کند. از جمله، کارشناسان معتقدند که اگر نیروگاه در حالت تولید همزمان کار کند، می توان صرفه جویی بیشتری به دست آورد: انرژی حرارتی استفاده شده برای گرمایش استفاده می شود. سپس دوره بازگشت سرمایه نیروگاه مولد به میزان قابل توجهی کاهش می یابد.

فعال ترین منطقه در حال توسعه انرژی توزیع شده، ساخت نیروگاه های توربین گازی با ظرفیت کم است. نیروگاه های توربین گاز برای کار در هر شرایط اقلیمی به عنوان منبع اصلی یا پشتیبان برق و گرما برای تاسیسات صنعتی و خانگی طراحی می شوند. استفاده از چنین نیروگاه هایی در مناطق دورافتاده به شما امکان می دهد تا با حذف هزینه های ساخت و راه اندازی خطوط برق طولانی مدت صرفه جویی قابل توجهی داشته باشید و در مناطق مرکزی - افزایش قابلیت اطمینان تامین برق و گرما برای شرکت ها و سازمان ها و سرزمین ها. در کل. برخی از توربین های گاز و واحدهای توربین گاز را در نظر بگیرید که توسط سازندگان معروف برای ساخت نیروگاه های توربین گازی در بازار روسیه ارائه می شوند.

شرکت جنرال الکتریک

راه حل های توربین بادی جنرال الکتریک بسیار قابل اعتماد و مناسب برای کاربرد در طیف وسیعی از صنایع، از نفت و گاز گرفته تا تاسیسات هستند. به طور خاص، واحدهای توربین گاز جنرال الکتریک از خانواده LM2500 با ظرفیت 21 تا 33 مگاوات و راندمان تا 39 درصد به طور فعال در تولیدات کوچک استفاده می شود. LM2500 به عنوان یک درایو مکانیکی و یک درایو ژنراتور برق استفاده می شود، آنها در نیروگاه ها در سیکل ساده، ترکیبی، حالت تولید همزمان، سکوهای دریایی و خطوط لوله کار می کنند.

در 40 سال گذشته، توربین های جنرال الکتریک این سری پرفروش ترین توربین های کلاس خود بوده اند. در مجموع بیش از 2000 توربین از این مدل در جهان با مجموع زمان کارکرد بیش از 75 میلیون ساعت نصب شده است.

ویژگی های کلیدی توربین های LM2500: طراحی سبک و جمع و جور برای نصب سریع و نگهداری آسان. رسیدن به قدرت کامل از لحظه پرتاب در 10 دقیقه؛ راندمان بالا (در یک چرخه ساده)، قابلیت اطمینان و در دسترس بودن در کلاس خود؛ امکان استفاده از محفظه های احتراق دوگانه برای تقطیر و گاز طبیعی؛ امکان استفاده از نفت سفید، پروپان، گاز کوره کک، اتانول و LNG به عنوان سوخت. انتشار کم NOx با استفاده از محفظه های احتراق DLE یا SAC. ضریب قابلیت اطمینان - بیش از 99٪؛ ضریب آمادگی - بیش از 98٪؛ انتشار NOx - 15 ppm (اصلاح DLE).

برای ارائه پشتیبانی قابل اعتماد به مشتریان در طول چرخه عمر تجهیزات تولید، جنرال الکتریک مرکز تخصصی فناوری انرژی را در کالوگا افتتاح کرد. این شرکت راه حل های پیشرفته ای را برای نگهداری، بازرسی و تعمیر توربین های گازی به مشتریان ارائه می دهد. این شرکت سیستم مدیریت کیفیت را مطابق با استاندارد ISO 9001 پیاده سازی کرده است.

صنایع سنگین کاوازاکی

شرکت ژاپنی Kawasaki Heavy Industries, Ltd. (KHI) یک شرکت مهندسی متنوع است. جایگاه مهمی در برنامه تولید آن توسط توربین های گازی اشغال شده است.

در سال 1943، کاوازاکی اولین موتور توربین گاز ژاپن را ایجاد کرد و در حال حاضر یکی از رهبران شناخته شده جهان در تولید توربین های گازی با قدرت متوسط ​​و کوچک است، و دارای مرجع انباشته برای بیش از 11000 نصب است.

این شرکت با اولویت سازگاری با محیط زیست و بهره وری، موفقیت زیادی در توسعه فناوری های توربین گاز به دست آورده است و به طور فعال پیشرفت های امیدوارکننده ای را دنبال می کند، از جمله در زمینه منابع جدید انرژی به عنوان جایگزینی برای سوخت های فسیلی.

کاوازاکی با داشتن تجربه خوب در فناوری های برودتی، فناوری های تولید، ذخیره و حمل و نقل گازهای مایع، کار تحقیق و توسعه فعالی را در زمینه هیدروژن به عنوان سوخت انجام می دهد.

به طور خاص، این شرکت در حال حاضر نمونه های اولیه توربین هایی دارد که از هیدروژن به عنوان افزودنی برای سوخت متان استفاده می کنند. در آینده، توربین‌هایی پیش‌بینی می‌شود که برای آن‌ها، هیدروژن با انرژی بسیار کارآمدتر و کاملاً سازگار با محیط زیست، جایگزین هیدروکربن‌ها شود.

سری GTU کاوازاکی GPBبرای عملیات بار پایه، شامل طرح‌های تعامل شبکه موازی و ایزوله، طراحی شده‌اند، در حالی که محدوده توان بر اساس ماشین‌هایی از 1.7 تا 30 مگاوات است.

در محدوده مدل توربین هایی وجود دارد که از تزریق بخار برای سرکوب انتشارات مضر استفاده می کنند و از فناوری DLE اصلاح شده توسط مهندسان شرکت استفاده می کنند.

بازده الکتریکی بسته به چرخه تولید و توان به ترتیب از 26.9% برای GPB17 و GPB17D (توربین M1A-17 و M1A-17D) تا 40.1% برای GPB300D (توربین L30A). قدرت الکتریکی - از 1700 تا 30 120 کیلو وات؛ قدرت حرارتی - از 13400 تا 8970 کیلوژول / کیلووات ساعت؛ دمای گاز اگزوز - از 521 تا 470 درجه سانتیگراد. مصرف گاز اگزوز - از 29.1 تا 319.4 هزار متر مکعب در ساعت. NOx (در 15٪ O2) - 9/15 ppm برای توربین های گاز M1A-17D، M7A-03D، 25 ppm برای توربین M7A-02D و 15 ppm برای توربین های L20A و L30A.

از نظر کارایی، توربین های گازی کاوازاکی، هر کدام در کلاس خود، یا رهبر جهان هستند یا یکی از پیشروها. راندمان حرارتی کلی واحدهای نیرو در پیکربندی های تولید همزمان به 86-87 درصد می رسد. این شرکت تعدادی GTU را در نسخه های دوگانه سوز (گاز طبیعی و سوخت مایع) با سوئیچینگ خودکار تولید می کند. در حال حاضر، سه مدل توربین گاز در بین مصرف کنندگان روسی بیشترین تقاضا را دارند - GPB17D، GPB80D و GPB180D.

توربین‌های گاز کاوازاکی با قابلیت اطمینان بالا و عمر طولانی متمایز می‌شوند. طراحی جمع و جور، که به ویژه هنگام جایگزینی تجهیزات تاسیسات تولید فعلی جذاب است. سهولت تعمیر و نگهداری به دلیل طراحی تقسیم شده بدنه، مشعل های قابل جابجایی، سوراخ های بازرسی بهینه و غیره، که بازرسی و نگهداری را از جمله توسط پرسنل کاربر ساده می کند.

سازگاری با محیط زیست و اقتصاد. محفظه های احتراق توربین های کاوازاکی با استفاده از پیشرفته ترین تکنیک ها برای بهینه سازی فرآیند احتراق و دستیابی به بهترین بازده توربین و همچنین کاهش NOx و سایر مواد مضر در اگزوز طراحی شده اند. عملکرد زیست محیطی نیز از طریق استفاده از فناوری پیشرفته سرکوب انتشار خشک (DLE) بهبود می یابد.

توانایی استفاده از طیف گسترده ای از سوخت. می توان از گاز طبیعی، نفت سفید، سوخت دیزل، روغن های سوخت سبک نوع A و همچنین گاز نفتی مرتبط استفاده کرد.

خدمات پس از فروش قابل اعتماد. سطح بالایی از خدمات، از جمله سیستم نظارت آنلاین رایگان (TechnoNet) با گزارش‌ها و پیش‌بینی‌ها، پشتیبانی فنی توسط پرسنل بسیار ماهر، و همچنین تعویض موتور توربین گاز در هنگام تعمیرات اساسی (زمان خرابی GTU به 2- کاهش می‌یابد). 3 هفته) و غیره .d.

در سپتامبر 2011، کاوازاکی یک سیستم محفظه احتراق پیشرفته را معرفی کرد که انتشار NOx را به کمتر از 10 ppm برای موتور توربین گاز M7A-03 کاهش می‌دهد، حتی کمتر از آنچه مقررات فعلی نیاز دارد. یکی از رویکردهای طراحی این شرکت، ایجاد تجهیزات جدید است که نه تنها الزامات عملکرد محیطی مدرن، بلکه آتی، دقیق تر و دقیق تر را نیز برآورده می کند.

توربین گاز بسیار کارآمد 5 مگاواتی GPB50D با توربین کاوازاکی M5A-01D از آخرین فناوری های اثبات شده استفاده می کند. راندمان بالای این نیروگاه آن را برای برق و تولید همزمان بهینه می کند. همچنین، طراحی جمع و جور GPB50D به ویژه هنگام ارتقاء کارخانه های موجود مفید است. راندمان الکتریکی نامی 31.9% بهترین در جهان در بین نیروگاه های 5 مگاواتی است.

توربین M1A-17D، با استفاده از یک طراحی محفظه احتراق اصلی با سرکوب انتشار خشک (DLE)، عملکرد محیطی عالی (NOx) دارد.< 15 ppm) и эффективности.

وزن بسیار کم توربین (1470 کیلوگرم) که کمترین وزن در کلاس است، به دلیل استفاده گسترده از مواد کامپوزیت و سرامیک است که به عنوان مثال، پره های پروانه از آنها ساخته شده است. سرامیک ها نسبت به فلزات در برابر عملیات در دمای بالا مقاوم تر هستند و کمتر در معرض آلودگی هستند. توربین گاز دارای راندمان الکتریکی نزدیک به 27 درصد است.

در روسیه، تاکنون، صنایع سنگین کاوازاکی، با مسئولیت محدود. تعدادی از پروژه های موفق را با همکاری شرکت های روسی اجرا کرد:

Mini-TPP "Central" در ولادی وستوک

به سفارش شرکت مدیریت انرژی خاور دور JSC (JSC DVEUK)، 5 دستگاه GTU GPB70D (M7A-02D) به TPP Tsentralnaya تحویل داده شد. این ایستگاه برق و گرما را برای مصرف کنندگان در بخش مرکزی توسعه جزیره راسکی و محوطه دانشگاه فدرال خاور دور فراهم می کند. TPP Tsentralnaya اولین تاسیسات برق در روسیه با توربین های کاوازاکی است.

Mini-CHP "Oceanarium" در ولادی وستوک

این پروژه همچنین توسط JSC "DVEUK" برای تامین برق مجتمع علمی و آموزشی "Primorsky Oceanarium" واقع در جزیره انجام شد. دو توربین گازی GPB70D تحویل داده شد.

GTU ساخته شده توسط کاوازاکی در گازپروم PJSC

شریک روسی کاوازاکی، MPP Energotechnika LLC، بر اساس توربین گازی M1A-17D، نیروگاه کانتینری Korvette 1.7K را برای نصب در مناطق باز با محدوده دمای محیطی -60 تا + 40 درجه سانتیگراد تولید می کند.

در چارچوب قرارداد همکاری، پنج EGTEPS KORVET-1.7K در تاسیسات تولید MPP Energotechnika توسعه و مونتاژ شد. حوزه های مسئولیت شرکت ها در این پروژه به شرح زیر توزیع شد: کاوازاکی موتور توربین گازی M1A-17D و سیستم های کنترل توربین را تامین می کند، زیمنس AG تامین کننده ژنراتور فشار قوی است. MPP Energotekhnika LLC تولید کننده کانتینر بلوک، دستگاه اگزوز و ورودی هوا، سیستم کنترل واحد قدرت (شامل سیستم تحریک SHUVGM)، تجهیزات الکتریکی - اصلی و کمکی، تکمیل کلیه سیستم ها، مونتاژ و تامین یک نیروگاه کامل، و همچنین فروش می باشد. APCS.

EGTES Korvet-1.7K تست های بین بخشی را گذرانده است و برای استفاده در تاسیسات گازپروم PJSC توصیه می شود. واحد نیروگاه توربین گاز توسط LLC MPP Energotechnika طبق شرایط مرجع PJSC Gazprom در چارچوب برنامه همکاری علمی و فنی PJSC Gazprom و آژانس منابع طبیعی و انرژی ژاپن توسعه یافته است.

توربین برای CCGT 10 مگاوات در NRU MPEI

صنایع سنگین کاوازاکی، کارخانه کامل توربین گازی GPB80D با توان اسمی 7.8 مگاوات را برای دانشگاه ملی تحقیقاتی "MPEI" واقع در مسکو تولید و تحویل داده است. CHP MPEI یک آموزش عملی است و با تولید برق و گرما در مقیاس صنعتی، خود موسسه مهندسی برق مسکو را در اختیار آنها قرار می دهد و آنها را به شبکه های برق مسکو عرضه می کند.

گسترش جغرافیای پروژه ها

کاوازاکی با جلب توجه به مزیت های توسعه انرژی محلی در راستای تولید پراکنده، پیشنهاد آغاز اجرای پروژه هایی با استفاده از توربین های گازی با حداقل ظرفیت را داد.

سیستم های قدرت میتسوبیشی هیتاچی

محدوده مدل توربین های H-25 در محدوده توان 28-41 مگاوات ارائه شده است. بسته کامل تولید توربین، شامل تحقیق و توسعه و مرکز نظارت از راه دور، در کارخانه هیتاچی ژاپن توسط MHPS (Mitsubishi Hitachi Power Systems Ltd.) انجام می شود. شکل گیری آن در فوریه 2014 به دلیل ادغام بخش های تولید کننده رهبران شناخته شده در مهندسی مکانیک میتسوبیشی صنایع سنگین با مسئولیت محدود می باشد. و هیتاچی با مسئولیت محدود

مدل های H-25 به طور گسترده در سراسر جهان برای عملیات چرخه ساده به دلیل راندمان بالا (34-37٪) و سیکل ترکیبی در پیکربندی 1x1 و 2x1 با راندمان 51-53٪ استفاده می شود. GTU با داشتن نشانگرهای دمای بالای گازهای خروجی، با موفقیت خود را ثابت کرده است که در حالت تولید همزمان با راندمان کل کارخانه بیش از 80٪ کار می کند.

سال ها تخصص در تولید توربین های گازی برای طیف گسترده ای از ظرفیت ها و طراحی سنجیده توربین صنعتی تک شفت، N-25 را با قابلیت اطمینان بالا با ضریب در دسترس بودن تجهیزات بیش از 99٪ متمایز می کند. کل زمان کارکرد مدل در نیمه دوم سال 2016 از 6.3 میلیون ساعت فراتر رفت. توربین گاز مدرن با یک شکاف محوری افقی ساخته شده است که سهولت تعمیر و نگهداری آن را تضمین می کند و همچنین امکان جایگزینی بخش هایی از مسیر گرم را تضمین می کند. محل عملیات

محفظه احتراق لوله ای حلقوی خلاف جریان، احتراق پایداری را بر روی انواع مختلف سوخت، مانند گاز طبیعی، سوخت دیزل، گاز مایع، گازهای دودکش، گاز کوره کک، و غیره پیش اختلاط مخلوط گاز و هوا (DLN) فراهم می کند. موتور توربین گاز H-25 یک کمپرسور محوری 17 مرحله ای است که به یک توربین فعال سه مرحله ای کوپل شده است.

نمونه ای از عملکرد قابل اعتماد N-25 GTU در تأسیسات تولید کوچک در روسیه، عملیات به عنوان بخشی از یک واحد تولید همزمان برای نیازهای خود کارخانه Ammoniy JSC در مندلیفسک، جمهوری تاتارستان است. واحد تولید همزمان 24 مگاوات برق و 50 تن در ساعت بخار (390 درجه سانتی‌گراد / 43 کیلوگرم بر سانتی‌متر مکعب) در اختیار محل تولید قرار می‌دهد. در نوامبر 2017، اولین بازرسی از سیستم احتراق توربین با موفقیت در محل انجام شد که کارکرد قابل اعتماد قطعات و مجموعه های ماشین را در دماهای بالا تایید کرد.

در بخش نفت و گاز، N-25 GTU برای بهره برداری از سایت تاسیسات پردازش خشکی ساخالین II (OPF) شرکت سرمایه گذاری انرژی ساخالین، با مسئولیت محدود استفاده شد. OPF در 600 کیلومتری شمال Yuzhno-Sakhalinsk در منطقه خشکی خط لوله گاز دریایی قرار دارد و یکی از مهمترین تاسیسات این شرکت است که مسئول تهیه گاز و میعانات گازی برای انتقال بعدی خط لوله به پایانه صادرات نفت و کارخانه LNG است. این مجموعه فناوری شامل چهار توربین گازی N-25 است که از سال 2008 در حال بهره برداری تجاری بوده است. توربین برای گرم کردن نفت خام برای نیازهای پالایش نفت استفاده می شود.

مجموعه ژنراتورهای توربین گازی صنعتی زیمنس (که از این پس GTU نامیده می شود) به مقابله با مشکلات بازار در حال توسعه پویا تولید پراکنده کمک می کند. توربین های گازی با توان نامی واحد از 4 تا 66 مگاوات به طور کامل نیازهای بالا در زمینه تولید انرژی ترکیبی صنعتی را از نظر راندمان نیروگاه (تا 90٪)، قابلیت اطمینان عملیاتی، انعطاف پذیری خدمات و ایمنی محیطی، تضمین عمر کم برآورده می کنند. هزینه های چرخه و بازگشت سرمایه بالا زیمنس بیش از 100 سال تجربه در ساخت توربین های گاز صنعتی و نیروگاه های حرارتی مبتنی بر آنها دارد.

GTU های زیمنس از 4 تا 66 مگاوات توسط شرکت های برق کوچک، تولیدکنندگان مستقل برق (به عنوان مثال کارخانه های صنعتی) و صنعت نفت و گاز استفاده می شوند. استفاده از فناوری‌های تولید پراکنده برق با تولید ترکیبی انرژی حرارتی این امکان را فراهم می‌آورد که از سرمایه‌گذاری در چندین کیلومتر خطوط برق امتناع ورزید و فاصله بین منبع انرژی و تأسیسات مصرف‌کننده آن را به حداقل رساند و با پوشش دادن به صرفه‌جویی جدی در هزینه دست یافت. گرمایش شرکت‌های صنعتی و تأسیسات زیربنایی از طریق بازیافت گرما. یک Mini-TPP استاندارد مبتنی بر GTU زیمنس را می توان در هر جایی که دسترسی به منبع سوخت یا تامین سریع آن وجود دارد، ساخت.

SGT-300 یک توربین گاز صنعتی با توان الکتریکی نامی 7.9 مگاوات است (جدول 1 را ببینید)، که ترکیبی از طراحی ساده و قابل اعتماد با آخرین فناوری است.

جدول 1. مشخصات SGT-300 برای درایو مکانیکی و تولید نیرو

تولید انرژی		درایو مکانیکی
	7.9 مگاوات	8 مگاوات	9 مگاوات
قدرت در ISO
	گاز طبیعی / سوخت مایع / سوخت دوگانه و سایر سوخت ها در صورت درخواست. تغییر خودکار سوخت از اصلی به ذخیره، در هر بار
عود. مصرف گرما	11.773 کیلوژول بر کیلووات ساعت	10.265 کیلوژول بر کیلووات ساعت	10.104 کیلوژول بر کیلووات ساعت
سرعت توربین قدرت		5.750 - 12.075 دور در دقیقه	5.750 - 12.075 دور در دقیقه
نسبت تراکم
مصرف گاز اگزوز
دمای گاز اگزوز	542 درجه سانتی گراد (1.008 درجه فارنهایت)	491 درجه سانتی گراد (916 درجه فارنهایت)	512 درجه سانتی گراد (954 درجه فارنهایت)
انتشار NOX سوخت گاز با سیستم DLE

1) برقی 2) شفت نصب شده است

برنج. 1. ساختار ژنراتور گاز SGT-300

برای تولید برق صنعتی، یک نسخه تک شفت از توربین گازی SGT-300 استفاده می شود (شکل 1 را ببینید). برای تولید ترکیبی حرارت و برق (CHP) ایده آل است. توربین گازی SGT-300 یک توربین گاز صنعتی است که در اصل برای تولید طراحی شده است و دارای مزایای عملیاتی زیر برای سازمان های بهره برداری است:

راندمان الکتریکی - 31٪، که به طور متوسط ​​2-3٪ بیشتر از راندمان توربین های گاز با توان پایین تر است، به دلیل ارزش راندمان بالاتر، یک اثر اقتصادی در صرفه جویی در گاز سوخت حاصل می شود.

ژنراتور گاز مجهز به یک محفظه احتراق خشک با انتشار کم با استفاده از فناوری DLE است که امکان دستیابی به سطوحی از انتشار NOx و CO را می دهد که بیش از 2.5 برابر کمتر از آنچه توسط اسناد نظارتی تعیین شده است.

GTP به دلیل طراحی تک شفت خود دارای ویژگی های دینامیکی خوبی است و عملکرد پایدار ژنراتور را در صورت نوسانات در بار شبکه متصل خارجی تضمین می کند.

طراحی صنعتی توربین گاز عمر تعمیرات اساسی طولانی را فراهم می کند و از نظر سازماندهی کار خدماتی که در محل کار انجام می شود بهینه است.

کاهش قابل توجهی در ردپای ساختمان، و همچنین هزینه های سرمایه گذاری، از جمله خرید تجهیزات مکانیکی و الکتریکی در سراسر کارخانه، نصب و راه اندازی آن، هنگام استفاده از راه حل مبتنی بر SGT-300 (شکل 2).

برنج. 2. مشخصات وزن و اندازه بلوک SGT-300

کل زمان عملیاتی ناوگان نصب شده SGT-300 بیش از 6 میلیون ساعت است و زمان عملیات GTU پیشرو 151 هزار ساعت است.

OPRA (هلند) تامین کننده پیشرو سیستم های انرژی مبتنی بر توربین های گازی است. OPRA پیشرفته ترین موتورهای توربین گازی با قدرت حدود 2 مگاوات را توسعه، تولید و به بازار عرضه می کند. فعالیت اصلی این شرکت تولید برق برای صنعت نفت و گاز می باشد.

موتور قابل اعتماد OPRA OP16 عملکرد بالاتری را با هزینه کمتر و عمر طولانی تر از هر توربین دیگری در کلاس خود ارائه می دهد. موتور بر روی چندین نوع سوخت مایع و گاز کار می کند. تغییراتی در محفظه احتراق با کاهش محتوای آلاینده در اگزوز وجود دارد. نیروگاه OPRA OP16 1.5-2.0 مگاواتی یک دستیار قابل اعتماد در شرایط عملیاتی سخت خواهد بود.

توربین‌های گازی OPRA تجهیزات کاملی برای تولید برق در سیستم‌های تولید همزمان برق خارج از شبکه و در مقیاس کوچک هستند. طراحی این توربین بیش از ده سال است که در دست توسعه بوده است. نتیجه یک موتور توربین گازی ساده، قابل اعتماد و کارآمد، از جمله مدل کم انتشار است.

یکی از ویژگی‌های متمایز فناوری تبدیل انرژی شیمیایی به انرژی الکتریکی در OP16، سیستم کنترل آماده‌سازی و عرضه مخلوط سوخت ثبت شده COFAR است که حالت‌های احتراق را با حداقل تشکیل نیتروژن و اکسیدهای کربن و همچنین حداقل بقایای سوخت نسوخته را فراهم می‌کند. هندسه ثبت اختراع توربین شعاعی و طراحی به طور کلی کنسول کارتریج قابل تعویض، از جمله شفت، یاتاقان ها، کمپرسور گریز از مرکز و توربین نیز اصلی هستند.

متخصصان مهندسی OPRA و MES مفهوم ایجاد یک مجتمع فنی یکپارچه منحصر به فرد برای پردازش زباله را توسعه دادند. از 55-60 میلیون تن کل MSW تولید شده در روسیه در سال، یک پنجم - 11.7 میلیون تن - به منطقه پایتخت می رسد (3.8 میلیون تن - منطقه مسکو، 7.9 میلیون تن - مسکو). همزمان 6.6 میلیون تن زباله خانگی از مسکو خارج از جاده کمربندی مسکو خارج می شود. بنابراین، بیش از 10 میلیون تن زباله در منطقه مسکو مستقر می شود. از سال 2013، از 39 محل دفن زباله در منطقه مسکو، 22 مورد بسته شده است. آنها باید با 13 مجتمع تفکیک زباله، که در سال 2018-2019 راه اندازی می شوند، و همچنین چهار کارخانه زباله سوز جایگزین شوند. همین وضعیت در اکثر مناطق دیگر نیز وجود دارد. با این حال، ساخت کارخانه های بزرگ پردازش زباله همیشه سودآور نیست، بنابراین مشکل پردازش زباله بسیار مرتبط است.

مفهوم توسعه‌یافته یک مجتمع فنی واحد، نیروگاه‌های OPRA کاملا شعاعی را با قابلیت اطمینان و کارایی بالا با سیستم گازی‌سازی/تیرولیز MES ترکیب می‌کند که امکان تبدیل کارآمد انواع مختلف زباله (از جمله MSW، لجن نفتی، زمین‌های آلوده، بیولوژیکی و پزشکی را فراهم می‌کند. زباله، ضایعات نجاری، تراورس و غیره) به سوختی عالی برای تولید گرما و برق تبدیل می شود. در نتیجه همکاری های بلندمدت، مجتمع استاندارد پردازش زباله با ظرفیت 48 تن در روز طراحی و در دست اجراست. (شکل 3).

برنج. 3. طرح کلی مجتمع پردازش زباله استاندارد با ظرفیت 48 تن در روز.

این مجموعه شامل یک واحد گازرسانی MES با محل ذخیره زباله، دو توربین گازی OPRA با مجموع توان الکتریکی 3.7 مگاوات و توان حرارتی 9 مگاوات و همچنین انواع سیستم های کمکی و حفاظتی می باشد.

اجرای چنین مجموعه ای این امکان را فراهم می کند که در زمینی به مساحت 2 هکتار، ضمن رفع مشکل بازیافت انواع زباله های خانگی، فرصتی برای تامین انرژی و گرما به صورت مستقل به تاسیسات مختلف صنعتی و اشتراکی به دست آورد.

تفاوت بین فناوری های پیچیده توسعه یافته و موجود از ترکیب منحصر به فرد فناوری های پیشنهادی ناشی می شود. حجم کوچک (2 تن در ساعت) زباله های مصرفی، به همراه مساحت کوچک مورد نیاز سایت، امکان قرار دادن این مجموعه را مستقیماً در نزدیکی شهرک های کوچک، شرکت های صنعتی و غیره فراهم می کند و باعث صرفه جویی قابل توجهی در هزینه های ثابت می شود. حمل زباله به محل دفع آنها استقلال کامل این مجموعه به شما امکان می دهد آن را تقریباً در هر کجا مستقر کنید. استفاده از پروژه استاندارد توسعه یافته، سازه های مدولار و حداکثر درجه آمادگی کارخانه تجهیزات، امکان به حداقل رساندن زمان ساخت را به 1-1.5 سال می دهد. استفاده از فن آوری های جدید بالاترین سازگاری با محیط زیست مجموعه را تضمین می کند. واحد گازرسانی MES به طور همزمان بخش های گاز و مایع سوخت را تولید می کند و به دلیل ماهیت دوگانه سوز OPRA GTU از آنها به طور همزمان استفاده می شود که انعطاف پذیری سوخت و قابلیت اطمینان منبع تغذیه را افزایش می دهد. تقاضاهای کم OPRA GTU در کیفیت سوخت، قابلیت اطمینان کل سیستم را افزایش می دهد. واحد MES امکان استفاده از ضایعات با رطوبت تا 85٪ را می دهد، بنابراین نیازی به خشک کردن زباله نیست، که باعث افزایش کارایی کل مجموعه می شود. دمای بالای گازهای خروجی OPRA GTU امکان تامین گرمای قابل اعتماد با آب گرم یا بخار را فراهم می کند (تا 11 تن بخار در ساعت در 12 بار). این پروژه استاندارد و مقیاس پذیر است که امکان دفع هر مقدار زباله را فراهم می کند.

محاسبات نشان می دهد که هزینه تولید برق از 0.01 تا 0.03 یورو به ازای هر 1 کیلووات ساعت خواهد بود که نشان دهنده بازده اقتصادی بالای پروژه است. بنابراین، شرکت OPRA بار دیگر تمرکز خود را بر گسترش محدوده سوخت های مصرفی و افزایش انعطاف پذیری سوخت و همچنین تمرکز بر حداکثر استفاده از فناوری های "سبز" در توسعه خود تأیید کرد.

در تولید خودران - تولید برق در مقیاس کوچک، اخیراً توجه قابل توجهی شده است توربین های گازیقدرت متفاوت نیروگاه ها در پایگاه توربین های گازیبه عنوان منبع اصلی یا پشتیبان برق و گرما برای تاسیسات صنعتی یا خانگی استفاده می شود. توربین های گازیبه عنوان بخشی از نیروگاه ها برای کار در هر شرایط آب و هوایی روسیه طراحی شده است. مناطق استفاده توربین های گازیعملا نامحدود: صنعت نفت و گاز، شرکت های صنعتی، مسکن و ساختارهای خدمات عمومی.

فاکتور استفاده مثبت توربین های گازیدر حوزه مسکن و خدمات عمومی این است که میزان انتشار مضر در گازهای خروجی اگزوز NOx و CO به ترتیب در سطح 25 و 150 ppm است (برای نیروگاه های پیستونی این مقادیر بسیار بالاتر است) که به شما امکان می دهد یک نیروگاه در نزدیکی مناطق مسکونی نصب کنید. استفاده توربین های گازیهمانطور که واحدهای نیروگاهی از ساخت دودکش های بلند اجتناب می کنند.

بسته به نیاز توربین های گازیمجهز به دیگ های حرارتی بخار یا هدر رفت آب گرم، که به شما امکان می دهد از نیروگاه بخار (فشار کم، متوسط، بالا) برای نیازهای فرآیند یا آب گرم (DHW) با مقادیر دمای استاندارد دریافت کنید. می توانید بخار و آب گرم را همزمان دریافت کنید. قدرت انرژی حرارتی تولید شده توسط یک نیروگاه مبتنی بر توربین های گازی، به عنوان یک قاعده، دو برابر برق است.

در نیروگاه توربین های گازیدر این پیکربندی، راندمان سوخت به 90٪ افزایش می یابد. راندمان استفاده بالا توربین های گازیبه عنوان واحدهای قدرت در طول عملیات طولانی مدت با حداکثر بار الکتریکی ارائه می شود. با قدرت کافی توربین های گازیامکان استفاده ترکیبی از توربین های بخار وجود دارد. این اندازه گیری اجازه می دهد تا راندمان استفاده از نیروگاه را به طور قابل توجهی افزایش داده و راندمان الکتریکی را تا 53٪ افزایش دهد.

هزینه یک نیروگاه توربین گاز چقدر است؟ قیمت کاملش چنده؟ چه چیزی در قیمت کلید در دست گنجانده شده است؟

یک نیروگاه حرارتی خودمختار مبتنی بر توربین های گازی دارای تجهیزات گران قیمت اضافی، اما اغلب به سادگی ضروری است (نمونه واقعی یک پروژه تکمیل شده است). با استفاده از تجهیزات درجه یک، هزینه یک نیروگاه در این سطح، به صورت کلید در دست، از 45000 تا 55000 روبل در هر 1 کیلو وات ظرفیت الکتریکی نصب شده تجاوز نمی کند. قیمت نهایی یک نیروگاه مبتنی بر توربین های گازی به وظایف و نیازهای خاص مصرف کننده بستگی دارد. هزینه شامل طراحی، ساخت و راه اندازی می باشد. خود توربین های گاز، به عنوان واحدهای نیرو، بدون تجهیزات اضافی، بسته به سازنده و قدرت، از 400 تا 800 دلار در هر 1 کیلو وات هزینه دارند.

برای کسب اطلاعات در مورد هزینه ساخت نیروگاه یا نیروگاه حرارتی در مورد خاص خود، باید پرسشنامه تکمیل شده را برای شرکت ما ارسال کنید. پس از آن، پس از 2-3 روز، مشتری-مشتری یک پیشنهاد فنی و تجاری اولیه - TCH (نمونه مختصری) دریافت می کند. بر اساس TCH، مشتری تصمیم نهایی را در مورد ساخت نیروگاه مبتنی بر توربین های گازی می گیرد. به عنوان یک قاعده، قبل از تصمیم گیری، مشتری از یک مرکز موجود بازدید می کند تا یک نیروگاه مدرن را با چشمان خود ببیند و "همه چیز را با دستان خود لمس کند". مشتری مستقیماً در مرکز، پاسخ سؤالات موجود را دریافت می کند.

مفهوم ساختمان بلوک مدولار اغلب به عنوان مبنایی برای ساخت نیروگاه های مبتنی بر توربین های گازی در نظر گرفته می شود. طراحی بلوک مدولار سطح بالایی از آمادگی کارخانه نیروگاه های توربین گازی را فراهم می کند و زمان ساخت تاسیسات انرژی را کاهش می دهد.

توربین های گاز - مقداری محاسبات در مورد هزینه انرژی تولید شده

برای تولید 1 کیلووات برق، توربین های گازی تنها 0.29-0.37 متر مکعب در ساعت سوخت گاز مصرف می کنند. هنگام سوزاندن یک متر مکعب گاز، توربین های گازی 3 کیلووات برق و 4 تا 6 کیلو وات انرژی حرارتی تولید می کنند. با قیمت (متوسط) گاز طبیعی در سال 2011، 3 روبل. در هر 1 متر مکعب، هزینه 1 کیلووات برق دریافتی از یک توربین گاز تقریبا 1 روبل است. علاوه بر این، مصرف کننده 1.5-2 کیلو وات انرژی حرارتی رایگان دریافت می کند!

با تامین برق خودران از یک نیروگاه مبتنی بر توربین های گازی، هزینه برق و حرارت تولیدی 3 تا 4 برابر کمتر از تعرفه های موجود در کشور است و این هزینه های بالای اتصال به برق دولتی را در نظر نمی گیرد. شبکه ها (60000 روبل در هر 1 کیلو وات در منطقه مسکو، 2011).

ساخت نیروگاه های خودران بر اساس توربین های گازیبه شما امکان می دهد با حذف هزینه های ساخت و ساز و بهره برداری از خطوط برق گران قیمت (TL) پس انداز نقدی قابل توجهی داشته باشید، نیروگاه های مبتنی بر توربین های گازی می توانند به طور قابل توجهی قابلیت اطمینان تامین برق، حرارتی شرکت ها یا سازمان ها و مناطق را افزایش دهند. کل
درجه اتوماسیون نیروگاه مبتنی بر توربین های گازی امکان رها کردن تعداد زیادی از پرسنل تعمیر و نگهداری را فراهم می کند. در طول بهره برداری از یک نیروگاه گازی، تنها سه نفر از عملکرد آن اطمینان می یابند: یک اپراتور، یک برقکار کشیک و یک مکانیک کشیک. در مواقع اضطراری، سیستم های حفاظتی قابل اعتمادی برای اطمینان از ایمنی پرسنل، ایمنی سیستم ها و واحدهای توربین گاز ارائه می شود.

هوای اتمسفر از طریق یک ورودی هوا مجهز به سیستم فیلتر (که در نمودار نشان داده نشده است) به ورودی یک کمپرسور محوری چند مرحله ای تغذیه می شود. کمپرسور هوای اتمسفر را فشرده می کند و آن را با فشار بالا به محفظه احتراق می رساند. در عین حال، مقدار مشخصی سوخت گاز از طریق نازل ها به محفظه احتراق توربین می رسد. سوخت و هوا مخلوط می شوند و مشتعل می شوند. مخلوط هوا و سوخت می سوزد و مقدار زیادی انرژی آزاد می کند. انرژی محصولات گازی حاصل از احتراق به دلیل چرخش پره های توربین توسط جت های گاز داغ به کار مکانیکی تبدیل می شود. بخشی از انرژی دریافتی برای فشرده سازی هوای کمپرسور توربین مصرف می شود. بقیه کار از طریق محور محرک به ژنراتور الکتریکی منتقل می شود. این کار، کار مفید توربین گاز است. محصولات احتراق، که دمایی در حدود 500-550 درجه سانتیگراد دارند، از طریق مجرای اگزوز و دیفیوزر توربین خارج می شوند و می توان از آنها برای به دست آوردن انرژی حرارتی، به عنوان مثال، در مبدل حرارتی استفاده کرد.

توربین های گاز به عنوان موتور دارای بالاترین توان ویژه در بین موتورهای احتراق داخلی تا 6 کیلووات بر کیلوگرم هستند.

به عنوان سوخت توربین گاز، نفت سفید، سوخت دیزل، گاز را می توان استفاده کرد.

یکی از مزایای توربین های گاز مدرن چرخه عمر طولانی است - یک منبع موتور (پر تا 200000 ساعت، قبل از تعمیرات اساسی 25000-60000 ساعت).

نوین توربین های گازیبسیار قابل اعتماد هستند. شواهدی مبنی بر فعالیت مداوم برخی از واحدها برای چندین سال وجود دارد.

بسیاری از تامین کنندگان توربین گاز تعمیرات اساسی در محل انجام می دهند و قطعات جداگانه را بدون حمل و نقل به کارخانه تعویض می کنند که به طور قابل توجهی هزینه های زمانی را کاهش می دهد.

امکان بهره برداری طولانی مدت در هر محدوده قدرت از 0 تا 100٪، عدم وجود خنک کننده آب، کار بر روی دو نوع سوخت - همه اینها باعث می شود که توربین های گازی واحدهای برق محبوب برای نیروگاه های مدرن مدرن باشند.

استفاده از توربین‌های گازی در نیروگاه‌های متوسط ​​مؤثرتر است و در ظرفیت‌های بالای 30 مگاوات، انتخاب واضح است.

هرازگاهی در اخبار می گویند که مثلاً در فلان نیروگاه منطقه ای ایالتی، ساخت یک واحد CCGT 400 مگاواتی در حال انجام است و در CHPP-2 دیگر، نصب GTP از این قبیل. بسیاری از مگاوات به بهره برداری می رسد. در مورد چنین رویدادهایی نوشته شده است، پوشش داده شده است، زیرا گنجاندن چنین واحدهای قدرتمند و کارآمد نه تنها یک "تیک" در اجرای برنامه دولتی است، بلکه افزایش واقعی راندمان نیروگاه ها، سیستم انرژی منطقه ای است. و حتی سیستم انرژی یکپارچه.

اما من می خواهم توجه شما را نه در مورد اجرای برنامه های دولتی یا شاخص های پیش بینی، بلکه در مورد CCGT و GTU جلب کنم. در این دو اصطلاح، نه تنها افراد غیر حرفه ای، بلکه مهندس برق مبتدی نیز می توانند گیج شوند.

بیایید با ساده تر شروع کنیم.

GTU - کارخانه توربین گاز - یک توربین گاز و یک ژنراتور الکتریکی است که در یک ساختمان ترکیب شده اند. نصب آن در نیروگاه حرارتی مفید است. این موثر است و بسیاری از بازسازی های CHP با هدف نصب چنین توربین هایی انجام می شود.

در اینجا یک چرخه ساده از عملکرد یک نیروگاه حرارتی آمده است:

گاز (سوخت) وارد دیگ می شود و در آنجا می سوزد و گرما را به آب منتقل می کند که به صورت بخار از دیگ خارج شده و توربین بخار را می چرخاند. توربین بخار ژنراتور را می چرخاند. ما از ژنراتور برق می گیریم و در صورت لزوم برای نیازهای صنعتی (گرمایش، گرمایش) از توربین بخار می گیریم.

و در یک کارخانه توربین گاز، گاز می سوزد و توربین گاز را می چرخاند که برق تولید می کند و گازهای خروجی آب را به بخار در دیگ بخار حرارتی زباله تبدیل می کند. گاز با سود مضاعف کار می کند: ابتدا می سوزد و توربین را می چرخاند، سپس آب دیگ را گرم می کند.

و اگر خود کارخانه توربین گاز با جزئیات بیشتری نشان داده شود، به شکل زیر خواهد بود:

این ویدئو به وضوح نشان می دهد که چه فرآیندهایی در یک کارخانه توربین گاز اتفاق می افتد.

اما اگر بخار حاصل کار کند مفیدتر خواهد بود - آن را در یک توربین بخار قرار دهید تا یک ژنراتور دیگر کار کند! سپس GTU ما تبدیل به یک واحد بخار-گاز (CCGT) می شود.

در نتیجه، PSU مفهوم گسترده تری است. این واحد یک واحد قدرت مستقل است که در آن سوخت یک بار مصرف می شود و برق دو بار تولید می شود: در یک کارخانه توربین گاز و در یک توربین بخار. این چرخه بسیار کارآمد است و بازدهی حدود 57 درصد دارد! این یک نتیجه بسیار خوب است که به شما امکان می دهد برای به دست آوردن یک کیلووات ساعت برق مصرف سوخت را به میزان قابل توجهی کاهش دهید!

در بلاروس، برای افزایش کارایی نیروگاه‌ها، از توربین‌های گازی به‌عنوان «روبنا» برای طرح CHP موجود استفاده می‌شود و CCGT‌ها در نیروگاه‌های منطقه دولتی به‌عنوان واحدهای نیرو مستقل ساخته می‌شوند. این توربین‌های گازی با کار در نیروگاه‌ها نه تنها «شاخص‌های فنی و اقتصادی پیش‌بینی‌شده» را افزایش می‌دهند، بلکه مدیریت تولید را نیز بهبود می‌بخشند، زیرا دارای قدرت مانور بالایی هستند: سرعت راه‌اندازی و افزایش توان.

این توربین های گازی چقدر مفید هستند!

توربین گاز موتوری است که در فرآیند کار مداوم، اندام اصلی دستگاه (روتور) (در موارد دیگر بخار یا آب) را به کار مکانیکی تبدیل می کند. در این حالت، جت ماده کار بر روی تیغه هایی که در اطراف محیط روتور ثابت شده اند، عمل می کند و آنها را به حرکت در می آورد. در جهت جریان گاز، توربین ها به دو دسته محوری (حرکت گاز به موازات محور توربین) یا شعاعی (حرکت عمودی نسبت به همان محور) تقسیم می شوند. مکانیسم های تک مرحله ای و چند مرحله ای وجود دارد.

یک توربین گاز می تواند به دو صورت روی پره ها عمل کند. اولاً، هنگامی که گاز با سرعت بالا به محل کار عرضه می شود، یک فرآیند فعال است. در این حالت، جریان گاز تمایل به حرکت در یک خط مستقیم دارد و قسمت تیغه خمیده ای که در مسیر آن قرار دارد، آن را منحرف می کند و خود را می چرخاند. ثانیا، این یک فرآیند از نوع واکنشی است، زمانی که نرخ عرضه گاز کم است، اما از فشارهای بالا استفاده می شود. نوع به شکل خالص آن تقریباً هرگز یافت نمی شود، زیرا در توربین های آنها وجود دارد که همراه با نیروی واکنش بر روی پره ها تأثیر می گذارد.

امروزه از توربین گاز کجا استفاده می شود؟ اصل عملکرد دستگاه اجازه می دهد تا از آن برای درایوهای ژنراتورهای جریان الکتریکی، کمپرسورها و غیره استفاده شود. توربین های این نوع به طور گسترده در حمل و نقل (تاسیسات توربین گاز کشتی) استفاده می شود. در مقایسه با همتایان بخار، وزن و ابعاد نسبتا کمی دارند، نیازی به چیدمان اتاق دیگ بخار، واحد متراکم ندارند.

توربین گاز پس از راه اندازی بسیار سریع آماده بهره برداری است، در حدود 10 دقیقه قدرت کامل را تولید می کند، نگهداری آن آسان است، برای خنک شدن به مقدار کمی آب نیاز دارد. برخلاف موتورهای احتراق داخلی، اثرات اینرسی از مکانیسم میل لنگ ندارد. یک و نیم برابر کوتاهتر از موتورهای دیزلی و بیش از دو برابر سبکتر. این دستگاه ها قابلیت کار با سوخت کم کیفیت را دارند. ویژگی های فوق این امکان را فراهم می کند که موتورهایی با این نوع علاقه خاص برای کشتی ها و هیدروفویل ها در نظر گرفته شود.

توربین گاز به عنوان جزء اصلی موتور دارای تعدادی معایب قابل توجه است. از جمله آنها به سر و صدای زیاد، کمتر از موتورهای دیزلی، راندمان، عمر کوتاه در دماهای بالا اشاره می کنند (اگر محیط گازی مورد استفاده دمایی در حدود 1100 درجه سانتیگراد داشته باشد، توربین به طور متوسط ​​تا 750 ساعت قابل استفاده است).

راندمان توربین گاز به سیستمی که در آن استفاده می شود بستگی دارد. به عنوان مثال، دستگاه های مورد استفاده در صنعت برق با دمای اولیه گازهای بالاتر از 1300 درجه سانتیگراد، از هوای موجود در کمپرسور نه بیشتر از 23 و نه کمتر از 17، دارای ضریب حدود 38.5٪ در حین عملیات مستقل هستند. چنین توربین هایی بسیار گسترده نیستند و عمدتاً برای پوشش پیک بار در سیستم های الکتریکی استفاده می شوند. امروزه حدود 15 توربین گازی با ظرفیت 30 مگاوات در تعدادی از نیروگاه های حرارتی روسیه کار می کنند. در کارخانه های چند مرحله ای، به دلیل راندمان بالای عناصر ساختاری، شاخص کارایی بسیار بالاتری (حدود 0.93) به دست می آید.