หลักการทำงานของ GTU ประสิทธิภาพของหน่วยกังหันก๊าซแตกต่างจากประสิทธิภาพของหน่วยกังหันก๊าซของโรงไฟฟ้าในและต่างประเทศอย่างไร และกำลังของหน่วยพลังงานของโรงไฟฟ้าสัมพันธ์กับอุณหภูมิโดยรอบอย่างไร

กฤตสินา วี.พี.

เนื่องจากอัตราค่าไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นหลายครั้งในรัสเซีย องค์กรหลายแห่งจึงกำลังพิจารณาการก่อสร้างโรงไฟฟ้าพลังงานต่ำของตนเอง ในหลายภูมิภาค มีการพัฒนาโครงการสำหรับการก่อสร้างโรงไฟฟ้าพลังความร้อนขนาดเล็กหรือขนาดเล็ก โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เพื่อทดแทนโรงต้มน้ำที่ล้าสมัย ที่โรงไฟฟ้าพลังความร้อนขนาดเล็กแห่งใหม่ ซึ่งประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิงสูงถึง 90% เมื่อใช้ร่างกายในการผลิตและการทำความร้อนอย่างเต็มที่ ต้นทุนไฟฟ้าที่ได้รับอาจต่ำกว่าต้นทุนไฟฟ้าที่ได้รับจากโครงข่ายไฟฟ้าอย่างมาก

เมื่อพิจารณาโครงการก่อสร้างโรงไฟฟ้าพลังความร้อนขนาดเล็ก วิศวกรไฟฟ้าและผู้เชี่ยวชาญระดับองค์กรจะได้รับคำแนะนำจากตัวชี้วัดที่ประสบความสำเร็จในภาคพลังงานขนาดใหญ่ การปรับปรุงกังหันก๊าซ (GTU) อย่างต่อเนื่องเพื่อใช้ในการผลิตไฟฟ้าขนาดใหญ่ทำให้สามารถเพิ่มประสิทธิภาพได้ตั้งแต่ 36% ขึ้นไป และการใช้วงจรไอน้ำ-ก๊าซรวม (CCG) ได้เพิ่มประสิทธิภาพทางไฟฟ้าของ โรงไฟฟ้าพลังความร้อนถึง 54%-57%
อย่างไรก็ตามในการผลิตไฟฟ้าขนาดเล็กนั้นไม่เหมาะสมที่จะพิจารณาความเป็นไปได้ของการใช้รูปแบบที่ซับซ้อนของวงจรรวมของหน่วย CCGT สำหรับการผลิตไฟฟ้า นอกจากนี้เมื่อเทียบกับกังหันก๊าซแล้ว เครื่องยนต์แก๊สเนื่องจากเป็นตัวขับเคลื่อนของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า สูญเสียประสิทธิภาพและลักษณะการทำงานไปอย่างมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่ใช้พลังงานต่ำ (น้อยกว่า 10 เมกะวัตต์) เนื่องจากในประเทศของเรา ทั้งกังหันก๊าซและเครื่องยนต์ลูกสูบก๊าซยังไม่แพร่หลายในการผลิตไฟฟ้าแบบอยู่กับที่ขนาดเล็ก การเลือกวิธีแก้ปัญหาทางเทคนิคเฉพาะจึงเป็นปัญหาสำคัญ
ปัญหานี้เกี่ยวข้องกับพลังงานขนาดใหญ่ด้วยเช่น สำหรับระบบไฟฟ้า ในความทันสมัย สภาพเศรษฐกิจในกรณีที่ไม่มีเงินทุนสำหรับการก่อสร้างโรงไฟฟ้าขนาดใหญ่ตามโครงการที่ล้าสมัยซึ่งอาจรวมถึงแล้ว โครงการในประเทศ CCGT 325 MW ออกแบบเมื่อ 5 ปีที่แล้ว ระบบพลังงานและ RAO UES ของรัสเซียควรให้ความสนใจเป็นพิเศษกับการพัฒนาพลังงานขนาดเล็กซึ่งสามารถทดสอบเทคโนโลยีใหม่ ๆ ได้ซึ่งจะช่วยให้การเริ่มต้นการฟื้นฟูกังหันในประเทศและโรงงานสร้างเครื่องจักรและการเปลี่ยนไปใช้กำลังการผลิตที่ใหญ่ขึ้น ในอนาคต.
ในทศวรรษที่ผ่านมา โรงไฟฟ้าพลังความร้อนที่ใช้น้ำมันดีเซลหรือก๊าซขนาดใหญ่ซึ่งมีกำลังการผลิต 100-200 เมกะวัตต์ได้ถูกสร้างขึ้นในต่างประเทศ ประสิทธิภาพทางไฟฟ้าของโรงไฟฟ้าดีเซลหรือเครื่องยนต์แก๊ส (DTEPS) สูงถึง 47% ซึ่งสูงกว่าตัวชี้วัดของโรงไฟฟ้ากังหันก๊าซ (36%-37%) แต่ด้อยกว่าตัวชี้วัดของโรงงาน CCGT (51%-57%) โรงไฟฟ้า CCGT มีอุปกรณ์มากมาย: กังหันก๊าซ หม้อต้มความร้อนเหลือทิ้ง กังหันไอน้ำ,คอนเดนเซอร์,ระบบบำบัดน้ำ (บวกบูสเตอร์คอมเพรสเซอร์หากเกิดไฟไหม้) ก๊าซธรรมชาติความดันต่ำหรือปานกลาง เครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซลสามารถใช้เชื้อเพลิงหนักซึ่งมีราคาถูกกว่าเชื้อเพลิงกังหันแก๊สถึง 2 เท่า และสามารถใช้กับแก๊สแรงดันต่ำได้โดยไม่ต้องใช้บูสเตอร์คอมเพรสเซอร์ ตามที่ S.E.M.T. PIELSTICK ต้นทุนรวมในการดำเนินงานหน่วยพลังงานดีเซลที่มีกำลังการผลิต 20 เมกะวัตต์ในระยะเวลา 15 ปีนั้นน้อยกว่าโรงไฟฟ้าพลังความร้อนกังหันก๊าซที่มีกำลังเท่ากันถึง 2 เท่าเมื่อโรงไฟฟ้าทั้งสองแห่งใช้เชื้อเพลิงเหลว
ผู้ผลิตหน่วยพลังงานดีเซลของรัสเซียที่มีกำลังการผลิตสูงถึง 22 เมกะวัตต์คือโรงงานสร้างเครื่องจักร Bryansk ซึ่งให้บริการหน่วยพลังงานแก่ลูกค้าด้วยประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้นสูงถึง 50% สำหรับการใช้งานทั้งบนเชื้อเพลิงหนักที่มีความหนืดสูงถึง 700 cSt ที่ 50 C และ มีปริมาณกำมะถันสูงถึง 5% และสำหรับการใช้งานกับเชื้อเพลิงก๊าซ
ตัวเลือกของโรงไฟฟ้าพลังความร้อนดีเซลขนาดใหญ่อาจดีกว่าโรงไฟฟ้ากังหันก๊าซ
ในการผลิตไฟฟ้าขนาดเล็กที่มีกำลังการผลิตต่อหน่วยน้อยกว่า 10 MW ข้อดีของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซลสมัยใหม่จะยิ่งเด่นชัดยิ่งขึ้น
ลองพิจารณาสามตัวเลือกสำหรับโรงไฟฟ้าพลังความร้อนที่มีหน่วยกังหันก๊าซและเครื่องยนต์ลูกสูบก๊าซ

โรงงาน CHP ทำงานที่พิกัดโหลดตลอดเวลาโดยมีหม้อต้มความร้อนเหลือทิ้งเพื่อจ่ายความร้อนหรือไอน้ำ

โรงไฟฟ้าพลังความร้อน เครื่องกำเนิดไฟฟ้า และหม้อต้มน้ำร้อนเหลือทิ้ง ซึ่งทำงานเฉพาะตอนกลางวันเท่านั้น และในเวลากลางคืนความร้อนจะจ่ายจากถังเก็บน้ำร้อน

โรงไฟฟ้าพลังความร้อนที่ผลิตกระแสไฟฟ้าเพียงอย่างเดียวโดยไม่ต้องใช้ความร้อนจากก๊าซไอเสีย

ปัจจัยการใช้เชื้อเพลิงของตัวเลือกโรงไฟฟ้าสองตัวเลือกแรก (ที่มีประสิทธิภาพไฟฟ้าต่างกัน) เนื่องจากการจ่ายความร้อนสามารถสูงถึง 80%-94% ทั้งในกรณีของการใช้กังหันก๊าซและสำหรับมอเตอร์ขับเคลื่อน
ประสิทธิภาพของตัวเลือกโรงไฟฟ้าทั้งหมดขึ้นอยู่กับความน่าเชื่อถือและประสิทธิภาพประการแรกคือ "ระยะแรก" - การขับเคลื่อนของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า
ผู้ชื่นชอบกังหันก๊าซขนาดเล็กกำลังรณรงค์ให้มีการใช้งานอย่างแพร่หลาย โดยอ้างถึงความหนาแน่นของพลังงานที่สูงกว่า ตัวอย่างเช่น ใน [1] มีรายงานว่า Elliot Energy Systems (ในปี 1998-1999) กำลังสร้างเครือข่ายการจัดจำหน่ายของผู้จัดจำหน่าย 240 รายใน อเมริกาเหนือให้การสนับสนุนด้านวิศวกรรมและการบริการสำหรับการขายกังหันก๊าซ "ไมโคร" ระบบไฟฟ้าสั่งผลิตกังหันขนาด 45 กิโลวัตต์ โดยจะพร้อมส่งมอบในเดือนสิงหาคม 2541 พร้อมทั้งระบุด้วยว่าระบบไฟฟ้า ประสิทธิภาพของกังหันถึง 17% และมีข้อสังเกตว่าความน่าเชื่อถือของกังหันก๊าซนั้นสูงกว่าเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซล
คำพูดนี้ตรงกันข้ามเลย!
ถ้าดูจากโต๊ะ.. 1. จากนั้นเราจะเห็นว่าในช่วงกว้างดังกล่าวตั้งแต่หลายร้อยกิโลวัตต์ไปจนถึงหลายสิบกิโลวัตต์ ประสิทธิภาพของมอเตอร์ขับเคลื่อนจะสูงขึ้น 13% -17% ทรัพยากรที่ระบุของมอเตอร์ขับเคลื่อนของ บริษัท "Vyartsilya" หมายถึงทรัพยากรที่รับประกันได้เต็มจำนวน ยกเครื่อง. อายุการใช้งานของกังหันก๊าซใหม่เป็นทรัพยากรที่คำนวณได้ ซึ่งได้รับการยืนยันโดยการทดสอบ แต่ไม่ใช่โดยสถิติการปฏิบัติงานจริง จากแหล่งข้อมูลหลายแห่ง ทรัพยากรของกังหันก๊าซอยู่ที่ 30-60,000 ชั่วโมง ลดลงเมื่อพลังงานลดลง อายุการใช้งานของเครื่องยนต์ดีเซลที่ผลิตในต่างประเทศอยู่ที่ 40-100,000 ชั่วโมงหรือมากกว่านั้น

ตารางที่ 1
พารามิเตอร์ทางเทคนิคหลักของไดรฟ์เครื่องกำเนิดไฟฟ้า
โรงไฟฟ้ากังหันก๊าซ G, โรงงานผลิตลูกสูบ D-gas ของ Vyartsilya
D - ดีเซลจากแค็ตตาล็อก Gazprom
*แรงดันน้ำมันเชื้อเพลิงขั้นต่ำที่ต้องใช้=48 ata!!
ลักษณะการทำงาน
ประสิทธิภาพไฟฟ้า (และกำลัง)ตามข้อมูลของ บริษัท Vyartsilya เมื่อโหลดลดลงจาก 100% เป็น 50% ประสิทธิภาพของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ขับเคลื่อนด้วยเครื่องยนต์แก๊สจะเปลี่ยนไปเล็กน้อย
ประสิทธิภาพของเครื่องยนต์แก๊สยังคงไม่เปลี่ยนแปลงจนถึง 25 °C
กำลังกังหันก๊าซลดลงอย่างสม่ำเสมอตั้งแต่ -30 °C ถึง +30 °C
ที่อุณหภูมิสูงกว่า 40 °C การลดกำลังกังหันก๊าซ (จากค่าที่กำหนด) คือ 20%
เวลาเริ่มต้นเครื่องยนต์แก๊สตั้งแต่ 0 ถึง 100% โหลดน้อยกว่าหนึ่งนาทีและฉุกเฉินใน 20 วินาที ใช้เวลาประมาณ 9 นาทีในการสตาร์ทกังหันแก๊ส
แรงดันจ่ายแก๊สสำหรับกังหันแก๊สควรมีขนาด 16-20 บาร์
แรงดันแก๊สเครือข่ายสำหรับเครื่องยนต์แก๊สสามารถอยู่ที่ 4 บาร์ (abs) และแม้แต่ 1.15 บาร์สำหรับเครื่องยนต์ 175 SG
รายจ่ายฝ่ายทุนที่โรงไฟฟ้าพลังความร้อนซึ่งมีกำลังการผลิตประมาณ 1 เมกะวัตต์ ตามที่ผู้เชี่ยวชาญของ Vyartsilya ระบุไว้ ราคาเหล่านี้อยู่ที่ 1,400 เหรียญสหรัฐฯ/กิโลวัตต์สำหรับโรงไฟฟ้ากังหันก๊าซ และ 900 เหรียญสหรัฐฯ/กิโลวัตต์สำหรับโรงไฟฟ้าแบบลูกสูบก๊าซ

การประยุกต์ใช้วงจรรวมที่โรงไฟฟ้าพลังความร้อนขนาดเล็ก การติดตั้งกังหันไอน้ำเพิ่มเติมนั้นทำไม่ได้จริง เนื่องจากจะเพิ่มปริมาณอุปกรณ์เทอร์โมกลศาสตร์ พื้นที่โถงกังหัน และจำนวนเจ้าหน้าที่บริการเป็นสองเท่า ในขณะที่เพิ่มกำลังเพียง 1.5 เท่า
เมื่อกำลังของหน่วย CCGT ลดลงจาก 325 MW เป็น 22 MW ตามข้อมูลของโรงงาน "Mashproekt" ของ NPP (ยูเครน, Nikolaev) ประสิทธิภาพพิธีการของโรงไฟฟ้าจะลดลงจาก 51.5% เป็น 43.6%
ประสิทธิภาพของหน่วยพลังงานดีเซล (ใช้เชื้อเพลิงก๊าซ) ที่มีกำลังการผลิต 20-10 MW คือ 43.3% โปรดทราบว่าในฤดูร้อน ที่โรงงาน CHP ที่มีหน่วยดีเซล สามารถจ่ายน้ำร้อนจากระบบระบายความร้อนของเครื่องยนต์ได้
การคำนวณความสามารถในการแข่งขันของโรงไฟฟ้าที่ใช้เครื่องยนต์แก๊สแสดงให้เห็นว่าค่าไฟฟ้าของโรงไฟฟ้าขนาดเล็ก (1-1.5 MW) อยู่ที่ประมาณ 4.5 เซนต์ / kWh) และขนาดใหญ่ 32-40 MW พร้อมเครื่องยนต์แก๊ส 3, 8 US เซนต์/kWh.
ตามวิธีการคำนวณที่คล้ายกัน ค่าไฟฟ้าจากโรงไฟฟ้านิวเคลียร์แบบควบแน่นจะมีราคาประมาณ 5.5 เซนต์สหรัฐฯ/kWh และถ่านหิน IES อยู่ที่ประมาณ 5.9 เซนต์ สหรัฐฯ/กิโลวัตต์ชั่วโมง เมื่อเปรียบเทียบกับ CPP ที่ใช้ถ่านหิน สถานีที่มีเครื่องยนต์แก๊สจะผลิตไฟฟ้าได้ถูกกว่า 30%
ต้นทุนไฟฟ้าที่ผลิตโดยไมโครเทอร์ไบน์ อ้างอิงจากแหล่งอื่นๆ คาดว่าจะอยู่ในช่วงตั้งแต่ 0.06 ถึง 0.10 เหรียญสหรัฐฯ/kWh
ราคาที่คาดหวังสำหรับเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากังหันก๊าซขนาด 75 กิโลวัตต์ (สหรัฐอเมริกา) ที่สมบูรณ์คือ 40,000 ดอลลาร์ ซึ่งสอดคล้องกับต้นทุนต่อหน่วยสำหรับโรงไฟฟ้าขนาดใหญ่ (มากกว่า 1,000 กิโลวัตต์) ข้อได้เปรียบใหญ่ของหน่วยกำลังด้วย กังหันก๊าซมีขนาดเล็กกว่าและน้ำหนักเบากว่า 3 เท่าหรือมากกว่า
โปรดทราบว่าต้นทุนต่อหน่วยของหน่วยผลิตไฟฟ้า การผลิตของรัสเซียขึ้นอยู่กับเครื่องยนต์รถยนต์ที่มีกำลัง 50-150 กิโลวัตต์อาจน้อยกว่าหน่วยเทอร์โบดังกล่าว (สหรัฐอเมริกา) หลายเท่าโดยคำนึงถึงการผลิตเครื่องยนต์แบบอนุกรมและต้นทุนวัสดุที่ต่ำกว่า
นี่คือความคิดเห็นของผู้เชี่ยวชาญชาวเดนมาร์กที่ประเมินประสบการณ์ของตนในการดำเนินโรงไฟฟ้าขนาดเล็ก
"การลงทุนในโรงไฟฟ้าก๊าซธรรมชาติแบบครบวงจรที่เสร็จสมบูรณ์ซึ่งมีกำลังการผลิต 0.5-40 MW มีมูลค่า 6.5-4.5 ล้าน DKK ต่อ 1 MW (1 โครนมีค่าประมาณ 1 รูเบิลในฤดูร้อนปี 2541) โรงไฟฟ้า CHP แบบวงจรรวมที่มี กำลังการผลิตต่ำกว่า 50 เมกะวัตต์ จะทำให้ได้ประสิทธิภาพทางไฟฟ้าที่ 40-44%
ต้นทุนการดำเนินงานน้ำมันหล่อลื่น การซ่อมบำรุงและการบำรุงรักษาบุคลากรในโรงไฟฟ้าพลังความร้อนถึง 0.02 คราวน์ต่อ 1 kWh ที่ผลิตโดยกังหันก๊าซ สำหรับโรงงาน CHP ที่ใช้เครื่องยนต์แก๊ส ต้นทุนการดำเนินงานจะอยู่ที่ประมาณ 0.06 วันที่ CZK ต่อ 1 กิโลวัตต์ชั่วโมง ด้วยราคาไฟฟ้าปัจจุบันในเดนมาร์ก เครื่องยนต์ก๊าซสมรรถนะสูงสามารถชดเชยต้นทุนการดำเนินงานที่สูงขึ้นได้มากกว่า
ผู้เชี่ยวชาญชาวเดนมาร์กเชื่อว่าโรงไฟฟ้าพลังความร้อนส่วนใหญ่ที่มีกำลังการผลิตต่ำกว่า 10 เมกะวัตต์จะติดตั้งเครื่องยนต์แก๊สในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า"

ข้อสรุป
การประมาณการข้างต้นดูเหมือนจะแสดงให้เห็นข้อดีของการขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์สำหรับโรงไฟฟ้าพลังงานต่ำอย่างชัดเจน
อย่างไรก็ตามในปัจจุบันกำลังของมอเตอร์ขับเคลื่อนที่ผลิตในรัสเซียที่เสนอสำหรับก๊าซธรรมชาตินั้นไม่เกินกำลังของ 800 kW-1500 kW (โรงงาน RUMO, N-Novgorod และโรงงานสร้างเครื่องจักร Kolomna) และโรงงานหลายแห่งสามารถให้พลังงานที่สูงกว่าได้ พลังขับเคลื่อนเทอร์โบ
พืชสองชนิดในรัสเซีย: พืชที่ตั้งชื่อตาม Klimova (เซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก) และ Perm Motors พร้อมที่จะจัดหาหน่วยพลังงาน mini-CHP ที่สมบูรณ์พร้อมหม้อต้มน้ำร้อนเหลือทิ้ง
กรณีจัดงานระดับภูมิภาค ศูนย์บริการปัญหาการบำรุงรักษาและการซ่อมแซมกังหันกังหันขนาดเล็กสามารถแก้ไขได้โดยการเปลี่ยนกังหันเป็นตัวสำรองภายใน 2-4 ชั่วโมง และการซ่อมแซมเพิ่มเติมในสภาพโรงงานของศูนย์เทคนิค

ปัจจุบันประสิทธิภาพของกังหันก๊าซสามารถเพิ่มขึ้นได้ 20-30%โดยใช้การฉีดพลังไอน้ำเข้ากังหันแก๊ส (STIG Cycle หรือ Combined Cycle Gas Cycle ในกังหันตัวเดียว) นี้ โซลูชันทางเทคนิคได้รับการตรวจสอบในการทดสอบภาคสนามอย่างเต็มรูปแบบในปีก่อนหน้า โรงไฟฟ้า"Vodoley" ใน Nikolaev (ยูเครน) NPP "Mashproekt" และ PA "Zarya" ซึ่งทำให้สามารถเพิ่มพลังของหน่วยกังหันจาก 16 เป็น 25 MW และมีประสิทธิภาพเพิ่มขึ้นจาก 32.8% เป็น 41.8%
ไม่มีอะไรหยุดยั้งเราจากการถ่ายโอนประสบการณ์นี้ไปสู่ความจุที่น้อยลง และด้วยเหตุนี้จึงนำหน่วย CCGT ที่ให้มาแบบอนุกรมไปใช้ ในกรณีนี้ ประสิทธิภาพทางไฟฟ้าเทียบได้กับเครื่องยนต์ดีเซล และความหนาแน่นของพลังงานเพิ่มขึ้นมากจนต้นทุนเงินทุนอาจต่ำกว่าในโรงงาน CHP ที่ใช้ก๊าซถึง 50% ซึ่งน่าสนใจมาก

การทบทวนนี้ดำเนินการโดยมีวัตถุประสงค์เพื่อแสดงให้เห็นว่าเมื่อพิจารณาตัวเลือกสำหรับการก่อสร้างโรงไฟฟ้าในรัสเซียและยิ่งไปกว่านั้น ทิศทางในการสร้างโปรแกรมสำหรับการก่อสร้างโรงไฟฟ้า จำเป็นต้องพิจารณาไม่ใช่ตัวเลือกส่วนบุคคลที่ อาจเสนอ องค์กรการออกแบบแต่มีหลากหลายประเด็นโดยคำนึงถึงความสามารถและความสนใจของผู้ผลิตอุปกรณ์ในประเทศและระดับภูมิภาค

วรรณกรรม

1. Power Value, เล่ม 2, ฉบับที่ 4, กรกฎาคม/สิงหาคม 1998, สหรัฐอเมริกา, เวนทูรา, แคลิฟอร์เนีย
ตลาดกังหันขนาดเล็ก
สแตน ไพรซ์, สภาประสิทธิภาพพลังงานตะวันตกเฉียงเหนือ, ซีแอตเทิล, วอชิงตัน และพอร์ตแลนด์, ออริกอน
2. ทิศทางใหม่ของการผลิตพลังงานในฟินแลนด์
อัสโก วูโอริเนน, รศ. เทคโนโลยี วิทยาศาสตร์, JSC Vyartsila NSD Corporation, "ENERGETIK" -11.1997 น.22
3. เครื่องทำความร้อนอำเภอ. การวิจัยและพัฒนาเทคโนโลยีในประเทศเดนมาร์ก กระทรวงพลังงาน. การบริหารพลังงาน, 2536
4. โรงไฟฟ้าดีเซล เอส.อี.เอ็ม.ที. PIELSTICK. โอกาสในการจัดนิทรรศการ POWERTEK 2000 วันที่ 14-17 มีนาคม 2543
5. โรงไฟฟ้าและหน่วยไฟฟ้าแนะนำให้ใช้ที่โรงงานของ OAO GAZPROM แคตตาล็อก มอสโก 1999
6. ดีเซล โรงไฟฟ้า. โอกาสของ JSC "โรงงานสร้างเครื่องจักร Bryansk" 1999 หนังสือชี้ชวนนิทรรศการ POWERTEK 2000/
7. โรงไฟฟ้าพลังความร้อนแบบบล็อกโมดูลาร์ NK-900E ศูนย์วิทยาศาสตร์และเทคนิค JSC Samara ตั้งชื่อตาม น.ดี. คุซเนตโซวา หนังสือชี้ชวนนิทรรศการ POWERTEK 2000

กังหันความร้อนต่อเนื่องซึ่ง พลังงานความร้อนก๊าซอัดและความร้อน (โดยปกติคือผลิตภัณฑ์การเผาไหม้เชื้อเพลิง) จะถูกแปลงเป็นงานหมุนทางกลบนเพลา เป็นองค์ประกอบโครงสร้างของเครื่องยนต์กังหันแก๊ส

การให้ความร้อนของก๊าซอัดมักเกิดขึ้นในห้องเผาไหม้ นอกจากนี้ยังเป็นไปได้ที่จะให้ความร้อนในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ ฯลฯ กังหันก๊าซปรากฏตัวครั้งแรกเมื่อปลายศตวรรษที่ 19 เนื่องจากเป็นเครื่องยนต์กังหันแก๊ส และในการออกแบบให้มีความใกล้เคียงกับกังหันไอน้ำ กังหันก๊าซนั้นมีโครงสร้างเป็นชุดของขอบใบมีดที่อยู่นิ่งซึ่งจัดวางอย่างเป็นระเบียบของอุปกรณ์หัวฉีดและขอบหมุนของใบพัดซึ่งส่งผลให้เกิดส่วนที่ไหล ระยะกังหันเป็นอุปกรณ์หัวฉีดที่รวมกับใบพัด เวทีประกอบด้วยสเตเตอร์ ซึ่งรวมถึงชิ้นส่วนที่อยู่นิ่ง (ตัวเรือน ใบมีดหัวฉีด วงแหวนพันผ้าพันแผล) และโรเตอร์ ซึ่งเป็นชุดของชิ้นส่วนที่หมุนได้ (เช่น ใบมีดหมุน จาน เพลา)

การจำแนกประเภทของกังหันแก๊สนั้นดำเนินการตามหลาย ๆ อย่าง คุณสมบัติการออกแบบ: ตามทิศทางการไหลของก๊าซ จำนวนขั้นตอน วิธีใช้ความแตกต่างของความร้อน และวิธีการจ่ายก๊าซให้กับใบพัด ขึ้นอยู่กับทิศทางการไหลของก๊าซ กังหันก๊าซสามารถแยกแยะได้ระหว่างแนวแกน (ที่พบบ่อยที่สุด) และแนวรัศมี รวมถึงแนวทแยงและแนวสัมผัส ในกังหันก๊าซตามแนวแกน การไหลในส่วนเส้นลมปราณจะถูกลำเลียงไปตามแกนทั้งหมดของกังหันเป็นหลัก วี กังหันเรเดียลตรงกันข้าม ตั้งฉากกับแกน กังหันเรเดียลแบ่งออกเป็นแบบศูนย์กลางและแบบแรงเหวี่ยง ในกังหันแนวทแยง ก๊าซจะไหลในมุมหนึ่งกับแกนการหมุนของกังหัน ใบพัดของกังหันแทนเจนต์ไม่มีใบพัด กังหันดังกล่าวใช้สำหรับอัตราการไหลของก๊าซที่ต่ำมาก มักจะอยู่ใน เครื่องมือวัด. กังหันก๊าซมีทั้งแบบเดี่ยว สองขั้นตอน และหลายขั้นตอน

จำนวนขั้นตอนจะขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย: วัตถุประสงค์ของกังหัน การออกแบบ กำลังทั้งหมดที่พัฒนาขึ้นในขั้นตอนเดียว รวมถึงแรงดันตกคร่อมที่ถูกกระตุ้น ตามวิธีการใช้ความแตกต่างของความร้อนที่มีอยู่จะมีความแตกต่างระหว่างกังหันที่มีระดับความเร็วซึ่งมีเพียงการไหลเท่านั้นที่เปลี่ยนในใบพัดโดยไม่เปลี่ยนแรงดัน (กังหันที่ใช้งานอยู่) และกังหันที่มีระดับแรงดันซึ่งแรงดัน ลดลงทั้งในอุปกรณ์หัวฉีดและบนใบพัดโรเตอร์ (กังหันไอพ่น) ในกังหันก๊าซบางส่วน ก๊าซจะถูกส่งไปยังใบพัดตามส่วนของเส้นรอบวงของอุปกรณ์หัวฉีดหรือตามเส้นรอบวงทั้งหมด

ในกังหันแบบหลายขั้นตอน กระบวนการแปลงพลังงานประกอบด้วยกระบวนการตามลำดับจำนวนหนึ่งในแต่ละขั้นตอน ก๊าซอัดและความร้อนจะถูกส่งไปยังช่องระหว่างเบลดของอุปกรณ์หัวฉีดด้วยความเร็วเริ่มต้น โดยที่ในระหว่างกระบวนการขยาย ความแตกต่างของความร้อนที่มีอยู่บางส่วนจะถูกแปลงเป็นพลังงานจลน์ของไอพ่นที่ไหลออก การขยายตัวของก๊าซเพิ่มเติมและการแปลงการถ่ายเทความร้อนเป็นงานที่มีประโยชน์เกิดขึ้นในช่องระหว่างใบพัดของใบพัด การไหลของก๊าซที่กระทำต่อใบพัดทำให้เกิดแรงบิดบนเพลาหลักของกังหัน ในกรณีนี้ ความเร็วของก๊าซสัมบูรณ์จะลดลง ยิ่งความเร็วนี้ต่ำลงเท่าไร ส่วนใหญ่พลังงานก๊าซถูกแปลงเป็นงานเครื่องกลบนเพลากังหัน

ประสิทธิภาพบ่งบอกถึงประสิทธิภาพของกังหันก๊าซ ซึ่งเป็นอัตราส่วนของงานที่แยกออกจากเพลาต่อพลังงานก๊าซที่มีอยู่ด้านหน้ากังหัน ประสิทธิภาพประสิทธิผลของกังหันหลายขั้นตอนสมัยใหม่ค่อนข้างสูงและสูงถึง 92-94%

หลักการทำงานของกังหันแก๊สมีดังนี้: ก๊าซถูกสูบเข้าไปในห้องเผาไหม้โดยคอมเพรสเซอร์ ผสมกับอากาศ สร้างส่วนผสมของเชื้อเพลิงและจุดติดไฟ ผลิตภัณฑ์การเผาไหม้ที่เกิดขึ้นที่มีอุณหภูมิสูง (900-1200 ° C) ผ่านใบมีดหลายแถวที่ติดตั้งอยู่บนเพลากังหันและนำไปสู่การหมุนของกังหัน พลังงานกลที่เกิดขึ้นของเพลาจะถูกส่งผ่านกระปุกเกียร์ไปยังเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ผลิตกระแสไฟฟ้า

พลังงานความร้อนก๊าซที่ออกจากกังหันจะเข้าสู่ตัวแลกเปลี่ยนความร้อน นอกจากนี้ แทนที่จะผลิตไฟฟ้า พลังงานกลของกังหันสามารถใช้เพื่อควบคุมปั๊ม คอมเพรสเซอร์ ฯลฯ ต่างๆ เชื้อเพลิงที่ใช้กันมากที่สุดสำหรับกังหันก๊าซคือก๊าซธรรมชาติ แม้ว่าสิ่งนี้จะไม่รวมความเป็นไปได้ในการใช้เชื้อเพลิงก๊าซอื่นๆ ก็ตาม แต่ในขณะเดียวกัน กังหันก๊าซก็มีความไม่แน่นอนอย่างมากและมีความต้องการคุณภาพในการเตรียมเพิ่มขึ้น (จำเป็นต้องมีการรวมเชิงกลและความชื้นบางอย่าง)

อุณหภูมิของก๊าซที่เล็ดลอดออกมาจากกังหันคือ 450-550 °C อัตราส่วนเชิงปริมาณของพลังงานความร้อนต่อพลังงานไฟฟ้าสำหรับกังหันก๊าซอยู่ในช่วง 1.5: 1 ถึง 2.5: 1 ซึ่งทำให้สามารถสร้างระบบโคเจนเนอเรชั่นที่แตกต่างกันตามประเภทของสารหล่อเย็น:

1) การใช้ก๊าซไอเสียร้อนโดยตรง (โดยตรง)
2) การผลิตไอน้ำแรงดันต่ำหรือปานกลาง (8-18 กก./ซม.2) ในหม้อต้มภายนอก
3) การผลิตน้ำร้อน (ดีกว่าเมื่ออุณหภูมิที่ต้องการเกิน 140 °C)
4) การผลิตไอน้ำแรงดันสูง

นักวิทยาศาสตร์โซเวียต B. S. Stechkin, G. S. Zhiritsky, N. R. Briling, V. V. Uvarov, K. V. Kholshchevikov, I. I. Kirillov และคนอื่น ๆ มีส่วนสนับสนุนอย่างมากในการพัฒนากังหันก๊าซ การสร้างกังหันก๊าซสำหรับหน่วยกังหันก๊าซแบบอยู่กับที่และแบบเคลื่อนที่ได้ประสบความสำเร็จ บริษัทต่างประเทศ(Swiss Brown-Boveri ซึ่งนักวิทยาศาสตร์ชาวสโลวาเกียชื่อดัง A. Stodola ทำงานและ Sulzer, American General Electric เป็นต้น)

ใน การพัฒนาต่อไปกังหันก๊าซขึ้นอยู่กับความเป็นไปได้ในการเพิ่มอุณหภูมิของก๊าซที่ด้านหน้ากังหัน นี่เป็นเพราะการสร้างวัสดุทนความร้อนใหม่และระบบระบายความร้อนที่เชื่อถือได้สำหรับเบลดทำงานพร้อมการปรับปรุงส่วนการไหลอย่างมีนัยสำคัญ ฯลฯ

ต้องขอบคุณการเปลี่ยนแปลงที่แพร่หลายในทศวรรษ 1990 กังหันก๊าซมีส่วนสำคัญในตลาดสำหรับการใช้ก๊าซธรรมชาติเป็นเชื้อเพลิงหลักในการผลิตพลังงานไฟฟ้า แม้ว่า ประสิทธิภาพสูงสุดอุปกรณ์สามารถทำได้ที่กำลัง 5 MW และสูงกว่า (สูงถึง 300 MW) ผู้ผลิตบางรายผลิตแบบจำลองในช่วง 1-5 MW

กังหันก๊าซใช้ในโรงงานการบินและโรงไฟฟ้า

• ก่อนหน้านี้: เครื่องวิเคราะห์ก๊าซ
• กำลังติดตาม: เครื่องยนต์แก๊ส

หมวดหมู่: อุตสาหกรรมบน G 

บทความนี้จะอธิบายวิธีคำนวณประสิทธิภาพของกังหันก๊าซที่ง่ายที่สุด และแสดงตารางของกังหันก๊าซและกังหันก๊าซรอบรวมต่างๆ เพื่อเปรียบเทียบประสิทธิภาพและคุณลักษณะอื่นๆ

ในด้านการใช้กังหันก๊าซและเทคโนโลยีวงจรรวมเชิงอุตสาหกรรม รัสเซียอยู่เบื้องหลังประเทศที่ก้าวหน้าของโลกอย่างมาก

ผู้นำระดับโลกในการผลิตโรงไฟฟ้าก๊าซและพลังงานความร้อนร่วมพลังงานสูง: GE, Siemens Wistinghouse, ABB - บรรลุค่าพลังงานต่อหน่วยของหน่วยกังหันก๊าซขนาด 280-320 MW และประสิทธิภาพมากกว่า 40% พร้อมการใช้งาน โครงสร้างส่วนบนของพลังไอน้ำในวงจรรวม (เรียกอีกอย่างว่าไบนารี่) - กำลัง 430- 480 MW ประสิทธิภาพสูงถึง 60% หากคุณมีคำถามเกี่ยวกับความน่าเชื่อถือของหน่วย CCGT โปรดอ่านบทความ

ตัวเลขที่น่าประทับใจเหล่านี้ใช้เป็นแนวทางในการกำหนดเส้นทางการพัฒนาสำหรับอุตสาหกรรมวิศวกรรมพลังงานของรัสเซีย

ประสิทธิภาพของหน่วยกังหันก๊าซถูกกำหนดอย่างไร?

ต่อไปนี้เป็นสูตรง่ายๆ สองสามสูตรเพื่อแสดงประสิทธิภาพของกังหันก๊าซ:

กำลังภายในกังหัน:

• Nт = Gух * Lт โดยที่ Lт – การทำงานของกังหัน Gух – อัตราการไหลของก๊าซไอเสีย

กำลังภายในของหน่วยกังหันก๊าซ:

• Ni gtu = Nt – Nk โดยที่ Nk คือกำลังภายในของเครื่องอัดอากาศ

กำลังที่มีประสิทธิภาพของหน่วยกังหันก๊าซ:

• Neeff = Ni gtu * ประสิทธิภาพกลไก ประสิทธิภาพกลไก - ประสิทธิภาพที่เกี่ยวข้องกับการสูญเสียทางกลในตลับลูกปืน สามารถรับได้ 0.99

พลังงานไฟฟ้า:

• Nel = Ne * เช่น ประสิทธิภาพ โดยที่ เช่น ประสิทธิภาพคือประสิทธิภาพที่เกี่ยวข้องกับการสูญเสียในเครื่องกำเนิดไฟฟ้า เราสามารถหาได้ 0.985

ความร้อนเชื้อเพลิงที่มีอยู่:

• Q run = Gtop * Qrn โดยที่ Gtop คือการสิ้นเปลืองน้ำมันเชื้อเพลิง Qrn คือความร้อนในการทำงานที่ต่ำกว่าของการเผาไหม้เชื้อเพลิง

ประสิทธิภาพทางไฟฟ้าสัมบูรณ์ของหน่วยกังหันก๊าซ:

• ประสิทธิภาพ = การแสดง Nel/Q

ประสิทธิภาพของ CCGT สูงกว่าประสิทธิภาพของ GTUเนื่องจากโรงงานผลิตก๊าซไอน้ำใช้ความร้อนของก๊าซไอเสียของหน่วยกังหันก๊าซ หม้อต้มความร้อนเหลือทิ้งถูกติดตั้งด้านหลังกังหันแก๊ส ซึ่งความร้อนจากก๊าซไอเสียของกังหันก๊าซจะถูกถ่ายโอนไปยังของไหลทำงาน (น้ำป้อน) ไอน้ำที่สร้างขึ้นจะถูกส่งไปยังกังหันไอน้ำเพื่อผลิตไฟฟ้าและความร้อน

อ่านเพิ่มเติม: วิธีการเลือกหน่วยกังหันก๊าซสำหรับสถานีที่มีหน่วย CCGT

ประสิทธิภาพของหน่วย CCGT มักจะแสดงด้วยอัตราส่วน:

• ประสิทธิภาพของ PSU = ประสิทธิภาพ GTU*B+(ประสิทธิภาพ 1-GTU*B)*ประสิทธิภาพของ PSU

B คือระดับของไบนารีของวงจร

ประสิทธิภาพของ PSU - ประสิทธิภาพโรงไฟฟ้าพลังไอน้ำ

• B = คิวเคเอส/(คิวเคเอส+คิวคู)

Qкс – ความร้อนของเชื้อเพลิงที่ถูกเผาในห้องเผาไหม้ของกังหันก๊าซ

Qку – ความร้อนของเชื้อเพลิงเพิ่มเติมที่ถูกเผาในหม้อต้มความร้อนเหลือทิ้ง

มีข้อสังเกตว่าถ้า Qky = 0 ดังนั้น B = 1 เช่น การติดตั้งเป็นแบบไบนารี่โดยสมบูรณ์

อิทธิพลของระดับไบนารี่ต่อประสิทธิภาพของหน่วย CCGT

บี	ประสิทธิภาพของจีทียู	ประสิทธิภาพของสุนัข	ประสิทธิภาพของพีจียู
1	0,32	0,3	0,524
1	0,36	0,32	0,565
1	0,36	0,36	0,590
1	0,38	0,38	0,612
0,3	0,32	0,41	0,47
0,4	0,32	0,41	0,486
0,3	0,36	0,41	0,474
0,4	0,36	0,41	0,495
0,3	0,36	0,45	0,51
0,4	0,36	0,45	0,529

เรามานำเสนอตารางตามลำดับที่มีลักษณะประสิทธิภาพของหน่วยกังหันก๊าซ และหลังจากนั้น ประสิทธิภาพของหน่วยกังหันก๊าซแบบวงรอบรวมกับเครื่องจักรก๊าซเหล่านี้ และเปรียบเทียบประสิทธิภาพของหน่วยกังหันก๊าซแต่ละหน่วยกับประสิทธิภาพของวงจรรวม หน่วยกังหันก๊าซ

ลักษณะของกังหันก๊าซทรงพลังที่ทันสมัย

กังหันก๊าซเอบีบี

ลักษณะเฉพาะ	รุ่นจีทียู
	GT26GTU พร้อมการอุ่นเครื่อง	GT24GTU พร้อมการอุ่นเครื่อง
กำลังไฟฟ้า ISO เมกะวัตต์	265	183
ประสิทธิภาพ %	38,5	38,3
	30	30
	562	391
	1260	1260
	610	610
	50	50

โรงไฟฟ้าพลังความร้อนร่วมที่ใช้กังหันก๊าซ ABB

กังหันก๊าซจีอี

ลักษณะเฉพาะ	รุ่นจีทียู
	MS7001FA	MS9001FA	MS7001G	MS9001G
กำลังไฟฟ้า ISO เมกะวัตต์	159	226,5	240	282
ประสิทธิภาพ %	35,9	35,7	39,5	39,5
อัตราส่วนแรงดันคอมเพรสเซอร์	14,7	14,7	23,2	23,2
อัตราการไหลของของเหลวทำงานที่ไอเสียของกังหันก๊าซ กิโลกรัม/วินาที	418	602	558	685
อุณหภูมิเริ่มต้นหน้าใบมีดทำงาน 1 ช้อนโต๊ะ กับ	1288	1288	1427	1427
อุณหภูมิของของไหลทำงานที่ไอเสีย C	589	589	572	583
ความถี่การหมุนของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า 1/s	60	50	60	50

อ่านเพิ่มเติม: ทำไมต้องสร้างโรงไฟฟ้าพลังความร้อนร่วม? ข้อดีของโรงไฟฟ้าพลังความร้อนร่วมมีอะไรบ้าง

โรงไฟฟ้าพลังความร้อนร่วมที่ใช้กังหันก๊าซของ GE

ลักษณะเฉพาะ	รุ่นจีทียู
	MS7001FA	MS9001FA	MS7001G	MS9001G
ส่วนประกอบของส่วนกังหันก๊าซของหน่วย CCGT	1xMS7001FA	1xMS9001FA	1xMS9001G	1xMS9001H
รุ่น CCGT	S107FA	S109FA	S109G	S109H
ซีซีจีที พลังงาน เมกะวัตต์	259.7	376.2	420.0	480.0
ประสิทธิภาพ CCGT %	55.9	56.3	58.0	60.0

กังหันก๊าซจากซีเมนส์

ลักษณะเฉพาะ	รุ่นจีทียู
	V64.3A	V84.3A	V94.3A
กำลังไฟฟ้า ISO เมกะวัตต์	70	170	240
ประสิทธิภาพ %	36,8	38	38
อัตราส่วนแรงดันคอมเพรสเซอร์	16,6	16,6	16,6
อัตราการไหลของของเหลวทำงานที่ไอเสียของกังหันก๊าซ กิโลกรัม/วินาที	194	454	640
อุณหภูมิเริ่มต้นหน้าใบมีดทำงาน 1 ช้อนโต๊ะ กับ	1325	1325	1325
อุณหภูมิของของไหลทำงานที่ไอเสีย C	565	562	562
ความถี่การหมุนของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า 1/s	50/60	60	50

โรงไฟฟ้าพลังความร้อนร่วมที่ใช้กังหันก๊าซของ Siemens

กังหันก๊าซ Westinghouse-Mitsubishi-Fiat

ลักษณะเฉพาะ	รุ่นจีทียู
	501F	501G	701F	701G1	701G2
กำลังไฟฟ้า ISO เมกะวัตต์	167	235,2	251,1	271	308
ประสิทธิภาพ %	36,1	39	37	38,7	39
อัตราส่วนแรงดันคอมเพรสเซอร์	14	19,2	16,2	19	21
อัตราการไหลของของเหลวทำงานที่ไอเสียของกังหันก๊าซ กิโลกรัม/วินาที	449,4	553,4	658,9	645	741
อุณหภูมิเริ่มต้นหน้าใบมีดทำงาน 1 ช้อนโต๊ะ กับ	1260	1427	1260	1427	1427
อุณหภูมิของของไหลทำงานที่ไอเสีย C	596	590	569	588	574
ความถี่การหมุนของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า 1/s	60	60	50	50	50

เช่นเดียวกับเครื่องยนต์ดีเซลหรือเบนซิน กังหันก๊าซเป็นเครื่องยนต์สันดาปภายในที่มีรอบการทำงานของไอดี-การบีบอัด-การเผาไหม้ (การขยายตัว)-ไอเสีย แต่การเคลื่อนไหวพื้นฐานแตกต่างอย่างมาก ส่วนการทำงานของกังหันก๊าซจะหมุน และในเครื่องยนต์ลูกสูบจะเคลื่อนที่ไปมา

หลักการทำงานของกังหันแก๊สแสดงในรูปด้านล่าง ขั้นแรก อากาศจะถูกอัดด้วยคอมเพรสเซอร์ จากนั้นอากาศอัดจะถูกส่งไปยังห้องเผาไหม้ ที่นี่เชื้อเพลิงจะเผาไหม้อย่างต่อเนื่องทำให้เกิดก๊าซที่มีอุณหภูมิและความดันสูง จากห้องเผาไหม้ ก๊าซซึ่งขยายตัวในกังหัน กดบนใบพัดและหมุนโรเตอร์กังหัน (เพลาที่มีใบพัดในรูปแบบของดิสก์ที่มีใบมีดทำงาน) ซึ่งจะหมุนเพลาคอมเพรสเซอร์อีกครั้ง พลังงานที่เหลือจะถูกกำจัดออกผ่านทางเพลาปฏิบัติการ

คุณสมบัติของกังหันก๊าซ

ประเภทของกังหันก๊าซตามการออกแบบและวัตถุประสงค์

กังหันก๊าซประเภทพื้นฐานที่สุดคือกังหันที่สร้างแรงผลักดันจากกระแสน้ำเจ็ต และเป็นกังหันที่มีการออกแบบที่ง่ายที่สุดด้วย
เครื่องยนต์นี้เหมาะสำหรับเครื่องบินที่บินบน ความเร็วสูงและใช้ในเครื่องบินความเร็วเหนือเสียงและเครื่องบินรบ

ประเภทนี้มีกังหันแยกต่างหากด้านหลังเครื่องยนต์เทอร์โบเจ็ทที่หมุนพัดลมขนาดใหญ่ที่ด้านหน้า พัดลมนี้เพิ่มการไหลเวียนของอากาศและกระแสลม
ประเภทนี้มีเสียงรบกวนต่ำและประหยัดที่ความเร็วต่ำกว่าเสียง ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมกังหันก๊าซประเภทนี้จึงถูกใช้เพื่อจ่ายพลังงานให้กับเครื่องยนต์ของเครื่องบินโดยสาร

กังหันก๊าซนี้ผลิตพลังงานในรูปของแรงบิด โดยกังหันและคอมเพรสเซอร์ใช้เพลาร่วมกัน พลังงานที่มีประโยชน์ส่วนหนึ่งของกังหันใช้ในการหมุนเพลาคอมเพรสเซอร์และพลังงานที่เหลือจะถูกถ่ายโอนไปยังเพลาทำงาน
ประเภทนี้ใช้เมื่อต้องการความเร็วในการหมุนคงที่ เช่น เป็นไดรฟ์กำเนิดไฟฟ้า

ในประเภทนี้ กังหันตัวที่สองจะถูกวางหลังกังหันเครื่องกำเนิดก๊าซ และแรงหมุนจะถูกส่งไปยังกังหันโดยกระแสไอพ่น กังหันด้านหลังนี้เรียกว่ากังหันกำลัง เนื่องจากเพลาของกังหันกำลังและคอมเพรสเซอร์ไม่ได้เชื่อมต่อกันด้วยกลไก ความเร็วของการหมุนของเพลาทำงานจึงสามารถปรับได้อย่างอิสระ เหมาะเป็นไดรฟ์แบบกลไกที่มีความเร็วในการหมุนที่หลากหลาย
ประเภทนี้มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในเครื่องบินและเฮลิคอปเตอร์ที่ขับเคลื่อนด้วยใบพัด เช่นเดียวกับในการใช้งานต่างๆ เช่น ตัวขับปั๊ม/คอมเพรสเซอร์ เครื่องยนต์หลักทางทะเล ตัวขับเคลื่อนเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ฯลฯ

กังหันก๊าซซีรีส์ GREEN คืออะไร

ปรัชญาที่ Kawasaki ยึดถือในธุรกิจกังหันก๊าซนับตั้งแต่การพัฒนากังหันก๊าซเครื่องแรกของเราในปี 1972 ทำให้เราสามารถนำเสนออุปกรณ์ที่ทันสมัยมากขึ้นแก่ลูกค้า ซึ่งประหยัดพลังงานและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากขึ้น แนวคิดที่ฝังอยู่ในผลิตภัณฑ์ของเราได้รับการชื่นชมอย่างสูงจากตลาดโลก และช่วยให้เราสามารถสะสมข้อมูลอ้างอิงสำหรับกังหันมากกว่า 10,000 เครื่อง (ณ สิ้นเดือนมีนาคม 2014) โดยเป็นส่วนหนึ่งของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสำรองและระบบโคเจนเนอเรชั่น
กังหันก๊าซของคาวาซากิประสบความสำเร็จอย่างมากมาโดยตลอด และเพื่อแสดงให้เห็นถึงความมุ่งมั่นของเราต่อหลักการนี้ เราได้ตั้งชื่อใหม่ว่า "กังหันก๊าซสีเขียว"

การพัฒนากังหันก๊าซประเภทใหม่ อัตราความต้องการก๊าซที่เพิ่มขึ้นเมื่อเทียบกับเชื้อเพลิงประเภทอื่น และแผนการขนาดใหญ่ของผู้บริโภคในอุตสาหกรรมเพื่อสร้างขีดความสามารถของตนเอง กำลังผลักดันความสนใจที่เพิ่มขึ้นในการก่อสร้างกังหันก๊าซ

รตลาดการผลิตขนาดเล็กมีแนวโน้มการพัฒนาที่ดี ผู้เชี่ยวชาญคาดการณ์ว่าความต้องการพลังงานแบบกระจายจะเพิ่มขึ้นจาก 8% (ปัจจุบัน) เป็น 20% (ภายในปี 2563) แนวโน้มนี้อธิบายได้จากอัตราค่าไฟฟ้าที่ค่อนข้างต่ำ (ต่ำกว่าอัตราค่าไฟฟ้าจากเครือข่ายส่วนกลาง 2-3 เท่า) นอกจากนี้ ตามคำกล่าวของ Maxim Zagornov สมาชิกสภาทั่วไปของธุรกิจรัสเซีย ประธานสมาคมพลังงานขนาดเล็กแห่งเทือกเขาอูราล ผู้อำนวยการกลุ่มบริษัท MKS การผลิตขนาดเล็กมีความน่าเชื่อถือมากกว่าการสร้างเครือข่าย: ในกรณีนี้ เกิดอุบัติเหตุบนโครงข่ายภายนอกไฟฟ้าจ่ายไม่หยุด ข้อได้เปรียบเพิ่มเติมของพลังงานแบบกระจายอำนาจคือความเร็วในการทดสอบการใช้งาน: 8-10 เดือน เทียบกับ 2-3 ปีในการสร้างและเชื่อมต่อสายเครือข่าย

Denis Cherepanov ประธานร่วมของคณะกรรมการ Business Russia ด้านพลังงาน ให้เหตุผลว่าอนาคตขึ้นอยู่กับคนรุ่นของเราเอง ตามที่รองประธานคนแรกของคณะกรรมการดูมาด้านพลังงานแห่งรัฐ Sergei Yesyakov ในกรณีของการกระจายพลังงานในห่วงโซ่ "ผู้ใช้พลังงาน" การเชื่อมโยงที่สำคัญคือผู้บริโภคไม่ใช่ภาคพลังงาน เมื่อผลิตไฟฟ้าใช้เอง ผู้บริโภคจะแจ้งกำลังไฟฟ้าที่ต้องการ การกำหนดค่า และแม้แต่ประเภทของเชื้อเพลิง พร้อมทั้งประหยัดค่าพลังงานที่ได้รับ 1 กิโลวัตต์ เหนือสิ่งอื่นใด ผู้เชี่ยวชาญเชื่อว่าสามารถประหยัดเพิ่มเติมได้หากโรงไฟฟ้าทำงานในโหมดโคเจนเนอเรชั่น โดยพลังงานความร้อนที่นำกลับมาใช้ใหม่จะถูกนำมาใช้เพื่อให้ความร้อน จากนั้นระยะเวลาคืนทุนของโรงไฟฟ้าที่ผลิตไฟฟ้าจะลดลงอย่างมาก

พื้นที่กระจายพลังงานที่มีการพัฒนาอย่างแข็งขันที่สุดคือการก่อสร้างโรงไฟฟ้ากังหันก๊าซพลังงานต่ำ โรงไฟฟ้ากังหันก๊าซได้รับการออกแบบมาเพื่อการทำงานในทุกสภาพอากาศ โดยเป็นแหล่งไฟฟ้าหลักหรือสำรองและความร้อนสำหรับโรงงานอุตสาหกรรมและในประเทศ การใช้โรงไฟฟ้าดังกล่าวในพื้นที่ห่างไกลทำให้สามารถประหยัดต้นทุนได้อย่างมากโดยการลดต้นทุนในการก่อสร้างและดำเนินการสายไฟยาวและในพื้นที่ภาคกลาง - เพื่อเพิ่มความน่าเชื่อถือของระบบไฟฟ้าและความร้อนสำหรับทั้งองค์กรและองค์กรแต่ละแห่ง และอาณาเขตโดยรวม ลองดูกังหันก๊าซและหน่วยกังหันก๊าซที่นำเสนอโดยผู้ผลิตที่มีชื่อเสียงสำหรับการก่อสร้างโรงไฟฟ้ากังหันก๊าซในตลาดรัสเซีย

ไฟฟ้าทั่วไป

โซลูชันกังหันแอโรเดริเวทีฟของ GE มีความน่าเชื่อถือสูงและเหมาะสำหรับใช้ในอุตสาหกรรมหลายประเภท ตั้งแต่น้ำมันและก๊าซไปจนถึงสาธารณูปโภค โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการผลิตขนาดเล็ก หน่วยกังหันก๊าซ GE ของตระกูล LM2500 ที่มีกำลังการผลิต 21 ถึง 33 MW และประสิทธิภาพสูงถึง 39% ถูกนำมาใช้งานอย่างจริงจัง LM2500 ใช้เป็นไดรฟ์กลและไดรฟ์เครื่องกำเนิดไฟฟ้า โดยทำงานในโรงไฟฟ้าแบบวงจรเรียบง่าย วงจรรวม โหมดโคเจนเนอเรชั่น แพลตฟอร์มนอกชายฝั่งและท่อต่างๆ

ตลอด 40 ปีที่ผ่านมา กังหัน GE ในซีรีส์นี้ขายดีที่สุดในระดับเดียวกัน โดยรวมแล้วมีการติดตั้งกังหันรุ่นนี้มากกว่า 2,000 เครื่องในโลก โดยมีเวลาทำงานรวมมากกว่า 75 ล้านชั่วโมง

ลักษณะสำคัญของกังหัน LM2500: การออกแบบให้มีน้ำหนักเบาและกะทัดรัดเพื่อการติดตั้งที่รวดเร็วและง่ายต่อการบำรุงรักษา เข้าถึงพลังเต็มตั้งแต่ช่วงเวลาที่เปิดตัวใน 10 นาที ประสิทธิภาพสูง (ในรอบธรรมดา) ความน่าเชื่อถือและความพร้อมใช้งานในระดับเดียวกัน ความเป็นไปได้ในการใช้ห้องเผาไหม้เชื้อเพลิงคู่สำหรับการกลั่นและก๊าซธรรมชาติ ความเป็นไปได้ในการใช้น้ำมันก๊าด โพรเพน ก๊าซเตาอบโค้ก เอทานอล และ LNG เป็นเชื้อเพลิง ระดับต่ำการปล่อย NOx โดยใช้ห้องเผาไหม้ DLE หรือ SAC ค่าสัมประสิทธิ์ความน่าเชื่อถือ - มากกว่า 99%; อัตราความพร้อม - มากกว่า 98%; การปล่อย NOx - 15 ppm (การปรับเปลี่ยน DLE)

เพื่อให้ลูกค้าได้รับการสนับสนุนที่เชื่อถือได้มาโดยตลอด วงจรชีวิตอุปกรณ์กำเนิด GE เปิด ศูนย์เฉพาะทางเทคโนโลยีพลังงานใน Kaluga โดยนำเสนอโซลูชั่นที่ทันสมัยแก่ลูกค้าในการบำรุงรักษา การตรวจสอบ และการซ่อมแซมกังหันก๊าซ บริษัทได้นำระบบการจัดการคุณภาพไปปฏิบัติให้สอดคล้องกับ มาตรฐานไอเอสโอ 9001.

คาวาซากิ เฮฟวี่ อินดัสทรีส์

บริษัทญี่ปุ่น คาวาซากิ เฮฟวี่ อินดัสทรีส์ จำกัด (KHI) เป็นบริษัทวิศวกรรมที่มีความหลากหลาย กังหันก๊าซมีบทบาทสำคัญในแผนการผลิต

ในปี พ.ศ. 2486 คาวาซากิได้สร้างเครื่องยนต์กังหันก๊าซเครื่องแรกของญี่ปุ่น และปัจจุบันเป็นหนึ่งในผู้นำระดับโลกที่ได้รับการยอมรับในด้านการผลิตเครื่องยนต์กังหันก๊าซกำลังขนาดเล็กและขนาดกลาง โดยมีการอ้างอิงสะสมสำหรับการติดตั้งมากกว่า 11,000 ครั้ง

ด้วยความเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและประสิทธิภาพเป็นสิ่งสำคัญ บริษัทจึงมีความก้าวหน้าอย่างมากในการพัฒนาเทคโนโลยีกังหันก๊าซและดำเนินการอย่างแข็งขัน การพัฒนาที่มีแนวโน้มรวมถึงในด้านแหล่งพลังงานใหม่เพื่อทดแทนเชื้อเพลิงฟอสซิล

ด้วยประสบการณ์ที่ดีในด้านเทคโนโลยีไครโยเจนิก เทคโนโลยีสำหรับการผลิต การจัดเก็บ และการขนส่งก๊าซเหลว คาวาซากิกำลังดำเนินการวิจัยและพัฒนาเชิงรุกในด้านการใช้ไฮโดรเจนเป็นเชื้อเพลิง

โดยเฉพาะอย่างยิ่งบริษัทมีกังหันต้นแบบที่ใช้ไฮโดรเจนเป็นสารเติมแต่งให้กับเชื้อเพลิงมีเทนอยู่แล้ว ในอนาคต คาดว่ากังหันจะใช้ไฮโดรเจนซึ่งอุดมด้วยพลังงานมากกว่าและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมอย่างยิ่ง จะมาแทนที่ไฮโดรคาร์บอน

กังหันแก๊ส Kawasaki series GPBออกแบบมาสำหรับการดำเนินการโหลดพื้นฐาน รวมถึงแผนการโต้ตอบเครือข่ายทั้งแบบขนานและแบบแยก โดยมีช่วงกำลังไฟฟ้าพื้นฐานคือเครื่องจักรตั้งแต่ 1.7 ถึง 30 MW

กลุ่มผลิตภัณฑ์ประกอบด้วยกังหันที่ใช้การฉีดไอน้ำเพื่อลดการปล่อยมลพิษที่เป็นอันตราย และใช้เทคโนโลยี DLE ซึ่งได้รับการดัดแปลงโดยวิศวกรของบริษัท

ประสิทธิภาพทางไฟฟ้า ขึ้นอยู่กับรอบการผลิตและกำลัง ตามลำดับ จาก 26.9% สำหรับ GPB17 และ GPB17D (กังหัน M1A-17 และ M1A-17D) ถึง 40.1% สำหรับ GPB300D (กังหัน L30A) พลังงานไฟฟ้า - ตั้งแต่ 1,700 ถึง 30 120 kW; พลังงานความร้อน - จาก 13,400 ถึง 8970 kJ/kWh; อุณหภูมิก๊าซไอเสีย - จาก 521 ถึง 470°C; ปริมาณการใช้ก๊าซไอเสีย - จาก 29.1 ถึง 319.4 พัน m3 / ชม. NOx (ที่ 15% O2) - 9/15 ppm สำหรับกังหันก๊าซ M1A-17D, M7A-03D, 25 ppm สำหรับกังหัน M7A-02D และ 15 ppm สำหรับกังหัน L20A และ L30A

ในแง่ของประสิทธิภาพ กังหันก๊าซของคาวาซากิแต่ละเครื่องอยู่ในระดับเดียวกัน เป็นผู้นำระดับโลกหรือหนึ่งในผู้นำ ประสิทธิภาพเชิงความร้อนโดยรวมของหน่วยพลังงานในการกำหนดค่าโคเจนเนอเรชั่นสูงถึง 86-87% บริษัทผลิตหน่วยกังหันก๊าซจำนวนหนึ่งในรูปแบบเชื้อเพลิงคู่ (ก๊าซธรรมชาติและเชื้อเพลิงเหลว) พร้อมการสลับอัตโนมัติ ปัจจุบันกังหันก๊าซสามรุ่นเป็นที่ต้องการมากที่สุดในหมู่ผู้บริโภคชาวรัสเซีย - GPB17D, GPB80D และ GPB180D

กังหันก๊าซของคาวาซากิมีความโดดเด่นด้วย: ความน่าเชื่อถือสูงและ ทรัพยากรที่ดี; การออกแบบที่กะทัดรัดซึ่งน่าดึงดูดเป็นพิเศษเมื่อเปลี่ยนอุปกรณ์ของโรงงานผลิตที่มีอยู่ บำรุงรักษาง่ายเนื่องจากการออกแบบตัวเครื่องแยกส่วน หัวเผาแบบถอดได้ รูตรวจสอบที่อยู่ในตำแหน่งที่เหมาะสมที่สุด ฯลฯ ซึ่งช่วยให้การตรวจสอบและบำรุงรักษาทำได้ง่ายขึ้น รวมถึงบุคลากรของผู้ใช้ด้วย

เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมและประหยัด ห้องเผาไหม้ของกังหันคาวาซากิได้รับการออกแบบโดยใช้วิธีการที่ทันสมัยที่สุด ซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการเผาไหม้และบรรลุประสิทธิภาพของกังหันที่ดีขึ้น เช่นเดียวกับการลดปริมาณ NOx และสารอันตรายอื่นๆ ในไอเสีย ประสิทธิภาพด้านสิ่งแวดล้อมได้รับการปรับปรุงด้วยการใช้เทคโนโลยีลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก (DLE) ที่ได้รับการปรับปรุง

ความเป็นไปได้ของการใช้เชื้อเพลิงที่หลากหลาย ก๊าซธรรมชาติ น้ำมันก๊าด น้ำมันดีเซล, น้ำมันเชื้อเพลิงชนิดเบาประเภท "A" รวมถึงก๊าซปิโตรเลียมที่เกี่ยวข้อง

บริการหลังการขายที่เชื่อถือได้ การบริการระดับสูง รวมถึงระบบตรวจสอบออนไลน์ฟรี (TechnoNet) พร้อมรายงานและการคาดการณ์ การสนับสนุนทางเทคนิคโดยบุคลากรที่มีคุณสมบัติสูง ตลอดจนการแลกเปลี่ยนเครื่องยนต์กังหันก๊าซทดแทนในระหว่างการยกเครื่องครั้งใหญ่ (เวลาหยุดทำงานของกังหันก๊าซลดลงเหลือ 2-3 สัปดาห์) เป็นต้น

ในเดือนกันยายน 2011 คาวาซากิได้เปิดตัวระบบห้องเผาไหม้แบบใหม่ที่ลดการปล่อย NOx ลงเหลือน้อยกว่า 10 ppm สำหรับเครื่องยนต์กังหันก๊าซ M7A-03 ซึ่งต่ำกว่ากฎระเบียบปัจจุบันด้วยซ้ำ แนวทางการออกแบบประการหนึ่งของบริษัทคือการสร้างอุปกรณ์ใหม่ที่ไม่เพียงแต่ตอบสนองความต้องการด้านสิ่งแวดล้อมที่เข้มงวดยิ่งขึ้นในอนาคตเท่านั้น แต่ยังทันสมัยอีกด้วย

หน่วยกังหันก๊าซ GPB50D คลาส 5 MW ที่มีประสิทธิภาพสูงพร้อมกังหัน Kawasaki M5A-01D ใช้เทคโนโลยีที่ได้รับการพิสูจน์แล้วล่าสุด ประสิทธิภาพสูงของยูนิตทำให้เหมาะสมที่สุดสำหรับการผลิตไฟฟ้าและโคเจนเนอเรชั่น นอกจากนี้ การออกแบบที่กะทัดรัดของ GPB50D ยังมีประโยชน์อย่างยิ่งเมื่อทำการอัพเกรดโรงงานที่มีอยู่ ประสิทธิภาพไฟฟ้าที่ได้รับการจัดอันดับที่ 31.9% นั้นดีที่สุดในโลกในบรรดาการติดตั้งระดับ 5MW

กังหัน M1A-17D เนื่องจากการใช้ห้องเผาไหม้ การออกแบบดั้งเดิมพร้อมระบบลดการปล่อยมลพิษแบบแห้ง (DLE) มีประสิทธิภาพด้านสิ่งแวดล้อมระดับชั้นนำ (NOx< 15 ppm) и эффективности.

มวลกังหันต่ำพิเศษ (1,470 กก.) ซึ่งเป็นปริมาณขั้นต่ำในระดับเดียวกัน เนื่องจากมีการใช้งานอย่างแพร่หลาย วัสดุคอมโพสิตและเซรามิกที่ใช้ทำใบพัด เป็นต้น เซรามิกมีความทนทานต่อการทำงานภายใต้ อุณหภูมิที่สูงขึ้นเสี่ยงต่อการปนเปื้อนน้อยกว่าโลหะ หน่วยกังหันก๊าซมีประสิทธิภาพทางไฟฟ้าเกือบ 27%

ในรัสเซีย ปัจจุบันคือ Kawasaki Heavy Industries, Ltd. ในความร่วมมือกับ บริษัท รัสเซียดำเนินโครงการที่ประสบความสำเร็จหลายโครงการ:

โรงไฟฟ้าพลังความร้อนขนาดเล็ก "Central" ในวลาดิวอสต็อก

ตามคำสั่งของ JSC Far Eastern Energy บริษัทจัดการ» (JSC DVEUK) ส่งมอบหน่วยกังหันก๊าซ GPB70D (M7A-02D) จำนวน 5 เครื่องให้กับ TPP “Tsentralnaya” สถานีแห่งนี้ให้บริการไฟฟ้าและความร้อนแก่ผู้บริโภคในใจกลางของการพัฒนาเกาะ Russky และวิทยาเขต Far Eastern มหาวิทยาลัยสหพันธรัฐ. TPP "Tsentralnaya" เป็นโรงไฟฟ้าแห่งแรกในรัสเซียที่มีกังหันคาวาซากิ

โรงไฟฟ้าพลังความร้อนขนาดเล็ก "Oceanarium" ในวลาดิวอสต็อก

โครงการนี้ยังดำเนินการโดย JSC DVEUK เพื่อจัดหาพลังงานให้กับศูนย์วิทยาศาสตร์และการศึกษา Primorsky Oceanarium ซึ่งตั้งอยู่บนเกาะ มีการจัดหาชุดกังหันก๊าซ GPB70D สองชุด

GTU ผลิตโดย Kawasaki ที่ PJSC Gazprom

MPP Energotekhnika LLC หุ้นส่วนชาวรัสเซียของ Kawasaki ซึ่งใช้กังหันก๊าซ M1A-17D ผลิตโรงไฟฟ้าตู้คอนเทนเนอร์ Corvette 1.7K สำหรับติดตั้งบน พื้นที่เปิดโล่งโดยมีช่วงอุณหภูมิแวดล้อมตั้งแต่ -60 ถึง +40 °C

ตามส่วนหนึ่งของข้อตกลงความร่วมมือ EGTE CORVET-1.7K จำนวนห้าลำได้รับการพัฒนาและประกอบที่โรงงานผลิตของ MPP Energotekhnika ความรับผิดชอบของบริษัทในโครงการนี้มีการแบ่งดังนี้: Kawasaki เป็นผู้จัดหาเครื่องยนต์กังหันก๊าซ M1A-17D และระบบควบคุมกังหัน Siemens AG เป็นผู้จัดหาเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแรงสูง MPP Energotekhnika LLC ผลิตคอนเทนเนอร์แบบบล็อก อุปกรณ์ดูดไอเสียและอากาศ ระบบควบคุมหน่วยกำลัง (รวมถึงระบบกระตุ้น SHUVGm) อุปกรณ์ไฟฟ้า - หลักและเสริม ทำทุกระบบให้สมบูรณ์ ประกอบและจัดหาโรงไฟฟ้าที่สมบูรณ์ รวมถึงการขาย เอพีซีเอส.

EGTES Corvette-1.7K ผ่านการทดสอบระหว่างแผนกและแนะนำให้ใช้ที่โรงงานของ PJSC Gazprom หน่วยพลังงานกังหันก๊าซได้รับการพัฒนาโดย LLC MPP Energotekhnika ตามข้อกำหนดทางเทคนิคของ PJSC Gazprom ภายใต้กรอบของโครงการความร่วมมือทางวิทยาศาสตร์และทางเทคนิคของ PJSC Gazprom และสำนักงานทรัพยากรธรรมชาติและพลังงานของญี่ปุ่น

กังหันสำหรับ CCGT ขนาด 10 MW ที่ NRU MPEI

Kawasaki Heavy Industries Ltd. ผลิตและจำหน่ายหน่วยกังหันก๊าซ GPB80D ที่สมบูรณ์ด้วยกำลังไฟฟ้า 7.8 MW ให้กับมหาวิทยาลัยวิจัยแห่งชาติ "MPEI" ซึ่งตั้งอยู่ในมอสโก MPEI CHPP เป็นโครงการด้านการศึกษาและการปฏิบัติจริง และผลิตไฟฟ้าและความร้อนในระดับอุตสาหกรรม มอบให้กับสถาบันพลังงานมอสโกเอง และจัดส่งให้กับเครือข่ายสาธารณูปโภคของมอสโก

การขยายภูมิศาสตร์ของโครงการ

บริษัทคาวาซากิซึ่งดึงความสนใจไปที่ข้อดีของการพัฒนาพลังงานในท้องถิ่นในทิศทางของการผลิตแบบกระจาย เสนอให้เริ่มดำเนินโครงการโดยใช้หน่วยกังหันก๊าซที่มีพลังงานน้อยที่สุด

มิตซูบิชิ ฮิตาชิ พาวเวอร์ ซิสเต็มส์

ช่วงรุ่นของกังหัน N-25 นำเสนอในช่วงกำลัง 28-41 MW การผลิตกังหันแบบครบวงจร รวมถึงการวิจัยและพัฒนาและศูนย์ตรวจสอบระยะไกล ดำเนินการที่โรงงานในฮิตาชิ ประเทศญี่ปุ่น โดย MHPS (Mitsubishi Hitachi Power Systems Ltd.) การก่อตั้งเกิดขึ้นในเดือนกุมภาพันธ์ 2014 จากการควบรวมกิจการของภาคส่วนการผลิตของผู้นำที่ได้รับการยอมรับในด้านวิศวกรรมเครื่องกล Mitsubishi Heavy Industries Ltd. และบริษัท ฮิตาชิ จำกัด

รุ่น H-25 มีการใช้กันอย่างแพร่หลายทั่วโลกสำหรับทั้งการทำงานของวงจรอย่างง่าย เนื่องจากมีประสิทธิภาพสูง (34-37%) และการทำงานของวงจรรวมในการกำหนดค่า 1x1 และ 2x1 ที่มีประสิทธิภาพ 51-53% ด้วยตัวบ่งชี้ที่อุณหภูมิสูงของก๊าซไอเสีย หน่วยกังหันก๊าซยังประสบความสำเร็จในการพิสูจน์ตัวเองว่าทำงานในโหมดโคเจนเนอเรชั่นด้วยประสิทธิภาพของสถานีรวมมากกว่า 80%

ความสามารถระยะยาวในการผลิตกังหันก๊าซที่มีกำลังการผลิตหลากหลายและการออกแบบกังหันอุตสาหกรรมแบบเพลาเดียวอย่างพิถีพิถัน ทำให้ N-25 มีความโดดเด่นในด้านความน่าเชื่อถือสูงด้วยอัตราความพร้อมของอุปกรณ์มากกว่า 99% เวลาทำงานรวมของรุ่นเกิน 6.3 ล้านชั่วโมงในช่วงครึ่งหลังของปี 2559 หน่วยกังหันก๊าซที่ทันสมัยผลิตขึ้นโดยมีขั้วต่อแนวแกนแนวนอนซึ่งช่วยให้บำรุงรักษาได้ง่ายตลอดจนความสามารถในการเปลี่ยนชิ้นส่วนของเส้นทางร้อนที่ สถานที่ปฏิบัติงาน

ห้องเผาไหม้แบบท่อ-วงแหวนทวนช่วยให้มั่นใจได้ถึงการเผาไหม้ที่เสถียรบนเชื้อเพลิงประเภทต่างๆ เช่น ก๊าซธรรมชาติ น้ำมันดีเซล ก๊าซปิโตรเลียมเหลว ก๊าซหุงต้ม ก๊าซเตาอบโค้ก เป็นต้น ห้องเผาไหม้สามารถสร้างในเวอร์ชันที่มีโหมดการเผาไหม้แบบแพร่กระจาย เช่นเดียวกับห้องเผาไหม้ที่ปล่อยก๊าซเรือนกระจกต่ำแบบแห้งผสมล่วงหน้าของส่วนผสมก๊าซ-อากาศ (DLN) เครื่องยนต์กังหันก๊าซ H-25 เป็นคอมเพรสเซอร์แบบไหลตามแนวแกน 17 สเตจ ควบคู่กับกังหันแอคทีฟ 3 สเตจ

ตัวอย่างการดำเนินงานที่เชื่อถือได้ของหน่วยกังหันก๊าซ N-25 ในโรงงานผลิตไฟฟ้าขนาดเล็กในรัสเซียคือการดำเนินงานโดยเป็นส่วนหนึ่งของหน่วยผลิตไฟฟ้าร่วมตามความต้องการของโรงงาน Ammoniy JSC ในเมือง Mendeleevsk สาธารณรัฐตาตาร์สถาน หน่วยผลิตไฟฟ้าร่วมให้พื้นที่การผลิตด้วยไฟฟ้า 24 MW และไอน้ำ 50 ตันต่อชั่วโมง (390°C / 43 กก./ซม.3) ในเดือนพฤศจิกายน 2017 การตรวจสอบระบบการเผาไหม้ของกังหันครั้งแรกประสบความสำเร็จที่ไซต์งาน ซึ่งยืนยันการทำงานที่เชื่อถือได้ของส่วนประกอบและส่วนประกอบของเครื่องจักรที่อุณหภูมิสูง

ในภาคส่วนน้ำมันและก๊าซ หน่วยกังหันก๊าซ N-25 ถูกนำมาใช้ในการดำเนินงานโรงงานแปรรูปบนบก Sakhalin II (OPF) ของบริษัท Sakhalin Energy Investment Company, Ltd. OPF ตั้งอยู่ทางเหนือของ Yuzhno-Sakhalinsk 600 กม. ในพื้นที่วางท่อส่งก๊าซนอกชายฝั่ง และเป็นหนึ่งในโรงงานที่สำคัญที่สุดของบริษัท ซึ่งรับผิดชอบในการเตรียมก๊าซและคอนเดนเสทสำหรับการส่งผ่านท่อไปยังคลังส่งออกน้ำมันและการผลิต LNG ในภายหลัง ปลูก. ศูนย์เทคโนโลยีประกอบด้วยกังหันก๊าซ N-25 สี่เครื่องที่ตั้งอยู่ใน การดำเนินงานทางอุตสาหกรรมตั้งแต่ปี 2551 เป็นต้นมา หน่วยผลิตพลังงานร่วมที่ใช้หน่วยกังหันก๊าซ N-25 ได้รับการบูรณาการเข้ากับระบบพลังงานที่ซับซ้อนของ OPF อย่างเต็มประสิทธิภาพ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ความร้อนจากก๊าซไอเสียจากกังหันจะถูกนำมาใช้เพื่อให้ความร้อนแก่น้ำมันดิบสำหรับการกลั่นน้ำมัน

ชุดเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากังหันก๊าซอุตสาหกรรมจาก Siemens (ต่อไปนี้จะเรียกว่า GTU) จะช่วยรับมือกับความยากลำบากของตลาดการผลิตไฟฟ้าแบบกระจายที่มีการพัฒนาแบบไดนามิก กังหันก๊าซที่มีกำลังไฟฟ้าต่อหน่วยตั้งแต่ 4 ถึง 66 MW ตอบสนองความต้องการระดับสูงในด้านการผลิตพลังงานรวมทางอุตสาหกรรมได้อย่างสมบูรณ์ ในแง่ของประสิทธิภาพของโรงงาน (สูงถึง 90%) ความน่าเชื่อถือในการดำเนินงาน ความยืดหยุ่นในการบำรุงรักษา และความปลอดภัยต่อสิ่งแวดล้อม ทำให้มั่นใจได้ถึงต้นทุนที่ต่ำ ตลอดอายุการใช้งานและให้ผลตอบแทนสูงจากการลงทุน ประสบการณ์ของบริษัทซีเมนส์ในการก่อสร้างหน่วยกังหันก๊าซอุตสาหกรรมและการก่อสร้างโรงไฟฟ้าพลังความร้อนซึ่งมีพื้นฐานมาจากหน่วยเหล่านี้มีมานานกว่า 100 ปี

หน่วยกังหันก๊าซของซีเมนส์ที่มีกำลังการผลิตตั้งแต่ 4 ถึง 66 เมกะวัตต์นั้นถูกใช้โดยบริษัทพลังงานขนาดเล็ก ผู้ผลิตไฟฟ้าอิสระ (เช่น สถานประกอบการอุตสาหกรรม) รวมถึงใน อุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซ. การใช้เทคโนโลยีการผลิตไฟฟ้าแบบกระจายร่วมกับการผลิตพลังงานความร้อนแบบผสมผสานทำให้สามารถหลีกเลี่ยงการลงทุนในสายไฟยาวหลายกิโลเมตร ลดระยะห่างระหว่างแหล่งพลังงานและวัตถุที่ใช้มัน และบรรลุการประหยัดต้นทุนอย่างจริงจังด้วยการครอบคลุมความร้อน สถานประกอบการอุตสาหกรรมและสิ่งอำนวยความสะดวกด้านโครงสร้างพื้นฐานผ่านการนำความร้อนกลับมาใช้ใหม่ โรงไฟฟ้าพลังความร้อนขนาดเล็กมาตรฐานที่ใช้หน่วยกังหันก๊าซของ Siemens สามารถสร้างได้ทุกที่ที่มีการเข้าถึงแหล่งเชื้อเพลิงหรือการจ่ายเชื้อเพลิงทันที

SGT-300 เป็นหน่วยกังหันก๊าซอุตสาหกรรมที่มีกำลังไฟฟ้าพิกัด 7.9 MW (ดูตารางที่ 1) ผสมผสานการออกแบบที่เรียบง่ายและเชื่อถือได้และเทคโนโลยีล่าสุด

ตารางที่ 1. ลักษณะเฉพาะของ SGT-300 สำหรับการขับเคลื่อนทางกลและการผลิตไฟฟ้า

การผลิตพลังงาน		ไดรฟ์กล
	7.9 เมกะวัตต์	8 เมกะวัตต์	9 เมกะวัตต์
กำลังใน ISO
	ก๊าซธรรมชาติ/เชื้อเพลิงเหลว/เชื้อเพลิงคู่และเชื้อเพลิงอื่นๆ ตามคำขอ เปลี่ยนเชื้อเพลิงอัตโนมัติจากหลักไปสำรองในทุกปริมาณ
อุดร การใช้ความร้อน	11.773 กิโลจูล/กิโลวัตต์ชั่วโมง	10.265 กิโลจูล/กิโลวัตต์ชั่วโมง	10.104 กิโลจูล/กิโลวัตต์ชั่วโมง
ความเร็วกังหันกำลัง		5,750 - 12,075 รอบต่อนาที	5,750 - 12,075 รอบต่อนาที
อัตราส่วนกำลังอัด
การไหลของก๊าซไอเสีย
อุณหภูมิก๊าซไอเสีย	542 องศาเซลเซียส (1.008 องศาฟาเรนไฮต์)	491 องศาเซลเซียส (916 องศาฟาเรนไฮต์)	512 องศาเซลเซียส (954 องศาฟาเรนไฮต์)
ไม่มีการปล่อยไอเสีย X น้ำมันแก๊สพร้อมระบบ DLE

1) ไฟฟ้า 2) ติดตั้งเพลา

ข้าว. 1. การออกแบบเครื่องกำเนิดแก๊ส SGT-300

สำหรับการผลิตพลังงานทางอุตสาหกรรม จะใช้หน่วยกังหันก๊าซรุ่นเพลาเดียว SGT-300 (ดูรูปที่ 1) เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการผลิตพลังงานความร้อนร่วม (CHP) หน่วยกังหันก๊าซ SGT-300 เป็นหน่วยกังหันก๊าซอุตสาหกรรมที่เดิมออกแบบมาสำหรับการผลิตและมีข้อได้เปรียบในการดำเนินงานดังต่อไปนี้สำหรับองค์กรปฏิบัติการ:

ประสิทธิภาพทางไฟฟ้า - 31% ซึ่งสูงกว่าประสิทธิภาพของหน่วยกังหันก๊าซที่มีพลังงานต่ำกว่าโดยเฉลี่ย 2-3% ด้วยค่าประสิทธิภาพที่สูงกว่าจึงทำให้เกิดผลกระทบทางเศรษฐกิจในการประหยัดก๊าซเชื้อเพลิง

เครื่องกำเนิดก๊าซติดตั้งห้องเผาไหม้แห้งที่ปล่อยก๊าซต่ำโดยใช้เทคโนโลยี DLE ซึ่งช่วยให้บรรลุระดับการปล่อย NOx และ CO ที่ต่ำกว่าที่กำหนดโดยเอกสารกำกับดูแลมากกว่า 2.5 เท่า

หน่วยกังหันก๊าซมีลักษณะไดนามิกที่ดีเนื่องจากมีการออกแบบเพลาเดียวและรับประกันการทำงานที่เสถียรของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเมื่อโหลดของเครือข่ายที่เชื่อมต่อภายนอกมีความผันผวน

การออกแบบทางอุตสาหกรรมของกังหันก๊าซช่วยให้มั่นใจได้ถึงอายุการใช้งานที่ยาวนานระหว่างการยกเครื่อง และเหมาะสมที่สุดจากมุมมองขององค์กร งานบริการซึ่งดำเนินการ ณ สถานที่ปฏิบัติงาน

การลดลงอย่างมากของพื้นที่ในอาคาร รวมถึงต้นทุนการลงทุน รวมถึงการซื้ออุปกรณ์เครื่องกลและไฟฟ้าของสถานีทั่วไป การติดตั้งและการทดสอบการใช้งาน เมื่อใช้โซลูชันที่ใช้ SGT-300 (รูปที่ 2)

ข้าว. 2. ลักษณะน้ำหนักและขนาดของบล็อก SGT-300

เวลาปฏิบัติงานรวมของกองเรือ SGT-300 ที่ติดตั้งนั้นมากกว่า 6 ล้านชั่วโมง โดยเวลาทำงานของกังหันก๊าซชั้นนำอยู่ที่ 151,000 ชั่วโมง ปัจจัยความพร้อมใช้งาน/ความพร้อมคือ 97.3% ปัจจัยความน่าเชื่อถือคือ 98.2%

OPRA (เนเธอร์แลนด์) - ซัพพลายเออร์ชั้นนำ ระบบพลังงานขึ้นอยู่กับกังหันก๊าซ OPRA พัฒนา ผลิต และทำการตลาดเครื่องยนต์กังหันก๊าซสมัยใหม่ซึ่งมีกำลังผลิตประมาณ 2 MW กิจกรรมหลักของบริษัทคือการผลิตไฟฟ้าสำหรับอุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซ

เครื่องยนต์ OPRA OP16 ที่เชื่อถือได้ให้มากกว่า ประสิทธิภาพสูงด้วยต้นทุนที่ต่ำกว่าและอายุการใช้งานที่ยาวนานกว่ากังหันอื่นๆ ในระดับเดียวกัน เครื่องยนต์ใช้เชื้อเพลิงเหลวและก๊าซหลายประเภท มีการดัดแปลงห้องเผาไหม้โดยลดปริมาณสารมลพิษในไอเสีย โรงไฟฟ้า OPRA OP16 1.5-2.0 MW จะเป็นผู้ช่วยที่เชื่อถือได้ในสภาวะการทำงานที่สมบุกสมบัน

กังหันก๊าซ OPRA เป็นอุปกรณ์ที่สมบูรณ์แบบสำหรับการผลิตไฟฟ้าในระบบไฟฟ้าอัตโนมัติและระบบโคเจนเนอเรชั่นขนาดเล็ก การพัฒนาการออกแบบกังหันใช้เวลามากกว่าสิบปี ผลลัพธ์ที่ได้คือเครื่องยนต์กังหันก๊าซที่เรียบง่าย เชื่อถือได้ และมีประสิทธิภาพ รวมถึงโมเดลการปล่อยมลพิษต่ำ

คุณสมบัติที่โดดเด่นของเทคโนโลยีในการแปลงพลังงานเคมีเป็นพลังงานไฟฟ้าใน OP16 คือระบบควบคุมที่ได้รับการจดสิทธิบัตรสำหรับการเตรียมและการจ่ายส่วนผสมเชื้อเพลิง COFAR ซึ่งให้โหมดการเผาไหม้โดยมีการก่อตัวของไนโตรเจนและคาร์บอนออกไซด์น้อยที่สุดตลอดจนขั้นต่ำ ของเชื้อเพลิงที่ยังไม่เผาไหม้ รูปทรงดั้งเดิมของกังหันแนวรัศมีที่ได้รับการจดสิทธิบัตรและการออกแบบคานยื่นโดยรวมของคาร์ทริดจ์แบบเปลี่ยนได้ ซึ่งรวมถึงเพลา แบริ่ง คอมเพรสเซอร์แบบแรงเหวี่ยง และกังหัน

ผู้เชี่ยวชาญจากบริษัท "OPRA" และ "MES Engineering" ได้พัฒนาแนวคิดในการสร้างเอกลักษณ์ที่เป็นหนึ่งเดียว ซับซ้อนทางเทคนิคการรีไซเคิลขยะ จากขยะมูลฝอยทั้งหมด 55-60 ล้านตันที่เกิดขึ้นในรัสเซียต่อปี หนึ่งในห้า - 11.7 ล้านตัน - ตกอยู่ที่เขตเมืองหลวง (3.8 ล้านตัน - ภูมิภาคมอสโก, 7.9 ล้านตัน - มอสโก) ในเวลาเดียวกันขยะในครัวเรือนจำนวน 6.6 ล้านตันถูกส่งออกจากมอสโกนอกถนนวงแหวนมอสโก ดังนั้นขยะมากกว่า 10 ล้านตันจึงถูกตั้งถิ่นฐานในภูมิภาคมอสโก ตั้งแต่ปี 2013 เป็นต้นมา มีการปิดสถานที่ฝังกลบขยะ 22 แห่งจาก 39 แห่งในภูมิภาคมอสโก ควรถูกแทนที่ด้วยศูนย์คัดแยกขยะ 13 แห่ง ซึ่งจะเริ่มดำเนินการในปี 2561-2562 รวมถึงโรงเผาขยะสี่แห่ง สถานการณ์เดียวกันนี้เกิดขึ้นในภูมิภาคอื่นๆ ส่วนใหญ่ อย่างไรก็ตาม การก่อสร้างโรงงานแปรรูปขยะขนาดใหญ่ไม่ได้สร้างผลกำไรเสมอไป ดังนั้นปัญหาการรีไซเคิลขยะจึงมีความเกี่ยวข้องมาก

แนวคิดที่พัฒนาขึ้นของคอมเพล็กซ์ทางเทคนิคแห่งเดียวผสมผสานการติดตั้ง OPRA ในแนวรัศมีอย่างสมบูรณ์ ซึ่งมีความน่าเชื่อถือและประสิทธิภาพสูง เข้ากับระบบแปรสภาพเป็นแก๊ส/ไพโรไลซิสของบริษัท MES ซึ่งช่วยให้สามารถแปลงได้อย่างมีประสิทธิภาพ หลากหลายชนิดของเสีย (รวมถึงขยะมูลฝอย กากตะกอนน้ำมัน ดินที่ปนเปื้อน ขยะชีวภาพและการแพทย์ เศษไม้ ไม้หมอน ฯลฯ) ให้เป็นเชื้อเพลิงที่ดีเยี่ยมสำหรับการผลิตความร้อนและไฟฟ้า จากความร่วมมือระยะยาว ได้มีการออกแบบศูนย์แปรรูปของเสียที่ได้มาตรฐานซึ่งมีกำลังการผลิต 48 ตัน/วัน และขณะนี้อยู่ในขั้นตอนการดำเนินการ (รูปที่ 3)

ข้าว. 3. แผนผังทั่วไปของศูนย์กำจัดขยะมาตรฐานที่มีกำลังการผลิต 48 ตัน/วัน

คอมเพล็กซ์นี้ประกอบด้วยการติดตั้งระบบแปรสภาพเป็นแก๊ส MES พร้อมพื้นที่จัดเก็บของเสีย กังหันก๊าซ OPRA สองเครื่องที่มีกำลังไฟฟ้ารวม 3.7 MW และพลังงานความร้อน 9 MW รวมถึงระบบเสริมและการป้องกันต่างๆ

การดำเนินการที่ซับซ้อนดังกล่าวช่วยให้ได้รับโอกาสในการจัดหาพลังงานและความร้อนอัตโนมัติให้กับโรงงานอุตสาหกรรมและเทศบาลต่างๆ บนพื้นที่ 2 เฮกตาร์ ในขณะเดียวกันก็แก้ไขปัญหาการรีไซเคิลขยะในครัวเรือนประเภทต่างๆ

ความแตกต่างระหว่างเทคโนโลยีที่ซับซ้อนที่พัฒนาแล้วและเทคโนโลยีที่มีอยู่นั้นเกิดขึ้นจากการผสมผสานที่เป็นเอกลักษณ์ของเทคโนโลยีที่นำเสนอ ปริมาณของเสียที่ใช้ไปจำนวนน้อย (2 ตันต่อชั่วโมง) พร้อมด้วยพื้นที่ที่ต้องการเพียงเล็กน้อยของไซต์งาน ทำให้สามารถวางได้ ซับซ้อนนี้ใกล้กับชุมชนขนาดเล็ก สถานประกอบการอุตสาหกรรม ฯลฯ ซึ่งช่วยประหยัดเงินอย่างมากในการขนส่งขยะไปยังสถานที่กำจัดอย่างต่อเนื่อง ความเป็นอิสระอย่างสมบูรณ์ของคอมเพล็กซ์ทำให้สามารถติดตั้งได้เกือบทุกที่ การใช้การออกแบบมาตรฐานที่พัฒนาขึ้น โครงสร้างโมดูลาร์ และระดับความพร้อมของอุปกรณ์โรงงานสูงสุด ทำให้สามารถลดเวลาการก่อสร้างลงเหลือ 1-1.5 ปี การใช้เทคโนโลยีใหม่ช่วยให้มั่นใจได้ถึงความเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมสูงสุดของคอมเพล็กซ์ หน่วยแปรสภาพเป็นแก๊ส MES ผลิตเศษส่วนของก๊าซและเชื้อเพลิงเหลวไปพร้อมๆ กัน และเนื่องจากลักษณะการใช้เชื้อเพลิงคู่ของกังหันก๊าซ OPRA จึงใช้งานพร้อมกัน ซึ่งเพิ่มความยืดหยุ่นของเชื้อเพลิงและความน่าเชื่อถือของแหล่งจ่ายไฟ ความต้องการคุณภาพเชื้อเพลิงของหน่วยกังหันก๊าซ OPRA ที่ต่ำจะเพิ่มความน่าเชื่อถือของทั้งระบบ การติดตั้ง MES ช่วยให้สามารถใช้ของเสียที่มีความชื้นได้ถึง 85% ดังนั้นจึงไม่จำเป็นต้องทำให้เสียแห้งซึ่งจะเพิ่มประสิทธิภาพของทั้งคอมเพล็กซ์ อุณหภูมิสูงของก๊าซไอเสียของหน่วยกังหันก๊าซ OPRA ช่วยให้สามารถจ่ายความร้อนได้อย่างน่าเชื่อถือ น้ำร้อนหรือไอน้ำ (ไอน้ำสูงสุด 11 ตันต่อชั่วโมง ที่ 12 บาร์) โครงการนี้เป็นมาตรฐานและสามารถปรับขนาดได้ ซึ่งช่วยให้สามารถกำจัดขยะจำนวนเท่าใดก็ได้

การคำนวณแสดงให้เห็นว่าต้นทุนการผลิตไฟฟ้าจะอยู่ที่ 0.01 ถึง 0.03 ยูโรต่อ 1 kWh ซึ่งแสดงให้เห็นว่าสูง ประสิทธิภาพทางเศรษฐกิจโครงการ. ดังนั้น บริษัท OPRA จึงยืนยันอีกครั้งว่ามุ่งเน้นไปที่การขยายขอบเขตของเชื้อเพลิงที่ใช้และเพิ่มความยืดหยุ่นของเชื้อเพลิง รวมถึงการมุ่งเน้นไปที่การใช้เทคโนโลยี "สีเขียว" สูงสุดในการพัฒนา