Газотурбинная установка это: Газотурбинная установка (ГТУ) — Что такое Газотурбинная установка (ГТУ)

Газотурбинные установки (ГТУ). Применение газотурбинных установок. Топливо для ГТУ

Газотурбинная установка

Газотурбинная установка — это агрегат, состоящий из газотурбинного двигателя, редуктора, генератора и вспомогательных систем. Поток газа, образованный в результате сгорания топлива, воздействуя на лопатки турбины, создает крутящий момент и вращает ротор, который в свою очередь соединен с генератором. Генератор вырабатывает электроэнергию.

В основу устройства газотурбинного агрегата положен принцип модульности: ГТУ состоят из отдельных блоков, включая блок автоматики. Модульная конструкция позволяет в кратчайшие сроки производить сервисное обслуживание и ремонт, наращивать мощность, а также экономить средства за счет того, что все работы могут производиться быстро на месте эксплуатации.

Принцип действия ГТУ был известен уже в XVIII в., а первый газотурбинный двигатель был построен в России инженером П.Д.Кузьминским в 1897—1900 гг. и тогда же прошел предварительные испытания. Полезная мощность от ГТУ была впервые получена в 1906 г. на установке французских инженеров Арменго и Лемаля.

На первых этапах развития газотурбинных установок (ГТУ) в них для сжигания топлива применяли два типа камер сгорания. В камеру сгорания первого типа топливо и окислитель (воздух) подавались непрерывно, их горение также поддерживалось непрерывно, а давление не изменялось. В камеру сгорания, второго типа топливо и окислитель (воздух) подавались порциями. Смесь поджигалась и сгорала в замкнутом объеме, а затем продукты сгорания поступали в турбину. В такой камере сгорания температура и давление не постоянны: они резко увеличиваются в момент сгорания топлива.

Со временем выявились несомненные преимущества камер сгорания первого типа. Поэтому в современных ГТУ топливо в большинстве случаев сжигают при постоянном давлении в камере сгорания.

Первые газотурбинные установки (ГТУ) имели низкий кпд, так как газовые турбины и компрессоры были несовершенны. По мере совершенствования этих агрегатов увеличивался кпд газотурбинных установок и они становились конкурентоспособными по отношению к другим видам тепловых двигателей.

В настоящее время газотурбинные установки являются основным видом двигателей, используемых в авиации, что обусловлено простотой их конструкции, способностью быстро набирать нагрузку, большой мощностью при малой массе, возможностью полной автоматизации управления. Самолет с газотурбинным двигателем впервые совершил полет в 1941 г.

В энергетике газотурбинные установки (ГТУ) работают в основном в то время, когда резко увеличивается потребление электроэнергии, т. е. во время пиков нагрузки. Хотя КПД ГТУ ниже КПД паротурбинных установок (при мощности 20—100 МВт КПД ГТУ достигает 20—30%), использование их в пиковом режиме оказывается выгодным, так как пуск занимает гораздо меньше времени.

В некоторых пиковых ГТУ в качестве источников газа для турбины, вращающей электрический генератор, применяют авиационные турбореактивные двигатели, отслужившие свой срок в авиации. Значительной экономии следует ожидать от парогазовых установок (ПГУ), в которых совместно работают паротурбинные и газотурбинные установки. Они позволяют на несколько процен­тов сократить расход топлива по сравнению с лучшими паротурбинными установками.

Наряду с паротурбинными установками и двигателями внутреннего сгорания ГТУ применяют в качестве основных двигателей на передвижных электростанциях.

В технологических процессах нефтеперегонных и химических производств горючие отходы используются в качестве топлива для газовых турбин.

Газотурбинные установки находят также широкое применение на железнодорожном, морском, речном и автомобильном транспорте. Так, на быстроходных судах на подводных крыльях и воздушной подушке ГТУ являются двигателями. На большегрузных автомобилях они могут использоваться в качестве как основного, так и вспомогательного двигателя, предназначенного для подачи воздуха в ‘основной двигатель внутреннего сгорания и работающего на его выхлопных газах.

Кроме того, ГТУ служат приводом нагнетателей природного газа на магистральных газопроводах, резервных электрогенераторов пожарных насосов.

Основное направление, по которому развивается газотурбиностроение — это повышение экономичности ГТУ за счет увеличения температуры и давления газа перед газовой турбиной. С этой целью разрабатываются сложные системы охлаждения наиболее напряженных деталей турбин или применяются новые, высокопрочные материалы — жаропрочные на основе никеля, керамика и др.

Газотурбинные установки обычно надежны и просты в эксплуатации при условии строгого соблюдения установленных правил и режимов работы, отступление от которых может вызвать разрушение турбин, поломку компрессоров, взрывы в камерах сгорания и др.

Применение газотурбинных энергоустановок

Газотурбинные энергоустановки применяются в качестве постоянных, резервных или аварийных источников тепло- и электроснабжения в городах, а также отдаленных, труднодоступных районах. Основные потребители продуктов работы ГТУ следующие:

• Нефтедобывающая промышленность
• Газодобывающая промышленность
• Металлургическая промышленность
• Лесная и деревообрабатывающая промышленность
• Муниципальные образования
• Сфера ЖКХ
• Сельское хозяйство
• Водоочистные сооружения
• Утилизация отходов

Электрическая мощность газотурбинных энергоустановок колеблется от десятков киловатт до сотен мегаватт. Наибольший КПД достигается при работе в режиме когенерации (одновременная выработка тепловой и электрической энергии) или тригенерации (одновременная выработка тепловой, электрической энергии и энергии холода).

Возможность получения недорогой тепловой и электрической энергии предполагает быструю окупаемость поставленной газотурбинной установки. Такая установка, совмещенная с котлом-утилизатором выхлопных газов, позволяет производить одновременно тепло и электроэнергию, благодаря чему достигаются наилучшие показатели по эффективности использования топлива.

Выходящие из турбины отработанные газы в зависимости от потребностей Заказчика используются для производства горячей воды или пара.

Топливо для газотурбинной установки

Газотурбинная установка может работать как на газообразном, так и на жидком топливе. Так, в газотурбинных агрегатах может использоваться:

• Дизельное топливо
• Керосин
• Природный газ
• Попутный нефтяной газ
• Биогаз (образованный из отходов сточных вод, мусорных свалок и т.п.)
• Шахтный газ
• Коксовый газ
• Древесный газ и др.

Большинство газотурбинных установок могут работать на низкокалорийных топливах с минимальной концентрацией метана (до 30%).

Преимущества газотурбинных электростанций:

• Минимальный ущерб для окружающей среды: низкий расход масла, возможность работы на отходах производства; выбросы вредных веществ: в пределах 25 ppm
• Низкий уровень шума и вибраций. Этот показатель не превышает 80-85 дБа.
• Компактные размеры и небольшой вес дают возможность разместить газотурбинную установку на небольшой площади, что позволяет существенно сэкономить средства. Возможны варианты крышного размещения газотурбинных установок небольшой мощности.
• Возможность работы на различных видах газа позволяет использовать газотурбинный агрегат в любом производстве на самом экономически выгодном виде топлива.
• Эксплуатация газотурбинных электростанций как в автономном режиме, так и параллельно с сетью.
• Возможность работы газотурбинной электростанции в течение длительного времени при очень низких нагрузках, в том числе в режиме холостого хода.
• Максимально допустимая перегрузка: 150% номинального тока в течение 1 минуты, 110% номинального тока в течение 2 часов.
• Способность системы генератора и возбудителя выдерживать не менее 300% номинального непрерывного тока генератора в течение 10 секунд в случае трехфазного симметричного короткого замыкания на клеммах генератора,тем самым, обеспечивая достаточное время для срабатывания селективных выключателей.



Газотурбинная установка (ГТУ или ГПА) » Все о транспорте газа

 

 Газотурбинная установка (ГТУ) — машина, преобразующая тепловую энергию в механическую и состоящая из одного или нескольких компрессоров (чаще осевого типа), теплового устройства для нагрева рабочего тела, одной или нескольких турбин, системы регулирования и необходимого вспомогательною оборудования (рис. 1)

. Полезная мощность в ГТУ совершается за счет внутренней энергии газового потока, поступаюшего с большой скоростью на лопатки ротора турбины.

При работе турбины атмосферный воздух засасывается в осевой компрессор 3, сжимается и поступает в камеру сгорания 1. Одновременно часть воздуха направляется в кольцевое пространство между стенкой и корпусом камеры сгорания. Внутрь камеры сгорания непрерывно поступает топливо, сгорающее при постоянном давлении. Поэтому из камеры сгорания непрерывной струей выходят продукты сгорания, направляющиеся в сопла. В соплах энергия давления в результате расширения газа преобразуется в кинетическую энергию газовой струи, поступающей на лопатки турбины. Воздух, омывающий жаровую трубу камеры сгорания, охлаждает ее и, смешиваясь с продуктами сгорания, выходящими из жаровой трубы, также поступает в 

турбину 2. Примешивание этой доли воздуха к продуктам сгорания, имеющим высокую температуру — около 1800-2000 °С, необходимо для снижения температуры газов до величины, безопасной для металла лопаток газовой турбины. Поэтому общее количество воздуха, сжимаемого втурбокомпрессоре 3, значительно (в 6 раз и более) превышает количество воздуха, теоретически необходимого для сгорания топлива. 

Общее представление о принципах работы турбины можно получить при рассмотрении устройства простейшей активной турбины (рис. 2).

На валу 1 насажен диск 2, по ободу которого на равных расстояниях закреплены рабочие лопатки . Слева от рабочих лопаток в корпусе 5 размешено сопло 4, представляющее собой криволинейный канал плав­ного очертания. При постоянном расходе газа за счет сужения канала в пределах сопла скорость потока возрастает, а давление уменьшается от р₀ до р₁ . Следовательно, в пределах сопла потенциальная энергия потока превращается в кинетическую.

При выходе из сопла поток газа попадает на рабочие лопатки под та­ким углом наклона a1, который обеспечивает плавное скольжение по­тока в межлопаточных каналах. При движении потока вдоль изогнутого контура рабочих лопаток возникают элементарные силы, результирую­щая которых представляет собой усилие, вращающее лопатки, т. е. ме­ханическую работу. Механическая работа потокагаза на лопатках опре­деляется только вращающим усилием и частотой вращения. При враща­тельном движении рабочих лопаток скорость газа при выходе из них меньше скорости на входе. Это означает, что на рабочих лопатках проис­ходит второе превращение энергии — кинетическая энергия потока газа частично переходит в механическую энергию вращения лопаток.

Турбины, в которых поток газа движется параллельно валу, назы­вают аксиальными, а турбины, в которых поток газа движется перпен­дикулярно к валу, — радиальными. Заводы выпускают в основном аксиальные газовые турбины.

Смежные ряды сопел и рабочих лопаток образуют одну ступень давления. Поэтому турбину такого типа называют одноступенчатой. Диаметр диска 2, измеренный по средней высоте рабочих лопаток d , называют расчетным диаметром ступени давления. Между вращающими­ся и неподвижными деталями всегда имеются зазоры (см. рис. 2) в ра­диальном и аксиальном направлениях.

На графике изменения давления и абсолютных скоростей газа в ак­тивной одноступенчатой турбине (см. рис. 2) видно, что давление падает только в соплах, где и происходит увеличение абсолютной скорости по­тока с с₀ до с₁ . На рабочих лопатках, в зазоре между соплами и лопат­ками давление практически постоянно. Отдельные ступени или турбины в целом, в которых давление потока газа на рабочих лопатках остается постоянным, называются активными. Те же ступени или турбины в це­лом, в которых давление меняется и в соплах и на рабочих лопатках, называются реактивными.

При однократном расширении в соплах одноступенчатой гурбины скоростью газа при входе его на рабочие лопатки оказывается настолько большой, что на одном ряду лопаток достаточно полно использовать ее нельзя. Поэтому одноступенчатые турбины применяют в основном для привода различных вспомогательных устройств.

На рис.3 в продольном разрезе и развертке по окружности проточ­ной части дана схема активной турбины с двумя ступенями скорости. (Обозначения 1 соответствуют обозначениям на рис. 2). Газ из перво­го ряда рабочих лопаток поступает в неподвижные напщие ло­патки 7. Эти лопатки сходны по профилю с рабочими лопатками, но изогнуты в противоположную сторону.  Направляющие лопатки крепят в корпусе 5 турбины против сопел. Далее газ поступает на второй ряд рабочих лопаток 6. Такой двукратный пропуск потока по рабочим лопаткам позволяет уменьшить потерю кинетической энергии с выходной скоростью и этим увеличить к.п.д. На графике изменения давления и абсолютных скоростей газа по ступеням турбины (см. рис. 3) видно, что расширение газа происходит только в соплах, т. е. эта турбина является активной. Поэтому абсолютная скорость потока газа достигает максимального значения с₁, при выходе из сопел. Далее поток газа попадает на рабочие лопатки первой ступени скорости, где совершает работу. Абсолютная скорость при выходе с₂ еще довольно велика. Поток далее попадает в направляющие лопатки, где его абсолютная скорость несколько уменьшается от с₂ до с`<sub>1</sub> за счет потерь, а затем газ поступает нa рабочие лопатки второй ступени Здесь совершается дополнительная работа, соответствующая уменьшению абсолютной скорости от c`₁ до с`₂. Во всех зазорах давление принимается постоянным.

Наклон линии абсолютной скорости на рабочих лопатках первой и второй ступеней и на направляющих лопатках различен. Это связано с тем, что на рабочих лопатках скорость уменьшается и при превращении в механическую работу и ввиду потерь, между тем как в направляющих лопатках уменьшение скорости происходит только за счет потерь.

Рабочие лопатки ступеней скорости для уменьшения стоимости и упрощения конструкции почти всегда ставят на общем диске, который называют диском Кертиса. Принцип работы реактивных и комбинированных турбин.

В реальных ГТУ, эксплуатируемых на компрессорных станциях, используют в основном комбинированные ступени, т.е. ступени с определенной степенью реакции. Поток газа воздействует на рабочие лопатки реактивной турбины не только но причине изменения скорости, приобретенной в соплах (активное усилие), но также и вследствие реакции потока газа. Это воздействие возникает в них при уменьшении давления и увеличении за счет этого относительной скорости (реактивное усилие) . Реактивное усилие аналогично отдаче ружья при  выстреле.

 

 

Рис. 1. Упрощенная схема газотурбинной установки: 1- камера сгорания; 2 — турбине;

3 — осевой компрессор; 4 — устройство для съема мощности (нагнетатель)

 

 

 

 

 

Рис. 2. Схема простейшей активной турбины

 

 

 

 

Рис. 3 Схема активной турбины с  двумя ступенями скорости

 

Сравним схемы активной и реактивной ступеней давления (рис. 11). В соплах 1 активной ступени давление уменьшается от p₀ до p₁, а абсолютная скорость потока возрастает от с₀, до c₁. На рабочих лопатках

 

Рис. 4. Схемы активной (a) и реактивной (б) ступеней

 2 активной ступени абсолютная скорость потока уменьшается от с₁ до с₂ ввиду частичного превращения кинетической энергии в механическую работу. Относительная скорость потока уменьшается w₁ до w₂ вследствие трения о стенки лопаток, взаимного трения между отдельными лруйками в потоке, а также вихреобразования. Давление газа на рабочих лопатках остается постоянным p₁=р₂. Рабочие лопатки 4, как и сопла 3 реактивной ступени, образуют суживающиеся каналы. В этих каналах происходит увеличение относительной скорости и понижение давления, связанные с появлением реактивного усилия. Это усилие направлено под утлом к направлению вращения.

Движущее реактивное усилие получается как проекция реактивного усилия на направление вращения.

На рабочих лопатках реактивной ступени вследствие уменьшения давления увеличивается относительная скорость потока от w₁ до w₂  со Абсолютная скорость потока на выходе из рабочих лопаток с₂, как и в активной ступени, меньше абсолютной скорости входа с1 ввиду превращения части кинетической энергии потока в механическую работу.

При работе турбины происходит уменьшение энтальпии от i₀ на входе до i₂ на выходе из ступени. Разность значений энтальпий, срабатываемых на ступени, называется теплоперепадом. Отношение теплоперепада, срабатываемого на рабочих лопатках, к общему теплоперепаду ступени принято называть степенью реактивности r. При r= 0-0,20 ступени давления называют активными с небольшой реактивностью; при r= 0,4-0,6 ступени давления называются реактивными.

Принципиальные схемы ГТУ

Сущестнует большое число теоретически обоснованных схем и циклов ГТУ. Однако только некоторые из них получили практическое применение. Часть из них рассмотрим.

 

 

Рис. 5. Простой цикл, одновальная ГТУ

 

 

 

 

Рис. 6. Регенеративный цикл, одновальная

ГТУ: 1 — регенератор; 2 — компрессор; 3 — камера сгорания;

4 — турбина; 5 — нагнетатель (нагрузка)

 

В одновальной ГТУ открытого простого цикла (рис. 5) рабочее тело (воздух) поступает в компрессор 1 из атмосферы, сжимается и направляется в камеру сгорания 2, в которой происходит его нагревание до определенной температуры. Затем рабочее тело (воздух) поступает в турбину 3, где расширяется, производя работу, и выбрасывается в атмосферу. Особенностью этого цикла является то, что компрессор, турбина и центробежный нагнетатель 4 (нагрузка) соединены механически. Центробежный нагнетатель с приводом от одновальной ГТУ может работать только в сравнительно узком диапазоне расходов газа.

В открытом цикле рабочее тело (воздух) поступает в ГТУ из атмосферы и выбрасывается в атмосферу. В замнутом цикле рециркуляция рабочего тела (воздуха) осуществляется без связи с атмосферой.

В одновальной ГТУ регенеративного цикла (рис. 6) дополнительно применен регенератор — теплообменник, передающий тепло от выхлопных газов рабочему телу (воздуху) до его поступления в камеру сгорания. Регенеративный цикл — термодинамический цикл с использованием тепла отработавшего рабочего тела. Состоит он из следующих друг за другом сжатия, регенеративного подогрева, горения, расширения и регенеративного охлаждения рабочего тела (теплопередачи от отработавшего газа к рабочему телу за компрессором). В целях расширения диапазона регулирования и устойчивой работы применяют схему многовальной ГТУ или с разрезным валом (рис. 7). Такая ГТУ имеет по крайней мере две турбины, камеру сгорания 2, работающие на независимых валах. Компрессор 1 приводится турбиной высокого давления (ТВД) 3, а силовая турбина (турбина низкого давления или ТНД) 4 обеспечивает привод нагнетателя 5 (нагрузки). Газотурбинная установка с разрезным валом обеспечивает любой режим работы газопровода без понижения давления нагнетания, так как, изменяя скорость вращения силового вала ТНД, можно привести в соответствие мощность, потребляемую нагнетателем, с полезной мощностью установки.

В ГТУ регенеративного цикла с разрезным валом появляется дополнительный элемент — регенератор, который выполняет те же функции, что регенератор одновальной ГТУ (см. рис. 6).

Рабочий процесс в многовальной ГТУ со ступенчатым сжатием и ступенчатым сгоранием топлива отличается от рабочего процесса других ГТУ тем, что воздух сжимается с промежуточным охлаждением, а горение происходит в двух камерах сгорания, расположенных перед каждой турбиной (рис. 8). При одинаковой производительности и степени сжатия в установке с промежуточным охлаждением затраты работы на сжатие в компрессорах низкого и высокого давлений (КНД и КВД) меньше, чем в установке без охлаждения. Применение ступенчатого сгорания приводит к некоторому повышению к л.д. установки. Но в такой установке усложняются топливная и масляная системы, создается более развернутая сеть воздуха и газопроводов, что увеличивает габариты и массу установки. Поэтому на КС не нашли практическое применение схемы ГТУ со ступенчатым сгоранием. Используют в основном ГТУ, выполненные по простому регенеративному (например, ГТК-10) или безрегенеративному циклу (например, ГТН-16) с разрезным валом.

 

 

Рис. 7. Простой цикл, ГТУ с разрезным валом с отдельной силовой турбиной

 

 

 

Рис. 8. Цикл с промежуточным охлаждением и промежуточным подогревом, многовальная ГТУ с потребителем полезной мощности на валу низкого давления: 1 — камера сгорания; 2 — промежуточный холодильник; 3 — камера сгорания промежуточного подогрева; 4 — нагнетатель (нагрузка)

 

Актуальное видео:

 

 

Прежде чем задать вопрос прочитайте: FAQ

Газотурбинная установка — это… Что такое Газотурбинная установка?

В этой статье не хватает ссылок на источники информации. Информация должна быть проверяема, иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена. Вы можете отредактировать эту статью, добавив ссылки на авторитетные источники. Эта отметка установлена 11 ноября 2011.

Газотурбинная установка (ГТУ) — энергетическая установка: конструктивно объединённая совокупность газовой турбины, электрического генератора, газовоздушного тракта, системы управления и вспомогательных устройств (пусковое устройство, компрессор, теплообменный аппарат или котёл-утилизатор для подогрева сетевой воды для промышленного снабжения).^{[источник не указан 404 дня]}

Описание ГТУ

Газотурбинная установка состоит из двух основных частей: силовая турбина и генератор, которые размещаются в одном корпусе. Поток газа высокой температуры воздействует на лопатки силовой турбины (создает крутящий момент). Использование тепла посредством теплообменника или котла-утилизатора обеспечивает увеличение общего КПД установки.

ГТУ может работать как на жидком, так и на газообразном топливе^[1]: в обычном рабочем режиме — на газе, а в резервном (аварийном) — автоматически переключается на дизельное топливо. Оптимальным режимом работы газотурбинной установки является комбинированная выработка тепловой и электрической энергии. ГТУ в энергетике работают как в базовом режиме, так и для покрытия пиковых нагрузок.

Применение ГТУ

В настоящее время газотурбинные установки начали широко применяться в малой энергетике ^{[источник не указан 958 дней]}.

ГТУ предназначены для эксплуатации в любых климатических условиях как основной или резервный источник электроэнергии и тепла для объектов производственного или бытового назначения. Области применения газотурбинных установок практически не ограничены: нефтегазодобывающая промышленность, промышленные предприятия, муниципальные образования.

Блочно-модульное исполнение ГТУ обеспечивает высокий уровень заводской готовности газотурбинных электростанций. Степень автоматизации газотурбинной электростанции позволяет отказаться от постоянного присутствия обслуживающего персонала в блоке управления. Контроль работы станции может осуществляться с главного щита управления, дистанционно ^{[источник не указан 958 дней]}.

Примечания

См. также

Ссылки

Принцип работы гту

Общее устройство и принцип действия ГТУ

Газотурбинные установки (ГТУ) – тепловые машины, в которых тепловая энергия газообразного рабочего тела преобразуется в механическую энергию.

Основными компонентами являются: компрессор, камера сгорания и газовая турбина.

Для обеспечения работы и управления в установке присутствует комплекс объединенных между собой вспомогательных систем. ГТУ в совокупности с электрическим генератором называют газотурбинным агрегатом.

Вырабатываемая мощность одного устройства составляет от двадцати киловатт до десятков мегаватт.

Это классические газотурбинные установки. Производство электроэнергии на электростанции осуществляется при помощи одной или нескольких ГТУ.

Устройство и описание

Газотурбинные установки состоят из двух основных частей, расположенных в одном корпусе, – газогенератора и силовой турбины.

В газогенераторе, включающем в себя камеру сгорания и турбокомпрессор, создается поток газа высокой температуры, воздействующего на лопатки силовой турбины.

При помощи теплообменника производится утилизация выхлопных газов и одновременное производство тепла через водогрейный или паровой котел.

Работа газотурбинных установок предусматривает использование двух видов топлива – газообразного и жидкого.

В обычном режиме ГТУ работает на газе.

В аварийном или резервном при прекращении подачи газа осуществляется автоматический переход на жидкое (дизельное) топливо.

В оптимальном режиме газотурбинные установки комбинированно производят электрическую и тепловую энергию. Турбоагрегаты используются на электростанциях как для работы в базовом режиме, так и для компенсирования пиковых нагрузок.

Принцип работы ГТУ

Атмосферный воздух поступает в компрессор, сжимается и под высоким давлением через воздухоподогреватель и воздухораспределительный клапан направляется в камеру сгорания.

Одновременно через форсунки в камеру сгорания подается газ, который сжигается в воздушном потоке.

Сгорание газовоздушной смеси образует поток раскаленных газов, который с высокой скоростью воздействует на лопасти газовой турбины, заставляя их вращаться.

Тепловая энергия потока горячего газа преобразуется в механическую энергию вращения вала турбины, который приводит в действие компрессор и электрогенератор.

Электроэнергия с клемм генератора через трансформатор направляется в потребительскую электросеть.

Горячие газы через регенератор поступают в водогрейный котел и далее через утилизатор в дымовую трубу.

Между водогрейным котлом и центральным тепловым пунктом (ЦТП) при помощи сетевых насосов организована циркуляция воды.

Нагретая в котле жидкость поступает в ЦТП, к которому осуществляется подключение потребителей.

Термодинамический цикл газотурбинной установки состоит из адиабатного сжатия воздуха в компрессоре, изобарного подвода теплоты в камере сгорания, адиабатного расширения рабочего тела в газовой турбине, изобарного отвода теплоты.

В качестве топлива для ГТУ используется природный газ – метан. В аварийном режиме ГТУ переводится на частичную нагрузку, а в качестве резервного топлива используются дизельное топливо или сжиженные газы (пропан-бутан). 

Управление

Выделяют два основных режима работы, при которых эксплуатируются газотурбинные установки:

• Стационарный. В этом режиме турбина работает при фиксированной номинальной или неполной нагрузке. 
• Переменный режим предусматривает возможность изменения мощности ГТУ. Необходимость изменять режим работы турбины может быть вызвана одной из двух причин: если изменилась потребляемая электрогенератором мощность ввиду изменения подключенной к нему нагрузки потребителей, и если изменилось атмосферное давление и температура забираемого компрессором воздуха.

Применение в энергетике

В стационарной энергетике применяются ГТУ разного назначения.

В качестве основных приводных двигателей электрогенераторов на тепловых электростанциях газотурбинные установки используются в основном в районах с достаточным количеством природного газа.

Благодаря возможности быстрого пуска ГТУ широко применяются для покрытия пиковых нагрузок в энергосистемах в периоды максимального потребления энергии.

Резервные газотурбинные агрегаты обеспечивают внутренние нужды ТЭС во время остановки основного оборудования.

Достоинства и недостатки

К преимуществам газовых турбин относятся:

• Простота устройства. Ввиду отсутствия котельного блока, сложной системы трубопроводов и множества вспомогательных механизмов металлозатраты на единицу мощности у газотурбинных установок значительно меньше.
• Минимальный расход воды, которая в ГТУ требуется только для охлаждения подаваемого к подшипникам масла.
• Быстрый ввод в работу. Для газовых турбоагрегатов время пуска из холодного состояния до принятия нагрузки не превышает 20 минут. Для паросиловой установки ТЭС пуск занимает несколько часов.

Недостатки:

• В работе газовых турбоагрегатов используется газ с весьма высокой начальной температурой – более 550 градусов. Это вызывает трудности при практическом исполнении газовых турбин, так как требуются специальные жаростойкие материалы и особые системы охлаждения для наиболее нагреваемых частей.
• Около половины развиваемой турбиной мощности расходуется на привод компрессора.
• ГТУ ограничены по топливу, используется природный газ или качественное жидкое топливо.
• Мощность одной газотурбинной установки ограничена 150 МВт.

Энергетические газотурбинные установки. Циклы газотурбинных установок

Газотурбинные установки (ГТУ) представляют собой единый, относительно компактный энергетический комплекс, в котором спаренно работают силовая турбина и генератор. Система получила широкое распространение в так называемой малой энергетике. Отлично подходит для электро- и теплоснабжения крупных предприятий, отдаленных населенных пунктов и прочих потребителей. Как правило, ГТУ работают на жидком топливе либо газе.

Устройство газотурбинной установки

Установка включает три базовых узла: газовую турбину, камеру сгорания и воздушный компрессор.

Все агрегаты размещаются в сборном едином корпусе. Роторы компрессора и турбины соединяются друг с другом жестко, опираясь на подшипники.

Вокруг компрессора размещаются камеры сгорания, каждая в отдельном корпусе.

Для поступления в компрессор воздуха служит входной патрубок, из газовой турбины воздух уходит через выхлопной патрубок.

Базируется корпус ГТУ на мощных опорах, размещенных симметрично на единой раме.

Принцип работы

В ГТУ используется принцип непрерывного горения, или открытого цикла:

• Рабочее тело (воздух) закачивается при атмосферном давлении соответствующим компрессором.
• Воздух сжимается до большего давления и направляется в камеру сгорания.
• В нее подается топливо, которое сгорает при постоянном давлении, обеспечивая постоянный подвод тепла. Благодаря сгоранию топлива температура рабочего тела увеличивается.
• Рабочее тело (газ, представляющей собой смесь воздуха и продуктов сгорания) поступает в газовую турбину, где, расширяясь до атмосферного давления, совершает полезную работу (крутит турбину, вырабатывающую электроэнергию).
• После турбины газы сбрасываются в атмосферу, через которую рабочий цикл и замыкается.
• Разность работы турбины и компрессора воспринимается электрогенератором, расположенным на общем валу с турбиной и компрессором.

Установки прерывистого горения

В установках прерывистого горения применяются два клапана вместо одного.

• Компрессор нагнетает воздух в камеру сгорания через первый клапан при закрытом втором клапане.
• Когда давление в камере сгорания поднимается, первый клапан закрывают. В результате объем камеры оказывается замкнутым.
• При закрытых клапанах в камере сжигают топливо, естественно, его сгорание происходит при постоянном объеме. В результате давление рабочего тела дополнительно увеличивается.
• Далее открывают второй клапан, и рабочее тело поступает в газовую турбину. При этом давление перед турбиной будет постепенно снижаться. Когда оно приблизится к атмосферному, второй клапан следует закрыть, а первый открыть и повторить последовательность действий.

Используемое топливо

Подавляющее большинство ГТУ рассчитаны на работу на природном газе.

Иногда жидкое топливо используется в системах малой мощности.

Новым трендом становится переход компактных газотурбинных систем на применение твердых горючих материалов (уголь, торф и древесина). 

Понравилась статья? Расскажите друзьям: Оцените статью, для нас это очень важно:

Проголосовавших: 1 чел.
Средний рейтинг: 5 из 5.

Газотурбинная электростанция (ГТЭС) — Что такое Газотурбинная электростанция (ГТЭС)

Газотурбинная электростанция — установка, генерирующая электричество и тепловую энергию.

Газотурбинная электростанция — установка, генерирующая электричество и тепловую энергию. 

В газотурбинной электростанции в качестве привода электрического генератора используется газовая турбина. 

Основу ГТЭС составляют одна или несколько газотурбинных установок — силовых агрегатов, механически связанных с электрогенератором и объединенных системой управления в единый энергетический комплекс.

ГТЭС может иметь электрическую мощность от десятков кВт до сотен МВт. 

Электрический КПД современных газотурбинных установок составляет 33-39%. 

С учетом высокой температуры выхлопных газов в мощных газотурбинных установках имеется возможность комбинированного использования газовых и паровых турбин. 

Такой инженерный подход позволяет существенно повысить эффективность использования топлива и увеличивает электрический КПД установок до 57-59%. 

ГТЭС способна отдавать потребителю значительное количество тепловой энергии — с коэффициентом ~ 1:2 по отношению к электрической мощности. 

В зависимости от потребностей газотурбинные установки (ГТУ) дополнительно оснащаются паровыми или водогрейными котлами, что дает возможность иметь пар различного давления для производственных потребностей или горячую воду со стандартными температурами (ГВС). 

При комбинированном использовании энергии 2-х видов коэффициент использования топлива газотурбинной тепловой электростанции увеличивается до 90%.

Технология процесса

В компрессор газотурбинного силового агрегата подается чистый воздух. 

Под высоким давлением воздух из компрессора направляется в камеру сгорания.

Одновременно в камеру сгорания подается топливо — газ.

Смесь воспламеняется. 

При сгорании газовоздушной смеси образуется энергия в виде потока раскаленных газов. 

Этот поток с высокой скоростью устремляется на рабочее колесо турбины и вращает его. 

Вращающийся вал турбины приводит в действие компрессор и электрический генератор. 

С клемм электрогенератора произведенное электричество, обычно через трансформатор, направляется в электросеть, к потребителям энергии.

Применение ГТЭС оправдано экономически, т. к. сегодня электростанции, работающие на газовом топливе, имеют наиболее привлекательную для потребителя удельную стоимость строительства и низкие затраты при последующей эксплуатации.

Преимущества газотурбинной электростанции

Основные преимущества газотурбинных электростанций:

• ГТЭС весьма надежны. В среднем длительность работы основных узлов без капитального ремонта составляет от 100 до 130 тыс. часов;

• КПД самой газотурбинной установки составляет порядка 51%, а при утилизации уходящих газов  общий КПД достигает уже 93%;

• газотурбинные электростанции, как уже было отмечено выше, имеют довольно небольшие размеры, что значительно уменьшает срок строительства, и, соответственно, позволяет им быстро окупаться;

• газотурбинные электростанции достаточно экологичны;

• ГТЭС могут работать полностью в автоматическом режиме, а возможность полной диагностики состояния оборудования или основных узлов станции, простота управления и соответственно минимальное количество обслуживающего персонала делают их наиболее оптимальным решением в самых различных ситуациях.

Газотурбинные установки электростанций :: SYL.ru

Газотурбинные установки (ГТУ) – тепловые машины, в которых тепловая энергия газообразного рабочего тела преобразуется в механическую энергию. Основными компонентами являются: компрессор, камера сгорания и газовая турбина. Для обеспечения работы и управления в установке присутствует комплекс объединенных между собой вспомогательных систем. ГТУ в совокупности с электрическим генератором называют газотурбинным агрегатом. Вырабатываемая мощность одного устройства составляет от двадцати киловатт до десятков мегаватт. Это классические газотурбинные установки. Производство электроэнергии на электростанции осуществляется при помощи одной или нескольких ГТУ.

Устройство и описание

Газотурбинные установки состоят из двух основных частей, расположенных в одном корпусе, – газогенератора и силовой турбины. В газогенераторе, включающем в себя камеру сгорания и турбокомпрессор, создается поток газа высокой температуры, воздействующего на лопатки силовой турбины. При помощи теплообменника производится утилизация выхлопных газов и одновременное производство тепла через водогрейный или паровой котел. Работа газотурбинных установок предусматривает использование двух видов топлива – газообразного и жидкого.

В обычном режиме ГТУ работает на газе. В аварийном или резервном при прекращении подачи газа осуществляется автоматический переход на жидкое (дизельное) топливо. В оптимальном режиме газотурбинные установки комбинированно производят электрическую и тепловую энергию. По количеству вырабатываемой тепловой энергии ГТУ значительно превосходят газопоршневые устройства. Турбоагрегаты используются на электростанциях как для работы в базовом режиме, так и для компенсирования пиковых нагрузок.

История создания

Идея использовать энергию горячего газового потока была известна еще с древних времен. Первый патент на устройство, в котором были представлены те же основные составляющие, что и в современных ГТУ, был выдан англичанину Джону Барберу в 1791 году. Газотурбинная установка включала в себя компрессоры (воздушный и газовый), камеру сгорания и активное турбинное колесо, но так и не получила практического применения.

В 19-м и начале 20-го века многие ученые и изобретатели всего мира разрабатывали установку, пригодную для практического применения, но все попытки были безуспешными ввиду низкого развития науки и техники тех времен. Полезная мощность, выдаваемая опытными образцами, не превышала 14% при низкой эксплуатационной надежности и конструктивной сложности.

Впервые газотурбинные установки электростанций были использованы в 1939 году в Швейцарии. В эксплуатацию была введена электростанция с турбогенератором, выполненным по простейшей схеме мощностью 5000 кВт. В 50-х годах эта схема была доработана и усложнена, что позволило увеличить КПД и мощность до 25 МВт. Производство газотурбинных установок в промышленно развитых странах сформировалось в единый уровень и направление развития по мощностям и параметрам турбоагрегатов. Суммарная мощность выпущенных в Советском Союзе и России газотурбинных установок исчисляется миллионами кВт.

Принцип работы ГТУ

Атмосферный воздух поступает в компрессор, сжимается и под высоким давлением через воздухоподогреватель и воздухораспределительный клапан направляется в камеру сгорания. Одновременно через форсунки в камеру сгорания подается газ, который сжигается в воздушном потоке. Сгорание газовоздушной смеси образует поток раскаленных газов, который с высокой скоростью воздействует на лопасти газовой турбины, заставляя их вращаться. Тепловая энергия потока горячего газа преобразуется в механическую энергию вращения вала турбины, который приводит в действие компрессор и электрогенератор. Электроэнергия с клемм генератора через трансформатор направляется в потребительскую электросеть.

Горячие газы через регенератор поступают в водогрейный котел и далее через утилизатор в дымовую трубу. Между водогрейным котлом и центральным тепловым пунктом (ЦТП) при помощи сетевых насосов организована циркуляция воды. Нагретая в котле жидкость поступает в ЦТП, к которому осуществляется подключение потребителей. Термодинамический цикл газотурбинной установки состоит из адиабатного сжатия воздуха в компрессоре, изобарного подвода теплоты в камере сгорания, адиабатного расширения рабочего тела в газовой турбине, изобарного отвода теплоты.

В качестве топлива для ГТУ используется природный газ – метан. В аварийном режиме, в случае прекращения подачи газа, ГТУ переводится на частичную нагрузку, а в качестве резервного топлива используются дизельное топливо или сжиженные газы (пропан-бутан). Возможные варианты работы газотурбинной установки: отпуск электроэнергии или совмещенный отпуск электричества и тепловой энергии.

Когенерация

Производство электричества с одновременной выработкой сопутствующей тепловой энергии называется когенерацией. Эта технология позволяет значительно повысить экономическую эффективность использования топлива. В зависимости от нужд газотурбинная установка дополнительно может оснащаться водогрейными или паровыми котлами. Это дает возможность получать горячую воду или пар различного давления.

При оптимальном использовании двух видов энергии достигается максимальный экономический эффект когенерации, а коэффициент использования топлива (КИТ) достигает 90%. В этом случае тепло выхлопных газов и тепловая энергия из системы охлаждения агрегатов, вращающих электрогенераторы (по сути, бросовая энергия), используется по назначению. При необходимости утилизируемое тепло может использоваться для производства холода в абсорбционных машинах (тригенерация). Система когенерации состоит из четырех ключевых частей: первичный двигатель (газовая турбина), электрогенератор, система теплоутилизации, система управления и контроля.

Управление

Выделяют два основных режима работы, при которых эксплуатируются газотурбинные установки:

• Стационарный. В этом режиме турбина работает при фиксированной номинальной или неполной нагрузке. До недавнего времени стационарный режим был основным для ГТУ. Остановка турбины проводилась несколько раз в год для плановых ремонтов или в случае неполадок.
• Переменный режим предусматривает возможность изменения мощности ГТУ. Необходимость изменять режим работы турбины может быть вызвана одной из двух причин: если изменилась потребляемая электрогенератором мощность ввиду изменения подключенной к нему нагрузки потребителей, и если изменилось атмосферное давление и температура забираемого компрессором воздуха. К нестационарным режимам, причем наиболее сложным, относится остановка и пуск газотурбинной установки. При последнем машинист газотурбинных установок должен выполнить многочисленные операции перед первым толчком ротора. Перед полноценным пуском установки осуществляется предварительная раскрутка ротора.

Изменение режима работы установки осуществляется регулировкой подачи горючего в камеру сгорания. Главной задачей управления ГТУ является обеспечение нужной мощности. Исключением является газотурбинная энергетическая установка, для которой основная задача управления – постоянство частоты ращения, связанного с турбиной электрического генератора.

Применение в энергетике

В стационарной энергетике применяются ГТУ разного назначения. В качестве основных приводных двигателей электрогенераторов на тепловых электростанциях газотурбинные установки используются в основном в районах с достаточным количеством природного газа. Благодаря возможности быстрого пуска ГТУ широко применяются для покрытия пиковых нагрузок в энергосистемах в периоды максимального потребления энергии. Резервные газотурбинные агрегаты обеспечивают внутренние нужды ТЭС во время остановки основного оборудования.

КПД

В целом электрический КПД газовых турбин ниже, чем у других силовых агрегатов. Но при полной реализации теплового потенциала газотурбинного агрегата значимость этого показателя становится менее актуальной. Для мощных газотурбинных установок существует инженерный подход, предполагающий комбинированное использование двух видов турбин за счет высокой температуры выхлопных газов.

Вырабатываемая тепловая энергия идет на производство пара для паровой турбины, которая используется параллельно с газовой. Это повышает электрический КПД до 59% и существенно увеличивает эффективность использования топлива. Недостатком такого подхода является конструктивное усложнение и удорожание проекта. Соотношение производимой ГТУ электрической и тепловой энергии примерно 1:2, то есть на 10 МВт электроэнергии выдается 20 МВт энергии тепловой.

Достоинства и недостатки

К преимуществам газовых турбин относятся:

• Простота устройства. Ввиду отсутствия котельного блока, сложной системы трубопроводов и множества вспомогательных механизмов металлозатраты на единицу мощности у газотурбинных установок значительно меньше.
• Минимальный расход воды, которая в ГТУ требуется только для охлаждения подаваемого к подшипникам масла.
• Быстрый ввод в работу. Для газовых турбоагрегатов время пуска из холодного состояния до принятия нагрузки не превышает 20 минут. Для паросиловой установки ТЭС пуск занимает несколько часов.

Недостатки:

• В работе газовых турбоагрегатов используется газ с весьма высокой начальной температурой – более 550 градусов. Это вызывает трудности при практическом исполнении газовых турбин, так как требуются специальные жаростойкие материалы и особые системы охлаждения для наиболее нагреваемых частей.
• Около половины развиваемой турбиной мощности расходуется на привод компрессора.
• ГТУ ограничены по топливу, используется природный газ или качественное жидкое топливо.
• Мощность одной газотурбинной установки ограничена 150 МВт.

Экология

Позитивным фактором использования ГТУ является минимальное содержание вредных веществ в выбросах. По этому критерию газовые турбины опережают ближайшего конкурента – поршневые электростанции. Благодаря своей экологичности газотурбинные агрегаты без проблем можно размещать в непосредственной близости от мест проживания людей. Низкое содержание вредных выбросов при эксплуатации ГТУ позволяет экономить средства при строительстве дымовых труб и приобретении катализаторов.

Экономика ГТУ

На первый взгляд, цены на газотурбинные установки довольно высоки, но при объективной оценке возможностей этого энергетического оборудования все аспекты встают на свои места. Высокие капиталовложения на старте энергетического проекта полностью компенсируются незначительными расходами при последующей эксплуатации. Кроме того, значительно снижаются экологические платежи, уменьшаются затраты на покупку электрической и тепловой энергии, снижается влияние на окружающую среду и население. Вследствие перечисленных причин ежегодно приобретаются и устанавливаются сотни новых газотурбинных установок.

Энергетические газотурбинные установки. Циклы газотурбинных установок

Газотурбинные установки (ГТУ) представляют собой единый, относительно компактный энергетический комплекс, в котором спаренно работают силовая турбина и генератор. Система получила широкое распространение в так называемой малой энергетике. Отлично подходит для электро- и теплоснабжения крупных предприятий, отдаленных населенных пунктов и прочих потребителей. Как правило, ГТУ работают на жидком топливе либо газе.

На острие прогресса

В наращивании энергетических мощностей электростанций главенствующая роль переходит к газотурбинным установкам и их дальнейшей эволюции – парогазовым установкам (ПГУ). Так, на электростанциях США с начала 1990-х более 60 % вводимых и модернизируемых мощностей уже составляют ГТУ и ПГУ, а в некоторых странах в отдельные годы их доля достигала 90 %.

В большом количестве строятся также простые ГТУ. Газотурбинная установка – мобильная, экономичная в эксплуатации и легкая в ремонте – оказалась оптимальным решением для покрытия пиковых нагрузок. На рубеже веков (1999-2000 годы) суммарная мощность газотурбинных установок достигла 120 000 МВт. Для сравнения: в 80-е годы суммарная мощность систем этого типа составляла 8000-10 000 МВт. Значительная часть ГТУ (более 60 %) предназначались для работы в составе крупных бинарных парогазовых установок со средней мощностью порядка 350 МВт.

Историческая справка

Теоретические основы применения парогазовых технологий были достаточно подробно изучены у нас в стране еще в начале 60-х годов. Уже в ту пору стало ясно: генеральный путь развития теплоэнергетики связан именно с парогазовыми технологиями. Однако для их успешной реализации были необходимы надежные и высокоэффективные газотурбинные установки.

Именно существенный прогресс газотурбостроения определил современный качественный скачок теплоэнергетики. Ряд зарубежных фирм успешно решили задачи создания эффективных стационарных ГТУ в ту пору, когда отечественные головные ведущие организации в условиях командной экономики занимались продвижением наименее перспективных паротурбинных технологий (ПТУ).

Если в 60-х годах коэффициент полезного действия газотурбинных установок находился на уровне 24-32 %, то в конце 80-х лучшие стационарные энергетические газотурбинные установки уже имели КПД (при автономном использовании) 36-37 %. Это позволяло на их основе создавать ПГУ, КПД которых достигал 50 %. К началу нового века данный показатель был равен 40 %, а в комплексе с парогазовыми – и вовсе 60 %.

Сравнение паротурбинных и парогазовых установок

В парогазовых установках, базирующихся на ГТУ, ближайшей и реальной перспективой стало получение КПД 65 % и более. В то же время для паротурбинных установок (развиваемых в СССР), только в случае успешного решения ряда сложных научных проблем, связанных с генерацией и использованием пара сверхкритических параметров, можно надеяться на КПД не более 46-49 %. Таким образом, по экономичности паротурбинные системы безнадежно проигрывают парогазовым.

Существенно уступают паротурбинные электростанции также по стоимости и срокам строительства. В 2005 году на мировом энергетическом рынке цена 1 кВт на ПГУ мощностью 200 МВт и более составляла 500-600 $/кВт. Для ПГУ меньших мощностей стоимость была в пределах 600-900 $/кВт. Мощные газотурбинные установки соответствуют значениям 200-250 $/кВт. С уменьшением единичной мощности их цена растет, но не превышает обычно 500 $/кВт. Эти значения в разы меньше стоимости киловатта электроэнергии паротурбинных систем. Например, цена установленного киловатта у конденсационных паротурбинных электростанций колеблется в пределах 2000-3000 $/кВт.

Схема газотурбинной установки

Установка включает три базовых узла: газовую турбину, камеру сгорания и воздушный компрессор. Причем все агрегаты размещаются в сборном едином корпусе. Роторы компрессора и турбины соединяются друг с другом жестко, опираясь на подшипники.

Вокруг компрессора размещаются камеры сгорания (например, 14 шт.), каждая в своем отдельном корпусе. Для поступления в компрессор воздуха служит входной патрубок, из газовой турбины воздух уходит через выхлопной патрубок. Базируется корпус ГТУ на мощных опорах, размещенных симметрично на единой раме.

Принцип работы

В большинстве установок ГТУ используется принцип непрерывного горения, или открытого цикла:

• Вначале рабочее тело (воздух) закачивается при атмосферном давлении соответствующим компрессором.
• Далее воздух сжимается до большего давления и направляется в камеру сгорания.
• В нее подается топливо, которое сгорает при постоянном давлении, обеспечивая постоянный подвод тепла. Благодаря сгоранию топлива температура рабочего тела увеличивается.
• Далее рабочее тело (теперь это уже газ, представляющей собой смесь воздуха и продуктов сгорания) поступает в газовую турбину, где, расширяясь до атмосферного давления, совершает полезную работу (крутит турбину, вырабатывающую электроэнергию).
• После турбины газы сбрасываются в атмосферу, через которую рабочий цикл и замыкается.
• Разность работы турбины и компрессора воспринимается электрогенератором, расположенным на общем валу с турбиной и компрессором.

Установки прерывистого горения

В отличие от предыдущей конструктивной схемы, в установках прерывистого горения применяются два клапана вместо одного.

• Компрессор нагнетает воздух в камеру сгорания через первый клапан при закрытом втором клапане.
• Когда давление в камере сгорания поднимается, первый клапан закрывают. В результате объем камеры оказывается замкнутым.
• При закрытых клапанах в камере сжигают топливо, естественно, его сгорание происходит при постоянном объеме. В результате давление рабочего тела дополнительно увеличивается.
• Далее открывают второй клапан, и рабочее тело поступает в газовую турбину. При этом давление перед турбиной будет постепенно снижаться. Когда оно приблизится к атмосферному, второй клапан следует закрыть, а первый открыть и повторить последовательность действий.

Циклы газотурбинных установок

Переходя к практической реализации того или иного термодинамического цикла, конструкторам приходится сталкиваться с множеством непреодолимых технических препятствий. Наиболее характерный пример: при влажности пара более 8-12 % потери в проточной части паровой турбины резко возрастают, растут динамические нагрузки, возникает эрозия. Это в конечном счете приводит к разрушению проточной части турбины.

В результате указанных ограничений в энергетике (для получения работы) широкое применение пока находят только два базовых термодинамических цикла: цикл Ренкина и цикл Брайтона. Большинство энергетических установок строится на сочетании элементов указанных циклов.

Цикл Ренкина применяют для рабочих тел, которые в процессе реализации цикла совершают фазовый переход, по такому циклу работают паросиловые установки. Для рабочих тел, которые не могут быть сконденсированы в реальных условиях и которые мы называем газами, применяют цикл Брайтона. По этому циклу работают газотурбинные установки и двигатели ДВС.

Используемое топливо

Подавляющее большинство ГТУ рассчитаны на работу на природном газе. Иногда жидкое топливо используется в системах малой мощности (реже – средней, очень редко – большой мощности). Новым трендом становится переход компактных газотурбинных систем на применение твердых горючих материалов (уголь, реже торф и древесина). Указанные тенденции связаны с тем, что газ является ценным технологическим сырьем для химической промышленности, где его использование часто более рентабельно, чем в энергетике. Производство газотурбинных установок, способных эффективно работать на твердом топливе, активно набирает обороты.

Отличие ДВС от ГТУ

Принципиальное отличие двигателей внутреннего сгорания и газотурбинных комплексов сводится к следующему. В ДВС процессы сжатия воздуха, сгорания топлива и расширения продуктов сгорания происходят в пределах одного конструктивного элемента, именуемого цилиндром двигателя. В ГТУ указанные процессы разнесены по отдельным конструктивным узлам:

• сжатие осуществляется в компрессоре;
• сгорание топлива, соответственно, в специальной камере;
• расширение продуктов сгорания осуществляется в газовой турбине.

В результате конструктивно газотурбинные установки и ДВС мало похожи, хотя работают по схожим термодинамическим циклам.

Вывод

С развитием малой энергетики, повышением ее КПД системы ГТУ и ПТУ занимают все большую долю в общей энергосистеме мира. Соответственно, все более востребована перспективная профессия машинист газотурбинных установок. Вслед за западными партнерами ряд российских производителей освоили выпуск экономически эффективных установок газотурбинного типа. Первой парогазовой электростанцией нового поколения в РФ стала Северо-Западная ТЭЦ в Санкт-Петербурге.

Газотурбинные электростанции

Принцип работы газовой турбины

Газотурбинные двигатели получают свою мощность от сжигания топлива в камере сгорания и использования быстро протекающих газов сгорания для привода турбины во многом так же, как пар высокого давления приводит в движение паровую турбину.

Однако одним из основных отличий является то, что газовая турбина имеет вторую турбину, действующую как воздушный компрессор, установленную на том же валу.Воздушная турбина (компрессор) втягивает воздух, сжимает его и под высоким давлением подает в камеру сгорания, увеличивая интенсивность горящего пламени.

Это механизм положительной обратной связи. По мере того, как газовая турбина ускоряется, это также заставляет компрессор ускоряться, нагнетая больше воздуха через камеру сгорания, что, в свою очередь, увеличивает скорость горения топлива, отправляя больше горячих газов под высоким давлением в газовую турбину, еще больше увеличивая ее скорость.Неконтролируемый разгон предотвращается с помощью средств управления на линии подачи топлива, которые ограничивают количество топлива, подаваемого в турбину, тем самым ограничивая ее скорость.

Термодинамический процесс, используемый в газовой турбине, известен как цикл Брайтона. Аналогично циклу Карно, в котором эффективность максимизируется за счет увеличения разницы температур рабочей жидкости между входом и выходом машины, эффективность цикла Брайтона максимизируется за счет увеличения разницы давлений на машине.Газовая турбина состоит из трех основных компонентов: компрессора, камеры сгорания и турбины. Рабочее тело, воздух, сжимается в компрессоре (адиабатическое сжатие — без притока или потерь тепла), затем смешивается с топливом и сжигается в камере сгорания в условиях постоянного давления в камере сгорания (добавление тепла при постоянном давлении). Образующийся горячий газ расширяется через турбину для выполнения работы (адиабатическое расширение). Большая часть энергии, производимой турбиной, используется для работы компрессора, а остальная часть используется для работы вспомогательного оборудования и выполнения полезной работы.Система является открытой, поскольку воздух не используется повторно, поэтому четвертый этап цикла, охлаждение рабочей жидкости, не выполняется.

Газотурбинный авиационный двигатель (Deutches Museum)

Газовые турбины имеют очень высокое отношение мощности к массе, они легче и меньше двигателей внутреннего сгорания той же мощности.Хотя они механически проще поршневых двигателей, их характеристики — высокая скорость и работа при высоких температурах — требуют высокоточных компонентов и экзотических материалов, что делает их более дорогими в производстве.

История

Производство электроэнергии

В приложениях для выработки электроэнергии турбина используется для привода синхронного генератора, который обеспечивает выходную электрическую мощность, но потому, что турбина обычно работает с очень высокими частотами вращения, составляющими 12000 об.вечера или более, он должен быть подключен к генератору через редуктор с большим передаточным числом, так как генераторы работают со скоростью 1000 или 1200 об / мин. в зависимости от частоты переменного тока в электросети.

Конфигурации турбины

Газотурбинные электрогенераторы используются в двух основных конфигурациях

• Простые системы , состоящие из газовой турбины, приводящей в действие генератор электроэнергии.



• Системы комбинированного цикла , которые разработаны для максимальной эффективности, в которых горячие выхлопные газы из газовой турбины используются для повышения пара для питания паровой турбины, причем обе турбины подключены к генераторам электроэнергии.

Производительность турбины

• Выходная мощность турбины

Чтобы минимизировать размер и вес турбины при заданной выходной мощности, выход на фунт воздушного потока должен быть максимальным.Это достигается за счет увеличения потока воздуха через турбину, который, в свою очередь, зависит от максимального отношения давлений на входе и выходе воздуха. Основным фактором, определяющим это, является перепад давлений в компрессоре, который в современных газовых турбинах может достигать 40: 1. В приложениях с простым циклом увеличение степени сжатия приводит к повышению эффективности при заданной температуре горения, но есть предел, поскольку увеличение степени сжатия означает, что компрессор будет потреблять больше энергии.

• Эффективность системы

Тепловой КПД важен, потому что он напрямую влияет на расход топлива и эксплуатационные расходы.

• Турбины простого цикла

Газовая турбина потребляет значительное количество энергии только для привода своего компрессора. Как и во всех циклических тепловых двигателях, более высокая максимальная рабочая температура в машине означает большую эффективность (закон Карно), но в турбине это также означает, что больше энергии теряется в виде отработанного тепла через горячие выхлопные газы, температура которых обычно значительно превышает 1000 ° C.Следовательно, КПД турбины простого цикла довольно низок. Для тяжелого оборудования расчетный КПД составляет от 30% до 40%. (КПД авиационных двигателей находится в диапазоне от 38% до 42%, в то время как микротурбины малой мощности (<100 кВт) достигают только 18% - 22%). Хотя увеличение температуры горения увеличивает выходную мощность при заданном соотношении давлений, существует также потеря эффективности из-за увеличения потерь из-за охлаждающего воздуха, необходимого для поддержания компонентов турбины при разумных рабочих температурах.

• Турбины комбинированного цикла

Тем не менее, можно рекуперировать энергию из отходящего тепла систем простого цикла, используя выхлопные газы в гибридной системе для подъема пара для привода паровой турбины, генерирующей электричество. В таких случаях температура выхлопных газов может быть снижена до 140 ° C, что позволяет достичь КПД до 60% в системах с комбинированным циклом.

В приложениях с комбинированным циклом увеличение степени сжатия оказывает менее выраженное влияние на КПД, поскольку большая часть улучшения происходит за счет увеличения теплового КПД Карно в результате повышения температуры обжига.

Таким образом, эффективность простого цикла достигается при высоких степенях давления. Эффективность комбинированного цикла достигается при более умеренных соотношениях давления и более высоких температурах обжига.

См. Также Тепловые двигатели

Топливо

Еще одно преимущество газовых турбин — их топливная гибкость.Они могут быть адаптированы для использования практически любого горючего газа или легких дистиллятных нефтепродуктов, таких как бензин (бензин), дизельное топливо и керосин (парафин), которые, оказывается, доступны на местном уровне, хотя природный газ является наиболее часто используемым топливом. Сырая и другая тяжелая нефть, а также может использоваться в качестве топлива для газовых турбин, если они впервые нагревают, чтобы снизить их вязкость до приемлемого уровня для горения в камерах сгорания турбин.

Приложения

Газовые турбины могут использоваться для крупномасштабной энергетики.Примерами являются приложения, доставляющие 600 МВт или более от газовой турбины мощностью 400 МВт, соединенной с паровой турбиной на 200 МВт в когенерационной установке. Такие установки обычно не используются для выработки электроэнергии при базовой нагрузке, а для подачи энергии на удаленные объекты, такие как месторождения нефти и газа. Тем не менее, они находят применение в основных электрических сетях в приложениях для снятия пиковых нагрузок, чтобы обеспечить аварийную пиковую мощность.

Маломощные газотурбинные электростанции мощностью до 5 МВт могут быть размещены в транспортных контейнерах для обеспечения мобильных аварийных источников электроэнергии, которые могут быть доставлены грузовым автотранспортом к месту необходимости.

Экологические проблемы

Практически все газотурбинные установки используют ископаемое топливо.

См. Также паровые турбины и генераторы

См. Также Импульсный реактивный двигатель

Вернуться к Обзор электроснабжения

,

Как работают газотурбинные электростанции

Вы находитесь здесь

Главная »Как работают газотурбинные электростанции

Газовые турбины, устанавливаемые на многих современных электростанциях, работающих на природном газе, представляют собой сложные машины, но в основном они состоят из трех основных частей:

• Компрессор , который втягивает воздух в двигатель, нагнетает его и подает в камеру сгорания со скоростью сотни миль в час.
• Система сгорания , обычно состоящая из кольца топливных форсунок, которые впрыскивают постоянный поток топлива в камеры сгорания, где оно смешивается с воздухом. Смесь сжигается при температуре более 2000 градусов по Фаренгейту. При сгорании образуется высокотемпературный газовый поток под высоким давлением, который входит и расширяется через турбинную секцию.
• Турбина представляет собой сложный набор чередующихся неподвижных и вращающихся лопастей с профилем крыла. Когда горячий газ сгорания расширяется через турбину, он раскручивает вращающиеся лопасти.Вращающиеся лопасти выполняют двойную функцию: они приводят в действие компрессор, чтобы втягивать больше сжатого воздуха в секцию сгорания, и вращают генератор для производства электроэнергии.

Наземные газовые турбины бывают двух типов: (1) двигатели с тяжелой рамой и (2) авиационные двигатели. Двигатели с тяжелой рамой характеризуются более низким коэффициентом давления (обычно ниже 20) и имеют тенденцию быть физически большими. Степень давления — это отношение давления нагнетания компрессора к давлению воздуха на входе.Двигатели на базе авиационных двигателей являются производными от реактивных двигателей, как следует из названия, и работают с очень высокими степенями сжатия (обычно превышающими 30). Двигатели на базе авиационных двигателей имеют тенденцию быть очень компактными и полезны там, где требуется меньшая выходная мощность. Поскольку турбины с большой рамой имеют более высокую выходную мощность, они могут производить большее количество выбросов и должны быть спроектированы таким образом, чтобы обеспечивать низкие выбросы загрязняющих веществ, таких как NOx.

Одним из ключевых факторов удельного расхода топлива турбины является температура, при которой она работает.Более высокие температуры обычно означают более высокую эффективность, что, в свою очередь, может привести к более экономичной эксплуатации. Газ, протекающий через турбину типичной электростанции, может иметь температуру до 2300 градусов по Фаренгейту, но некоторые из критических металлов в турбине могут выдерживать температуры только до 1500-1700 градусов по Фаренгейту. Следовательно, воздух из компрессора может использоваться для охлаждения. ключевые компоненты турбины, снижающие конечный тепловой КПД.

Одним из главных достижений программы передовых турбин Министерства энергетики было преодоление предыдущих ограничений по температурам турбин с использованием комбинации инновационных технологий охлаждения и современных материалов.Усовершенствованные турбины, появившиеся в результате исследовательской программы Департамента, смогли повысить температуру на входе турбины до 2600 градусов по Фаренгейту — почти на 300 градусов выше, чем в предыдущих турбинах, и достичь КПД до 60 процентов.

Еще один способ повышения эффективности — установка рекуператора или парогенератора с рекуперацией тепла (HRSG) для рекуперации энергии из выхлопных газов турбины. Рекуператор улавливает отработанное тепло в выхлопной системе турбины, чтобы предварительно нагреть воздух на выходе компрессора перед его поступлением в камеру сгорания.HRSG вырабатывает пар, улавливая тепло из выхлопных газов турбины. Эти котлы также известны как парогенераторы-утилизаторы. Пар высокого давления из этих котлов можно использовать для выработки дополнительной электроэнергии с помощью паровых турбин, такая конфигурация называется комбинированным циклом.

Газовая турбина простого цикла может достигать КПД преобразования энергии от 20 до 35 процентов. С учетом более высоких температур, достигнутых в турбинной программе Министерства энергетики, будущие газотурбинные установки с комбинированным циклом, работающие на водороде и синтез-газе, вероятно, достигнут КПД 60 процентов или более.Когда отработанное тепло улавливается из этих систем для отопления или промышленных целей, общая эффективность энергетического цикла может приближаться к 80 процентам.

,Газовая турбина

для производства электроэнергии — Введение

• Домой
• морской
• энергии
  • На пути к 100% возобновляемой энергии
  • Исследуйте решения
  • Эксплуатировать и поддерживать
  • Решения по отраслям
  • Выучить больше
    • Технические сравнения
    • Ссылки
      • Независимые производители электроэнергии
      • Горное дело и цемент
      • Нефтяной газ
        • Терминал СПГ Торнио Манга, Торнио, Финляндия
      • Прочие промышленные
      • коммунальные услуги
        • Alteo Group, Венгрия
        • Станция Антилопы, Техас, США
        • Арун, Суматра, Индонезия
        • Centrica, Великобритания
        • DREWAG, Германия
        • Станция генерации Эклутна Палмер, Аляска, США
        • Калум 5, Гвинейская Республика
        • Kiisa ERPP I и II
        • Кипеву II-III, Кения
        • Kraftwerke Mainz-Wiesbaden AG
        • Макухари, Япония
        • Marquette Energy Center, США
        • Станция Пирсолл, Техас, США
        • Песанггаран, Бали
        • Port Westward Unit 2, Портленд, Орегон, США
        • Восточный Тимор, Индонезия
        • Станция Woodland 3 Generation, Модесто, Калифорния, США
        • Пуэнт-Монье, Маврикий
        • Pivot Power, Великобритания
        • Бенндейл, Миссисипи, США
        • AGL Energy Limited, Австралия Электростанция Баркер Инлет, Австралия
        • Грасиоза, Азорские острова, Португалия
        • Бремен, Германия
    • Селектор силовой установки
    • Загрузки
    • Записи вебинаров
• Служба поддержки
• Около
• Карьера
• инвесторы
• СМИ
• устойчивость

,

Обзор электростанции с комбинированным циклом

Газовая турбина с комбинированным циклом

Электростанция комбинированного цикла или газовая турбина комбинированного цикла , газотурбинный генератор вырабатывает электроэнергию, а отходящее тепло используется для производства пара для выработки дополнительной электроэнергии с помощью паровой турбины.

Обзор электростанции с комбинированным циклом (фото: businesswire.com)

Газовая турбина — одна из самых эффективных для преобразования газового топлива в механическую энергию или электричество.Дистиллятное жидкое топливо, обычно дизельное, также широко распространено в качестве альтернативного топлива.

В последнее время, когда эффективность простого цикла повысилась и цены на природный газ упали, газовые турбины стали более широко использоваться для выработки электроэнергии при базовой нагрузке, особенно в режиме комбинированного цикла, когда отработанное тепло утилизируется в котлах-утилизаторах, а пар используется для производства дополнительной электроэнергии.

Эта система известна как комбинированный цикл . Основной принцип комбинированного цикла прост: сжигание газа в газовой турбине (ГТ) производит не только энергию, которая может быть преобразована в электроэнергию с помощью подключенного генератора, но также и довольно горячие выхлопные газы.

Направляя эти газы через теплообменник с водяным охлаждением, вырабатывается пар, который можно превратить в электроэнергию с помощью соединенных паровой турбины и генератора.

Рисунок — Схема электростанции комбинированного цикла

Электростанции этого типа все чаще устанавливаются по всему миру, где есть доступ к значительным объемам природного газа.

Электростанция с комбинированным циклом обеспечивает высокую выходную мощность при высоком КПД (до 55%) и с низким уровнем выбросов.На обычной электростанции мы получаем 33% электроэнергии только , а остальные 67% в виде отходов .

Используя электростанцию ​​комбинированного цикла, мы получаем 68% электроэнергии .

Также можно использовать пар из котла для отопления. , поэтому такие электростанции могут работать для выработки электроэнергии отдельно или в режиме комбинированного производства тепла и электроэнергии (ТЭЦ).

Механизм

Электростанция с комбинированным циклом, как следует из названия, она объединяет существующие газовые и паровые технологии в один блок, обеспечивая значительное повышение теплового КПД по сравнению с традиционной паровой установкой.На парогазовой установке тепловой КПД увеличивается примерно до 50-60 процентов за счет подачи отработанного газа из газовой турбины в парогенератор-утилизатор.

Однако тепла, рекуперированного в этом процессе, достаточно для приведения в действие паровой турбины с электрической мощностью примерно 50% от мощности газотурбинного генератора.

Газовая турбина и паровая турбина связаны с одним генератором. Для запуска или работы « с открытым циклом » только газовой турбины паровая турбина может быть отключена с помощью гидравлической муфты.С точки зрения общих вложений, одновальная система обычно примерно на 5% ниже по стоимости, а ее простота в эксплуатации обычно приводит к более высокой надежности.

Трехмерное моделирование электростанции комбинированного цикла

Принцип работы ПГУ

Первый этап такой же, как у газотурбинной установки простого цикла. Газовая турбина открытого цикла имеет компрессор, камеру сгорания и турбину. Для этого типа цикла температура на входе в турбину очень высока.Температура дымовых газов на выходе также очень высока.

Таким образом, этого достаточно, чтобы обеспечить тепло для второго цикла, в котором в качестве рабочего тела используется пар, то есть тепловой электростанции.

Рисунок — Принцип работы парогазовой газотурбинной установки (ПГУ)

Воздухозаборник

Этот воздух всасывается через большую секцию впуска воздуха, где он очищается, охлаждается и регулируется. Сверхмощные газовые турбины могут успешно работать в самых разных климатических условиях и средах благодаря системам фильтрации входящего воздуха, специально разработанным с учетом местоположения завода.

В нормальных условиях впускная система способна обрабатывать воздух, удаляя загрязняющие вещества до уровней ниже тех, которые вредны для компрессора и турбины.

Обычно поступающий воздух содержит различные загрязнители. Их:

В газообразном состоянии загрязняющие вещества:

• Аммиак
• Хлор
• Углеводородные газы
• Сера в форме h3S, SO2
• Выпуск из вентиляционных отверстий маслоохладителя

В жидком состоянии загрязняющие вещества:

• Хлоридные соли, растворенные в воде (натрий, калий)
• Нитраты
• Сульфаты
• Углеводороды

В твердом состоянии загрязнители:

• Песок, глинозем и диоксид кремния
• Ржавчина
• Дорожная пыль, глинозем и кремнезем
• Сульфат кальция
• Соединения аммиака от производства удобрений и кормов для животных
• Растительность, переносимые по воздуху семена

Коррозионные агенты:
Хлориды, нитраты и сульфаты могут откладываться на лопатках компрессора и могут вызвать коррозию под напряжением и / или вызвать коррозию.Натрий и калий — это щелочные металлы, которые могут соединяться с серой с образованием высококоррозионного агента, который будет воздействовать на участки пути горячего газа. Загрязнения удаляются путем прохождения через фильтры различных типов, которые присутствуют в пути.

Загрязнения газовой фазы, такие как аммиак или сера, нельзя удалить фильтрацией. Для этого используются специальные методы.

Цикл турбины

Воздух, который очищается, сжимается, смешивается с природным газом и воспламеняется, что приводит к его расширению.Давление, создаваемое расширением, вращает лопатки турбины, прикрепленные к валу и генератору, создавая электричество.

На втором этапе тепло выхлопа газовой турбины используется для выработки пара, пропуская его через парогенератор-утилизатор (HRSG) с температурой свежего пара между 420 и 580 ° C .

Парогенератор с рекуперацией тепла

В парогенераторе с рекуперацией тепла вода высокой степени очистки течет по трубам, а горячие газы проходят вокруг них, образуя пар.Затем пар вращает паровую турбину и связанный с ней генератор для производства электроэнергии. Горячие газы покидают HRSG при температуре около 140 градусов по Цельсию и выбрасываются в атмосферу.

Система конденсации пара и воды такая же, как на паровой электростанции.

Типичный размер и конфигурация ПГУ

Система комбинированного цикла включает одновальных и многовальных конфигураций . Одновальная система состоит из одной газовой турбины, одной паровой турбины, одного генератора и одного парогенератора-утилизатора (HRSG), при этом газовая турбина и паровая турбина соединены с одним генератором на одном валу.

Многовальные системы имеют один или несколько газовых турбин-генераторов и HRSG, которые подают пар через общий коллектор в отдельный одиночный паровой турбогенератор. С точки зрения общих вложений стоимость многовальной системы выше примерно на 5%.

Основной недостаток многоступенчатой ​​электростанции с комбинированным циклом заключается в том, что количество паровых турбин, конденсаторов и конденсатных систем, а также, возможно, градирен и систем циркуляции воды увеличивается, чтобы соответствовать количеству газовых турбин.

КПД ПГУ

Примерно паровой турбинный цикл дает одну треть мощности , а газотурбинный цикл дает две трети выходной мощности ПГУ. Комбинируя газовый и паровой циклы, можно достичь высоких температур на входе и низких температур на выходе. Эффективность циклов увеличивается, поскольку они питаются от одного и того же источника топлива.

Для повышения эффективности энергосистемы необходимо оптимизировать ПГРТ, который служит важным звеном между циклом газовой турбины и циклом паровой турбины с целью увеличения мощности паровой турбины.Производительность HRSG оказывает большое влияние на общую производительность электростанции с комбинированным циклом.

Электрический КПД электростанции с комбинированным циклом может достигать 58 процентов при работе новой и постоянной мощности, что является идеальными условиями. Как и одноцикловые тепловые установки, комбинированные установки могут также поставлять низкотемпературную тепловую энергию для промышленных процессов, централизованного теплоснабжения и других целей. Это называется когенерацией, и такие электростанции часто называют теплоэлектроцентралями (ТЭЦ).

Эффективность CCPT увеличивается за счет дополнительного обжига и охлаждения лезвий. Дожигание осуществляется на ПГРТ и в газовой турбине, часть потока сжатого воздуха обходит и используется для охлаждения лопаток турбины. Необходимо использовать часть энергии выхлопных газов за счет рекуперации газа. Рекуперация может еще больше повысить эффективность установки, особенно когда газовая турбина работает с частичной нагрузкой.

Топливо для установок CCPT

Турбины, используемые в установках комбинированного цикла, обычно работают на природном газе, и он более универсален, чем уголь или нефть, и может использоваться в 90% энергетических приложений.Установки с комбинированным циклом обычно работают на природном газе, хотя можно использовать мазут, синтез-газ или другие виды топлива.

Контроль выбросов

Селективное каталитическое восстановление (SCR):

• Чтобы контролировать выбросы в выхлопных газах, чтобы они оставались в пределах допустимых уровней при попадании в атмосферу, выхлопные газы проходят через два катализатора, расположенные в HRSG.
• Один катализатор контролирует выбросы окиси углерода (CO), а другой катализатор контролирует выбросы оксидов азота (NOx).Водный аммиак — в дополнение к СКВ в систему вводится водный аммиак (смесь 22% аммиака и 78% воды), чтобы еще больше снизить уровни NOx.

Достоинства

Топливная эффективность

На обычных электростанциях турбины имеют коэффициент преобразования топлива 33% , что означает две трети топлива, сжигаемое для выключения турбины. Турбины в электростанции с комбинированным циклом имеют эффективность преобразования топлива 50% или более , что означает, что они сжигают примерно половину количества топлива, как обычная установка, для выработки того же количества электроэнергии.

Низкие капитальные затраты

Капитальные затраты на строительство блока комбинированного цикла составляют две трети капитальных затрат сопоставимой угольной электростанции.

Коммерческая доступность

Установки комбинированного цикла

можно приобрести у поставщиков в любой точке мира. Их легко изготовить, отгрузить и транспортировать.

Обильные источники топлива

Турбины, используемые в установках с комбинированным циклом, работают на природном газе, который более универсален, чем уголь или нефть, и может использоваться в 90% публикаций по энергетике.В настоящее время для удовлетворения спроса на энергию повседневные предприятия используют не только природный газ, но и другие альтернативы, такие как биогаз, полученный из сельского хозяйства.

Пониженные выбросы и расход топлива

Установки с комбинированным циклом потребляют меньше топлива на кВтч и производят меньше выбросов, чем традиционные тепловые электростанции, тем самым снижая экологический ущерб, наносимый производством электроэнергии. По сравнению с угольной электростанцией, сжигание природного газа в ПГУ намного чище.

Возможное применение в развивающихся странах

Потенциал для электростанций с комбинированным циклом есть в отраслях, требующих электричества и тепла или ствола.Например, подача электричества и пара на сахарный завод.

Недостатки

1. В газовой турбине можно использовать только природный газ или высококачественные масла, например, дизельное топливо.
2. Из-за этого комбинированный цикл может работать только в местах, где это топливо доступно и экономически выгодно.

Выводы

Электростанции с комбинированным циклом удовлетворяют растущий спрос на электроэнергию, поэтому особое внимание следует уделять оптимизации всей системы .Разработки для газификации угля и использования в газовых турбинах находятся на завершающей стадии.

Как только это будет доказано, уголь в качестве основного топлива может также удовлетворить растущий спрос на энергию на электростанциях с комбинированным циклом.

Достижения в когенерации — процессе одновременного производства полезного тепла и электроэнергии из одного и того же источника топлива — который увеличивает эффективность сжигания топлива с 30% до 90%, тем самым уменьшая ущерб окружающей среде, одновременно увеличивая экономическую отдачу за счет более эффективного использования Ресурсы.

,