Gāzes turbīnu spēkstacijas. Mobilā gāzes turbīnu spēkstacija

2024 Autors: Howard Calhoun | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2023-12-17 10:35

Rūpniecisko un saimniecisko objektu funkcionēšanai, kas atrodas ievērojamā attālumā no centralizētajām elektrolīnijām, tiek izmantotas maza mēroga elektroenerģijas ražošanas iekārtas. Tie var darboties ar dažāda veida degvielu. Gāzes turbīnu spēkstacijas ir visizplatītākās to augstās efektivitātes, spējas ražot siltumenerģiju un vairāku citu īpašību dēļ.

Darbības princips

Gāzes turbīnu spēkstacijas (GTPP) pamatā ir gāzturbīnu dzinējs - spēkstacija, kas darbojas ar gāzveida kurināmā sadegšanas enerģiju, mehāniski savienota ar elektriskajiem ģeneratoriem un apvienota ar tiem vienotā sistēmā. Gāzes turbīnas iekārta ir visspēcīgākais iekšdedzes dzinējs. Tā īpatnējā jauda var būt 6 kW/kg.

Atšķirībā no citiem jaudas veidiemiekārtās, gāzturbīnu dzinējos visi procesi notiek nepārtraukti kustīgas gāzes plūsmā. Kompresoru saspiestais atmosfēras gaiss kopā ar degvielu nonāk sadegšanas kamerā. Maisījums aizdegas, zem augsta spiediena izdalot lielu daudzumu sadegšanas produktu, kas izdara spiedienu uz asmeņiem, griež tos un līdz ar tiem arī elektriskos ģeneratorus.

Gāzes turbīnu spēkstacijas jauda svārstās no 20 kilovatiem līdz vairākiem simtiem megavatu. Kā degvielu var izmantot jebkuru degošu materiālu, ko var izkliedēt (smalki sam alt) un pasniegt gāzveida formā.

GTPP priekšrocības

Svarīga gāzturbīnu spēkstaciju priekšrocība ir iespēja vienlaikus izmantot divu veidu enerģiju - elektrisko un siltuma. Turklāt patērētājam nodotais siltuma daudzums ir divas līdz trīs reizes lielāks par saražotās elektroenerģijas daudzumu. Koģenerācija (divu veidu enerģijas ražošanas process) kļūst iespējama, ja uz turbīnas izplūdes tiek uzstādīts īpašs siltuma pārpalikums.

Izmantojot gāzes turbīnu spēkstacijas, iespējams izveidot autonomus enerģijas kompleksus, kas spēj atrisināt vairākas problēmas vienlaicīgi:

1. Nodrošiniet elektrību privātiem un rūpnieciskiem objektiem.
2. Izmantojiet naftas ieguves blakusproduktu gāzi.
3. Apsildiet tehniskās telpas un dzīvojamās ēkas ar sānu siltumu.

Tas viss ļauj būtiski samazināt uzņēmuma nodrošināšanas izmaksas, radīt optimālus apstākļus personāla darbam unkoncentrēt materiālos resursus un kapitālu ražošanas paplašināšanai un citu, svarīgāku uzdevumu risināšanai.

Gāzes turbīnu spēkstaciju īpašības

Viena no galvenajām GTPP iezīmēm ir iespēja darboties ar praktiski jebkura veida degvielu. Kā minēts iepriekš, gāzes turbīnu spēkstacijās var izmantot degvielu, ko var izkliedēt. Tas var būt benzīns, mazuts, eļļa, dabasgāze, alkohols un pat sasmalcinātas ogles.

GTPP dizainā praktiski nav kustīgu elementu. Vienīgo kustīgo daļu, kas apvieno ģeneratora rotoru, turbīnas riteņus un kompresi, var piekārt, izmantojot gāzes dinamisko gultni. Rezultātā tiks samazināts darba mezglu nodilums, kas būtiski ietekmēs uzstādīšanas ilgmūžību.

Tajā pašā laikā servisa apkopes periods palielinās līdz 60 tūkstošiem nepārtrauktas darbības stundu vai līdz 7 darbības gadiem. Gāzes turbīnu spēkstacijas nevar izmantot kā rezerves enerģijas avotus, jo palaišanas brīdī detaļas nolietojas īpaši intensīvi. Rūpnīcu palaišanas reižu skaits ir ierobežots līdz 300 gadā.

Mobilās GTES

Īpašu vietu rūpniecības sektorā ieņem mobilās gāzes turbīnas. Atšķirībā no parastajiem GTPP tiem ir mazāki izmēri un svars, tie ir aprīkoti uz mobilās platformas un ir aprīkoti ar elektroniskām vadības sistēmām. Parasti šādus kompleksus izmantoelektroapgādes atjaunošana objektā.

Mobilā gāzes turbīnu spēkstacija ir izvietota bruģētās vietās, kas nodrošina stabilu stāvokli. Tam pieslēgts degvielas vads, un tiešā tuvumā ierīkota transformatoru apakšstacija. Izvietošanas laiks ir atkarīgs no instalācijas veida, bet parasti nepārsniedz 8-12 stundas.

Mobilo vienību jauda svārstās no 5 līdz 25 MW. Tajā pašā laikā mobilo GTPP efektivitāte sāk pieaugt no 35%. Tāpat kā stacionārās elektrostacijas, arī mobilie kompleksi izdala siltumenerģiju. Taču tajā pašā laikā tie rada mazāk izmaksas, kas saistītas ar ekspluatāciju un nodošanu ekspluatācijā.

Kombinētā cikla elektrostacijas

Tvaika un gāzes iekārtu var saukt par GTPP modifikāciju. Tāpat kā gāzes turbīnu spēkstacijas, šādi ģeneratori izmanto izkliedētās degvielas sadegšanas enerģiju. Bet, izejot cauri turbīnai, gāzveida produkti atdod tikai daļu savas enerģijas un izdalās atmosfērā sakarsētā stāvoklī. Kombinētā cikla iekārtas izmanto šo siltumu.

Kombinētā cikla jaudas ģeneratoru konstrukcijā ir tvaika elektrostacija, kas atrodas turbīnas gala daļā. Tas satur ūdeni, kas vārās no sakarsētiem degšanas produktiem. Tiek ģenerēts milzīgs daudzums tvaika, kas griež turbīnu un darbina papildu ģeneratoru.

Gāzes turbīnas un kombinētā cikla elektrostacijas var izmantot visās nozarēsnozarē, bet priekšroka dodama otrā tipa ģeneratoriem, jo to efektivitāte ir lielāka par 60%.

GTPS lietojumprogrammas

Gāzes turbīnu iekārtu izmantošana ir ieteicama patērētājiem, kas atrodas attālināti no centralizētajām elektroapgādes līnijām, kā arī sezonāli funkcionējošām iekārtām. Šajā gadījumā izmaksas par uzņēmuma nodrošināšanu ar elektrību būs zemākas nekā par pieslēgumu elektropārvades līnijām.

Ja ir lēts degvielas avots, termoelektrostaciju vietā jāizmanto liela izmēra GTPP. Šī situācija ir raksturīga ziemeļu naftas un gāzes reģioniem. Tajā pašā laikā ir iespējams ietaupīt uz telpu apkuri.

Pēdējā laikā mobilās gāzes turbīnu spēkstacija ir kļuvusi plaši izmantota pilsētu teritorijās zemā trokšņa līmeņa, vibrācijas un izplūdes gāzu toksicitātes dēļ. Ieteicams to izmantot gadījumos, kad ir sarežģīti pieslēgties pilsētas elektrotīklam vai pēdējā izmaksas ir pārāk augstas.