Kush përshkroi së pari parimin e funksionimit të një turbine me gaz. Parimi i funksionimit të GTU. Cili mund të jetë burimi i instalimit para riparimit

Zhvillimi i llojeve të reja të turbinave me gaz, kërkesa në rritje për gaz në krahasim me llojet e tjera të karburanteve, planet e mëdha të konsumatorëve industrialë për të krijuar kapacitetet e tyre shkaktojnë një interes në rritje për ndërtimin e turbinave me gaz.

R Tregu i gjeneratave të vogla ka perspektiva të mëdha zhvillimi. Ekspertët parashikojnë një rritje të kërkesës për energji të shpërndarë nga 8% (aktualisht) në 20% (deri në vitin 2020). Ky trend shpjegohet me tarifën relativisht të ulët të energjisë elektrike (2-3 herë më e ulët se tarifa për energjinë elektrike nga rrjeti i centralizuar). Për më tepër, sipas Maxim Zagornov, anëtar i këshillit të përgjithshëm të Delovaya Rossiya, president i Shoqatës së prodhimit të energjisë në shkallë të vogël të Uraleve, drejtor i grupit të kompanive MKS, gjenerimi i vogël është më i besueshëm se rrjeti: në në rast aksidenti në rrjetin e jashtëm, furnizimi me energji elektrike nuk ndërpritet. Një avantazh shtesë i energjisë së decentralizuar është shpejtësia e vënies në punë: 8-10 muaj, në krahasim me 2-3 vjet për krijimin dhe lidhjen e linjave të rrjetit.

Denis Cherepanov, bashkëkryetar i komitetit të Delovaya Rossiya për energjinë, pohon se e ardhmja i përket brezit të saj. Sipas Sergei Yesyakov, Zëvendës Kryetari i Parë i Komitetit të Dumës Shtetërore për Energjinë, në rastin e energjisë së shpërndarë në zinxhirin e energjisë-konsumatorit, është konsumatori, jo sektori i energjisë, ai që është hallka vendimtare. Me prodhimin e vet të energjisë elektrike, konsumatori deklaron kapacitetet e nevojshme, konfigurimet, madje edhe llojin e karburantit, duke kursyer njëkohësisht edhe çmimin e një kilovat energjie të marrë. Ndër të tjera, ekspertët besojnë se mund të ketë kursime shtesë nëse termocentrali funksionon në modalitetin e kogjenerimit: energjia termike e shfrytëzuar do të përdoret për ngrohje. Pastaj periudha e kthimit të termocentralit gjenerues do të reduktohet ndjeshëm.

Zona më aktive në zhvillim e energjisë së shpërndarë është ndërtimi i termocentraleve me turbina me gaz fuqi e ulët. Termocentralet me turbina me gaz janë projektuar për funksionim në çdo kusht klimatik si burimi kryesor ose rezervë i energjisë elektrike dhe nxehtësisë për objektet industriale dhe shtëpiake. Përdorimi i termocentraleve të tilla në zona të largëta ju lejon të merrni kursime të konsiderueshme duke eliminuar kostot e ndërtimit dhe funksionimit të linjave të gjata të energjisë, dhe në zonat qendrore - për të rritur besueshmërinë e furnizimit me energji elektrike dhe ngrohje si për ndërmarrjet dhe organizatat individuale, ashtu edhe për territoret. në tërësi. Konsideroni disa turbina me gaz dhe njësi turbinash me gaz që ofrohen nga prodhues të njohur për ndërtimin e termocentraleve me turbina me gaz në tregun rus.

General Electric

Zgjidhjet e turbinave me erë të GE janë shumë të besueshme dhe të përshtatshme për aplikime në një gamë të gjerë industrish, nga nafta dhe gazi deri te shërbimet komunale. Në veçanti, njësitë e turbinave me gaz GE të familjes LM2500 me një kapacitet prej 21 deri në 33 MW dhe një efikasitet deri në 39% përdoren në mënyrë aktive në gjenerimin e vogël. LM2500 përdoret si një makinë mekanike dhe një gjenerator energjie, ato punojnë në termocentrale me cikël të thjeshtë, të kombinuar, modalitet bashkëgjenerimi, platforma në det të hapur dhe tubacione.

Për 40 vitet e fundit, turbinat GE të kësaj serie kanë qenë turbinat më të shitura në klasën e tyre. Në total, më shumë se 2000 turbina të këtij modeli janë instaluar në botë me një kohë totale funksionimi prej më shumë se 75 milion orë.

Karakteristikat kryesore të turbinave LM2500: dizajn i lehtë dhe kompakt për instalim të shpejtë dhe mirëmbajtje të lehtë; arritja e fuqisë së plotë nga momenti i lëshimit në 10 minuta; efikasitet i lartë (në një cikël të thjeshtë), besueshmëri dhe disponueshmëri në klasën e tij; mundësia e përdorimit të dhomave me djegie të dyfishtë për distilim dhe gaz natyror; mundësia e përdorimit të vajgurit, propanit, gazit të furrës së koksit, etanolit dhe LNG-së si lëndë djegëse; emetimet e ulëta të NOx duke përdorur dhomat e djegies DLE ose SAC; faktori i besueshmërisë - më shumë se 99%; faktori i gatishmërisë - më shumë se 98%; Emetimet e NOx - 15 ppm (modifikimi DLE).

Për t'u ofruar klientëve mbështetje të besueshme në të gjithë cikli i jetes pajisje gjeneruese GE hapi një Qendër të specializuar të Teknologjisë së Energjisë në Kaluga. Ajo u ofron klientëve zgjidhje më të fundit për mirëmbajtjen, inspektimin dhe riparimin e turbinave me gaz. Kompania ka zbatuar një sistem të menaxhimit të cilësisë në përputhje me ISO 9001.

Kawasaki Heavy Industries

Kompania japoneze Kawasaki Heavy Industries, Ltd. (KHI) është një kompani inxhinierike e larmishme. Një vend të rëndësishëm në programin e prodhimit të tij zënë turbinat me gaz.

Në vitin 1943, Kawasaki krijoi motorin e parë japonez me turbina me gaz dhe tani është një nga liderët e njohur në botë në prodhimin e turbinave me gaz të fuqisë së vogël dhe të mesme, duke akumuluar referenca për më shumë se 11,000 instalime.

Me mirëdashësi mjedisore dhe efikasitet si prioritet, kompania ka bërë përparime të mëdha në zhvillimin e teknologjive të turbinave me gaz dhe po ndjek në mënyrë aktive zhvillime premtuese, duke përfshirë në fushën e burimeve të reja të energjisë si një alternativë ndaj lëndëve djegëse fosile.

Duke pasur përvojë të mirë në teknologjitë kriogjenike, teknologjitë për prodhimin, ruajtjen dhe transportin e gazrave të lëngshëm, Kawasaki është duke hulumtuar dhe zhvilluar në mënyrë aktive në fushën e përdorimit të hidrogjenit si lëndë djegëse.

Në veçanti, kompania tashmë ka prototipe të turbinave që përdorin hidrogjenin si një shtesë për karburantin e metanit. Në të ardhmen priten turbina, për të cilat hidrogjeni do të zëvendësojë hidrokarburet, shumë më efikase në energji dhe absolutisht miqësore me mjedisin.

Seria GTU Kawasaki GPB janë projektuar për funksionimin e ngarkesës bazë, duke përfshirë skemat e ndërveprimit të rrjetit paralel dhe të izoluar, ndërsa diapazoni i fuqisë bazohet në makina nga 1.7 deri në 30 MW.

Në gamën e modeleve ka turbina që përdorin injeksion me avull për të shtypur emetimet e dëmshme dhe përdorin teknologjinë DLE të modifikuar nga inxhinierët e kompanisë.

Efikasiteti elektrik, në varësi të ciklit të gjenerimit dhe fuqisë, përkatësisht, nga 26.9% për GPB17 dhe GPB17D (turbinat M1A-17 dhe M1A-17D) në 40.1% për GPB300D (turbina L30A). Fuqia elektrike - nga 1700 në 30 120 kW; fuqia termike - nga 13,400 në 8970 kJ / kWh; temperatura e gazit të shkarkimit - nga 521 në 470 ° C; konsumi i gazit të shkarkimit - nga 29.1 në 319.4 mijë m3 / orë; NOx (në 15% O2) - 9/15 ppm për turbinat me gaz M1A-17D, M7A-03D, 25 ppm për turbinat M7A-02D dhe 15 ppm për turbinat L20A dhe L30A.

Për sa i përket efikasitetit, turbinat me gaz Kawasaki, secila në klasën e saj, janë ose lider botëror ose një nga liderët. Efikasiteti i përgjithshëm termik i njësive të energjisë në konfigurimet e kogjenerimit arrin 86-87%. Kompania prodhon një numër GTU në versione me karburant të dyfishtë (gaz natyror dhe lëndë djegëse të lëngshme) me ndërrim automatik. Për momentin, tre modele të turbinave me gaz janë më të kërkuarat në mesin e konsumatorëve rusë - GPB17D, GPB80D dhe GPB180D.

Turbinat me gaz Kawasaki dallohen nga: besueshmëria e lartë dhe jetëgjatësia e shërbimit; dizajn kompakt, i cili është veçanërisht tërheqës kur zëvendëson pajisjet e objekteve ekzistuese gjeneruese; lehtësia e mirëmbajtjes për shkak të dizajnit të ndarë të trupit, djegësve të lëvizshëm, vrimave të inspektimit të vendosura në mënyrë optimale, etj., gjë që thjeshton inspektimin dhe mirëmbajtjen, përfshirë nga personeli i përdoruesit;

Miqësia ndaj mjedisit dhe ekonomia. Dhomat e djegies së turbinave Kawasaki janë projektuar duke përdorur teknikat më të avancuara për të optimizuar procesin e djegies dhe për të arritur efikasitetin më të mirë të turbinës, si dhe për të reduktuar NOx dhe substanca të tjera të dëmshme në shkarkim. Performanca mjedisore përmirësohet gjithashtu nëpërmjet përdorimit të teknologjisë së avancuar të shtypjes së emetimeve të thata (DLE);

Aftësia për të përdorur një gamë të gjerë karburantesh. Mund të përdoret gazi natyror, vajguri, karburanti dizel, vajrat e lehta të tipit A, si dhe gazi shoqërues i naftës;

Shërbim i besueshëm pas shitjes. Niveli i lartë i shërbimit, duke përfshirë një sistem monitorimi falas në internet (TechnoNet) me raporte dhe parashikime, mbështetje teknike nga personel shumë i kualifikuar, si dhe zëvendësim i një motori turbine me gaz gjatë një riparimi të madh (koha e ndërprerjes së GTU është reduktuar në 2- 3 javë), etj. d.

Në shtator 2011, Kawasaki prezantoi një sistem të dhomës së djegies moderne që uli emetimet e NOx në më pak se 10 ppm për motorin me turbinë me gaz M7A-03, madje edhe më i ulët se sa kërkojnë rregulloret aktuale. Një nga qasjet e projektimit të kompanisë është krijimi i pajisjeve të reja që plotësojnë jo vetëm kërkesat moderne, por edhe të ardhshme, më të rrepta të performancës mjedisore.

Turbina me gaz GPB50D me efikasitet të lartë 5 MW me një turbinë Kawasaki M5A-01D përdor teknologjitë më të fundit të provuara. Efikasiteti i lartë i impiantit e bën atë optimale për energjinë elektrike dhe bashkëprodhimin. Gjithashtu, dizajni kompakt i GPB50D është veçanërisht i favorshëm kur përmirësohen impiantet ekzistuese. Efikasiteti elektrik i vlerësuar prej 31.9% është më i miri në botë midis termocentraleve 5 MW.

Turbina M1A-17D, nëpërmjet përdorimit të një dizajni origjinal të dhomës së djegies me shtypje të emetimit të thatë (DLE), ka performancë të shkëlqyer mjedisore (NOx< 15 ppm) и эффективности.

Pesha ultra e ulët e turbinës (1470 kg), më e ulëta në klasë, është për shkak të përdorimit të gjerë të materialeve të përbëra dhe qeramikës, nga të cilat, për shembull, bëhen fletët e shtytësit. Qeramikat janë më rezistente ndaj funksionimit në temperatura të larta, më pak të prirura ndaj ndotjes sesa metalet. Turbina me gaz ka një rendiment elektrik afër 27%.

Në Rusi, deri tani, Kawasaki Heavy Industries, Ltd. zbatoi një sërë projektesh të suksesshme në bashkëpunim me kompanitë ruse:

Mini-TC "Central" në Vladivostok

Me urdhër të Kompanisë së Menaxhimit të Energjisë së Lindjes së Largët SHA (JSC DVEUK), 5 GTU GPB70D (M7A-02D) u dorëzuan në TEC Tsentralnaya. Stacioni siguron energji elektrike dhe ngrohje për konsumatorët në pjesën qendrore të zhvillimit të ishullit Russky dhe kampusit të Universitetit Federal të Lindjes së Largët. TEC Tsentralnaya është objekti i parë energjetik në Rusi me turbina Kawasaki.

Mini-CHP "Oceanarium" në Vladivostok

Ky projekt është realizuar edhe nga SHA "DVEUK" për furnizimin me energji elektrike të kompleksit shkencor dhe arsimor "Primorsky Oceanarium" që ndodhet në ishull. Janë dorëzuar dy turbina me gaz GPB70D.

GTU e prodhuar nga Kawasaki në Gazprom PJSC

Partneri rus i Kawasaki, MPP Energotechnika LLC, i bazuar në turbinën me gaz M1A-17D, prodhon një termocentral kontejner Korvette 1.7K për instalim në zona të hapura me një gamë të temperaturës së ambientit nga -60 deri në + 40 °С.

Në kuadër të marrëveshjes së bashkëpunimit, pesë EGTEPS KORVET-1.7K u zhvilluan dhe u montuan në objektet e prodhimit të MPP Energotechnika. Fushat e përgjegjësisë së kompanive në këtë projekt u shpërndanë si më poshtë: Kawasaki furnizon motorin me turbinë me gaz M1A-17D dhe sistemet e kontrollit të turbinës, Siemens AG furnizon gjeneratorin e tensionit të lartë. MPP Energotechnika LLC prodhon një enë blloku, një pajisje shkarkimi dhe marrjeje ajri, një sistem kontrolli të njësisë së energjisë (përfshirë sistemin e ngacmimit SHUVGM), pajisje elektrike - kryesore dhe ndihmëse, kompleton të gjitha sistemet, monton dhe furnizon një termocentral të plotë dhe gjithashtu shet APCS.

EGTES Korvet-1.7K ka kaluar teste ndër-departamentale dhe rekomandohet për përdorim në objektet e Gazprom PJSC. Njësia e energjisë e turbinave me gaz u zhvillua nga MPP Energotechnika LLC sipas termave të referencës së PJSC Gazprom në kuadër të Programit të Bashkëpunimit Shkencor dhe Teknik të PJSC Gazprom dhe Agjencisë burime natyrore dhe energjia në Japoni.

Turbinë për CCGT 10 MW në NRU MPEI

Kawasaki Heavy Industries Ltd., ka prodhuar dhe dorëzuar një impiant të plotë të turbinave me gaz GPB80D me një fuqi nominale prej 7.8 MW për Universitetin Kombëtar të Kërkimeve "MPEI" me vendndodhje në Moskë. CHP MPEI është një trajnim praktik dhe, duke gjeneruar energji elektrike dhe ngrohje në një shkallë industriale, u siguron atyre vetë Institutin e Inxhinierisë së Energjisë në Moskë dhe i furnizon ato në rrjetet e shërbimeve të Moskës.

Zgjerimi i gjeografisë së projekteve

Kawasaki, duke tërhequr vëmendjen për avantazhet e zhvillimit të energjisë lokale në drejtim të gjenerimit të shpërndarë, propozoi fillimin e zbatimit të projekteve duke përdorur turbina me gaz me kapacitet minimal.

Sistemet e Energjisë Mitsubishi Hitachi

Gama e modelit të turbinave H-25 paraqitet në diapazonin e fuqisë 28-41 MW. Paketa e plotë e prodhimit të turbinave, duke përfshirë R&D dhe qendrën e monitorimit në distancë, kryhet në fabrikën në Hitachi, Japoni nga MHPS (Mitsubishi Hitachi Power Systems Ltd.). Formimi i tij bie në shkurt 2014 për shkak të bashkimit të sektorëve gjenerues të liderëve të njohur në inxhinierinë mekanike Mitsubishi Heavy Industries Ltd. dhe Hitachi Ltd.

Modelet H-25 përdoren gjerësisht në të gjithë botën si për funksionimin e ciklit të thjeshtë për shkak të efikasitetit të lartë (34-37%), ashtu edhe për cikël të kombinuar në konfigurimin 1x1 dhe 2x1 me efikasitet 51-53%. Duke pasur tregues të temperaturës së lartë të gazrave të shkarkimit, GTU gjithashtu ka dëshmuar me sukses se funksionon në modalitetin e bashkëgjenerimit me një efikasitet total të impiantit prej më shumë se 80%.

Ekspertiza shumëvjeçare në prodhimin e turbinave me gaz për një gamë të gjerë kapacitetesh dhe një dizajn i mirëmenduar i një turbine industriale me një bosht dallon N-25 me besueshmëri të lartë me një faktor disponueshmërie të pajisjeve prej më shumë se 99%. Koha totale e funksionimit të modelit tejkaloi 6.3 milion orë në gjysmën e dytë të 2016. Turbina moderne me gaz është bërë me një ndarje boshtore horizontale, e cila siguron lehtësinë e mirëmbajtjes, si dhe mundësinë e zëvendësimit të pjesëve të shtegut të nxehtë në vendi i operimit.

Dhoma e djegies me tuba-unazor kundërrrymës siguron djegie të qëndrueshme në lloje të ndryshme karburantesh, si gaz natyror, naftë, gaz i lëngshëm i naftës, gazra tymi, gaz i furrës së koksit, etj. parapërzierje e përzierjes gaz-ajër (DLN). Motori i turbinës me gaz H-25 është një kompresor boshtor me 17 faza i shoqëruar me një turbinë aktive me tre faza.

Një shembull i funksionimit të besueshëm të N-25 GTU në objektet e prodhimit në shkallë të vogël në Rusi është funksionimi si pjesë e një njësie bashkëgjenerimi për nevojat e veta të uzinës SHA Ammonii në Mendeleevsk, Republika e Tatarstanit. Njësia e kogjenerimit i siguron vendit të prodhimit 24 MW energji elektrike dhe 50 t/h avull (390°C / 43 kg/cm3). Në nëntor 2017, në vend u krye me sukses inspektimi i parë i sistemit të djegies së turbinës, i cili konfirmoi funksionimin e besueshëm të përbërësve dhe montimeve të makinës në temperatura të larta.

Në sektorin e naftës dhe gazit, N-25 GTU u përdorën për të operuar objektin e përpunimit në tokë të Sakhalin II (OPF) të Sakhalin Energy Investment Company, Ltd. OPF ndodhet 600 km në veri të Yuzhno-Sakhalinsk në zonën e daljes në tokë të tubacionit të gazit në det të hapur dhe është një nga objektet më të rëndësishme të kompanisë përgjegjëse për përgatitjen e gazit dhe kondensatës për transmetimin e mëvonshëm të tubacionit në terminalin e eksportit të naftës dhe fabrikën e LNG. Kompleksi teknologjik përfshin katër turbina me gaz N-25, të cilat janë në funksionim komercial që nga viti 2008. Njësia e bashkëgjenerimit e bazuar në N-25 GTU është maksimalisht e integruar në sistemin e integruar të energjisë OPF, në veçanti, nxehtësia nga gazrat e shkarkimit të turbina përdoret për të ngrohur naftën bruto për nevojat e rafinimit të naftës.

Kompletet e gjeneratorëve të turbinave industriale të gazit Siemens (në tekstin e mëtejmë GTU) do të ndihmojnë për të përballuar vështirësitë e tregut në zhvillim dinamik të gjenerimit të shpërndarë. Turbinat me gaz me një fuqi të vlerësuar njësi nga 4 në 66 MW plotësojnë plotësisht kërkesat e larta në fushën e prodhimit të kombinuar të energjisë industriale, për sa i përket efikasitetit të impiantit (deri në 90%), besueshmërisë operacionale, fleksibilitetit të shërbimit dhe sigurisë mjedisore, duke siguruar jetë të ulët. kostot e ciklit dhe kthim të lartë nga investimi. Siemens ka më shumë se 100 vjet përvojë në ndërtimin e turbinave industriale me gaz dhe termocentraleve të bazuara në to.

Siemens GTU që variojnë nga 4 në 66 MW përdoren nga ndërmarrjet e vogla, prodhuesit e pavarur të energjisë (p.sh. impiantet industriale) dhe industria e naftës dhe gazit. Përdorimi i teknologjive për prodhimin e shpërndarë të energjisë elektrike me gjenerimin e kombinuar të energjisë termike bën të mundur refuzimin e investimit në shumë kilometra linja elektrike, duke minimizuar distancën midis burimit të energjisë dhe objektit që e konsumon atë, për të arritur kursime serioze të kostos duke mbuluar ngrohje ndërmarrjet industriale dhe objektet e infrastrukturës nëpërmjet rikuperimit të nxehtësisë. Një Mini-TPP standard i bazuar në një GTU Siemens mund të ndërtohet kudo ku ka akses në një burim karburanti ose furnizim të menjëhershëm të tij.

SGT-300 është një turbinë industriale me gaz me një fuqi elektrike të vlerësuar prej 7,9 MW (shih Tabelën 1), e cila kombinon një dizajn të thjeshtë dhe të besueshëm me teknologjinë më të fundit.

Tabela 1. Specifikimet e SGT-300 për ngasjen mekanike dhe gjenerimin e energjisë

Prodhimi i energjisë

makinë mekanike

7.9 MW

8 MW

9 MW

Fuqia në ISO

Gaz natyror / lëndë djegëse e lëngshme / lëndë djegëse të dyfishtë dhe lëndë djegëse të tjera sipas kërkesës;

Ndryshimi automatik i karburantit nga kryesore në rezervë, me çdo ngarkesë

Oud. konsumi i nxehtësisë

11.773 kJ/kWh

10.265 kJ/kWh

10.104 kJ/kWh

Shpejtësia e turbinës së energjisë

5.750 - 12.075 rpm

5.750 - 12.075 rpm

Raporti i kompresimit

Konsumi i gazit të shkarkimit

Temperatura e gazit të shkarkimit

542°C (1,008°F)

491°C (916°F)

512°C (954°F)

Emetimet e NOX

Karburanti me gaz me sistem DLE

1) Elektrike 2) E montuar në bosht

Oriz. 1. Struktura e gjeneratorit të gazit SGT-300


Për prodhimin e energjisë industriale, përdoret një version me një bosht të turbinës me gaz SGT-300 (shih Fig. 1). Është ideal për prodhimin e kombinuar të nxehtësisë dhe energjisë (CHP). Turbina me gaz SGT-300 është një turbinë industriale me gaz, e krijuar fillimisht për gjenerim dhe ka përparësitë e mëposhtme operacionale për organizatat operative:

Efikasiteti elektrik - 31%, që është mesatarisht 2-3% më i lartë se efikasiteti i turbinave me gaz me fuqi më të ulët, falë një vlere më të lartë të efikasitetit, efekt ekonomik për kursimin e gazit të karburantit;

Gjeneratori i gazit është i pajisur me një dhomë me djegie të thatë me emetim të ulët duke përdorur teknologjinë DLE, e cila bën të mundur arritjen e niveleve të emetimeve të NOx dhe CO që janë më shumë se 2.5 herë më të ulëta se ato të përcaktuara nga dokumentet rregullatore;

GTP ka karakteristika të mira dinamike për shkak të dizajnit të tij me një bosht dhe siguron funksionim të qëndrueshëm të gjeneratorit në rast të luhatjeve në ngarkesën e rrjetit të lidhur të jashtëm;

Dizajni industrial i turbinës me gaz siguron një jetë të gjatë riparimi dhe është optimale për sa i përket organizimit të punës së shërbimit që kryhet në vendin e operimit;

Një reduktim i ndjeshëm në gjurmën e ndërtesës, si dhe kostot e investimit, duke përfshirë blerjen e pajisjeve mekanike dhe elektrike në të gjithë impiantin, instalimin dhe vënien në punë të tyre, kur përdoret një zgjidhje e bazuar në SGT-300 (Fig. 2).

Oriz. 2. Karakteristikat e peshës dhe madhësisë së bllokut SGT-300


Koha totale e funksionimit të flotës së instaluar të SGT-300 është më shumë se 6 milion orë, me kohën e funksionimit të GTU-së kryesore 151 mijë orë. Raporti i disponueshmërisë / disponueshmërisë - 97.3%, raporti i besueshmërisë - 98.2%.

OPRA (Holandë) është një furnizues kryesor i sistemeve energjetike të bazuara në turbina me gaz. OPRA zhvillon, prodhon dhe tregton motorë më të avancuar me turbina me gaz rreth 2 MW. Aktiviteti kryesor i kompanisë është prodhimi i energjisë elektrike për industrinë e naftës dhe gazit.

Motori i besueshëm OPRA OP16 ofron performancë më të lartë me kosto më të ulët dhe jetë më të gjatë se çdo turbinë tjetër në klasën e saj. Motori punon me disa lloje karburantesh të lëngëta dhe të gazta. Ekziston një modifikim i dhomës së djegies me një përmbajtje të reduktuar të ndotësve në shkarkim. Termocentrali OPRA OP16 1.5-2.0 MW do të jetë një asistent i besueshëm në kushte të vështira operimi.

Turbinat me gaz OPRA janë pajisja perfekte për prodhimin e energjisë në sistemet elektrike jashtë rrjetit dhe sistemet e bashkëgjenerimit në shkallë të vogël. Dizajni i turbinës ka qenë në zhvillim për më shumë se dhjetë vjet. Rezultati është një motor i thjeshtë, i besueshëm dhe efikas me turbina me gaz, duke përfshirë një model me emetim të ulët.

Një tipar dallues i teknologjisë për shndërrimin e energjisë kimike në energji elektrike në OP16 është sistemi i përgatitjes dhe kontrollit të furnizimit të përzierjes së karburantit i patentuar COFAR, i cili siguron mënyra djegieje me formim minimal të azotit dhe oksideve të karbonit, si dhe një minimum të mbetjeve të karburantit të padjegur. Gjeometria e patentuar e turbinës radiale dhe dizajni përgjithësisht konsol i fishekut të zëvendësueshëm, duke përfshirë boshtin, kushinetat, kompresorin centrifugal dhe turbinën, janë gjithashtu origjinale.

Specialistët e OPRA dhe MES Engineering zhvilluan konceptin e krijimit të një kompleksi teknik unik të unifikuar për përpunimin e mbetjeve. Nga 55-60 milion ton të të gjitha MSW të gjeneruara në Rusi në vit, një e pesta - 11.7 milion ton - bie në rajonin e kryeqytetit (3.8 milion ton - rajoni i Moskës, 7.9 milion ton - Moska). Në të njëjtën kohë, 6.6 milionë tonë eksportohen nga Moska jashtë Unazës së Moskës mbeturinat shtëpiake. Kështu, më shumë se 10 milion ton mbeturina vendosen në rajonin e Moskës. Që nga viti 2013, nga 39 vendgrumbullime në Rajonin e Moskës, janë mbyllur 22. Ato duhet të zëvendësohen nga 13 komplekse të klasifikimit të mbetjeve, të cilat do të vihen në funksion në 2018-2019, si dhe katër impiante për djegien e mbetjeve. E njëjta situatë ndodh në shumicën e rajoneve të tjera. Megjithatë, ndërtimi i impianteve të mëdha të përpunimit të mbetjeve nuk është gjithmonë fitimprurës, kështu që problemi i përpunimit të mbetjeve është shumë i rëndësishëm.

Koncepti i zhvilluar i një kompleksi të vetëm teknik kombinon impiantet OPRA plotësisht radiale me besueshmëri dhe efikasitet të lartë me sistemin e gazifikimit / pirolizës MES, i cili lejon konvertimin efikas të llojeve të ndryshme të mbetjeve (përfshirë MSW, llum nafte, tokë të kontaminuar, biologjike dhe mjekësore mbeturinat, mbeturinat e përpunimit të drurit, traversat, etj.) në një lëndë djegëse të shkëlqyer për gjenerimin e nxehtësisë dhe energjisë elektrike. Si rezultat i bashkëpunimit afatgjatë, është projektuar dhe është në zbatim një kompleks i standardizuar i përpunimit të mbetjeve me kapacitet 48 ton/ditë. (Fig. 3).

Oriz. 3. Plani i përgjithshëm i një kompleksi standard të përpunimit të mbetjeve me kapacitet 48 ton/ditë.


Kompleksi përfshin një njësi gazifikimi MASH me një vend depozitimi mbetjesh, dy OPRA GTU me një fuqi totale elektrike 3.7 MW dhe një fuqi termike 9 MW, si dhe sisteme të ndryshme ndihmëse dhe mbrojtëse.

Zbatimi i një kompleksi të tillë bën të mundur që në një sipërfaqe prej 2 hektarësh të sigurohet një mundësi për furnizim autonom me energji dhe ngrohje të objekteve të ndryshme industriale dhe komunale, duke zgjidhur problemin e riciklimit të llojeve të ndryshme të mbetjeve shtëpiake.

Dallimet midis teknologjive komplekse dhe ekzistuese të zhvilluara burojnë nga kombinimi unik i teknologjive të propozuara. Vëllimet e vogla (2 t/h) të mbetjeve të konsumuara, së bashku me një sipërfaqe të vogël të kërkuar të kantierit, lejojnë vendosjen e këtij kompleksi drejtpërdrejt pranë vendbanimeve të vogla, ndërmarrjeve industriale, etj., duke kursyer ndjeshëm para për transportin e vazhdueshëm të mbetjeve në to. vendet e depozitimit. Autonomia e plotë e kompleksit ju lejon ta vendosni atë pothuajse kudo. Përdorimi i projektit standard të zhvilluar, strukturave modulare dhe shkalla maksimale e gatishmërisë së fabrikës së pajisjeve bën të mundur minimizimin e kohës së ndërtimit në 1-1,5 vjet. Përdorimi i teknologjive të reja siguron mirëdashjen më të lartë mjedisore të kompleksit. Njësia e gazifikimit MES prodhon njëkohësisht fraksione të gazit dhe karburantit të lëngshëm, dhe për shkak të natyrës me karburant të dyfishtë të OPRA GTU, ato përdoren njëkohësisht, gjë që rrit fleksibilitetin e karburantit dhe besueshmërinë e furnizimit me energji elektrike. Kërkesat e ulëta të OPRA GTU për cilësinë e karburantit rrisin besueshmërinë e të gjithë sistemit. Njësia MASH lejon përdorimin e mbetjeve me një përmbajtje lagështie deri në 85%, prandaj, tharja e mbetjeve nuk kërkohet, gjë që rrit efikasitetin e të gjithë kompleksit. Temperatura e lartë e gazrave të shkarkimit të OPRA GTU bën të mundur sigurimin e furnizimit të besueshëm të nxehtësisë me ujë të nxehtë ose avull (deri në 11 ton avull në orë në 12 bar). Projekti është standard dhe i shkallëzuar, i cili mundëson asgjësimin e çdo sasie mbetjesh.

Llogaritjet tregojnë se kostoja e prodhimit të energjisë elektrike do të jetë nga 0,01 deri në 0,03 euro për 1 kWh, çka tregon efikasitetin e lartë ekonomik të projektit. Kështu, kompania OPRA konfirmoi edhe një herë fokusin e saj në zgjerimin e gamës së karburanteve të përdorur dhe rritjen e fleksibilitetit të karburantit, si dhe fokusimin në përdorimin maksimal të teknologjive "të gjelbërta" në zhvillimin e saj.

Një turbinë është çdo pajisje rrotulluese që përdor energjinë e një lëngu pune (lëngu) lëvizës për të prodhuar punë. Lëngjet tipike të turbinës janë: era, uji, avulli dhe heliumi. Mullinjtë e erës dhe hidrocentralet kanë përdorur turbina për dekada të tëra për të kthyer gjeneratorët elektrikë dhe për të prodhuar energji për industrinë dhe strehimin. Turbinat e thjeshta janë njohur për shumë më gjatë, e para prej tyre u shfaq në Greqinë e lashtë.

Sidoqoftë, në historinë e prodhimit të energjisë, vetë turbinat me gaz u shfaqën jo shumë kohë më parë. Turbina e parë praktike me gaz filloi të prodhojë energji elektrike në Neuchatel, Zvicër në vitin 1939. Ajo u zhvillua nga kompania Brown Boveri. Turbina e parë me gaz për të fuqizuar një aeroplan gjithashtu funksionoi në vitin 1939 në Gjermani, duke përdorur një turbinë me gaz të projektuar nga Hans P. von Ohain. Në Angli në vitet 1930, shpikja dhe dizajni i turbinës me gaz nga Frank Whittle çoi në fluturimin e parë me turbinë në 1941.

Figura 1. Skema e një turbine avioni (a) dhe një turbine me gaz për përdorim në tokë (b)

Termi "turbinë me gaz" është lehtësisht mashtrues, sepse për shumë do të thotë një motor turbinë që përdor gazin si lëndë djegëse. Në fakt, një turbinë me gaz (e treguar në mënyrë skematike në Figurën 1) ka një kompresor që furnizon dhe ngjesh gazin (zakonisht ajrin); dhoma e djegies, ku djegia e karburantit ngroh gazin e ngjeshur dhe vetë turbinën, e cila nxjerr energji nga rrjedha e gazeve të nxehta dhe të ngjeshur. Kjo energji është e mjaftueshme për të fuqizuar kompresorin dhe mbetet për aplikime të dobishme. Një turbinë me gaz është një motor me djegie të brendshme (ICE) që përdor djegien e vazhdueshme të karburantit për të prodhuar punë të dobishme. Në këtë, turbina ndryshon nga motorët me djegie të brendshme me karburator ose me naftë, ku procesi i djegies është i ndërprerë.

Meqenëse përdorimi i turbinave me gaz filloi në vitin 1939 në të njëjtën kohë në industrinë e energjisë elektrike dhe në aviacion, emra të ndryshëm përdoren për turbinat me gaz të aviacionit dhe tokës. Turbinat me gaz të aviacionit quhen motorë turbojet ose jet, dhe turbinat e tjera me gaz quhen motorë me turbina me gaz. Në anglisht, ka edhe më shumë emra për këta, në përgjithësi, motorë të të njëjtit lloj.

Përdorimi i turbinave me gaz

Në një turbojet avioni, energjia nga turbina drejton një kompresor që tërheq ajrin në motor. Gazi i nxehtë që del nga turbina nxirret në atmosferë përmes grykës së shkarkimit, i cili krijon shtytje. Në fig. 1a tregon një diagram të një motori turbojet.


Figura 2. Paraqitja skematike e një motori turbojet avioni.

Një motor tipik turbojet është paraqitur në fig. 2. Motorë të tillë krijojnë shtytje nga 45 kgf deri në 45,000 kgf me një peshë të vdekur prej 13 kg deri në 9,000 kg. Motorët më të vegjël drejtojnë raketa lundrimi, më të mëdhenjtë - avionë të mëdhenj. Turbina me gaz në fig. 2 është një motor turbofan me një kompresor me diametër të madh. Shtytja krijohet si nga ajri që thithet nga kompresori ashtu edhe nga ajri që kalon nëpër vetë turbinën. Motori është i madh dhe i aftë për të gjeneruar shtytje të lartë me shpejtësi të ulët ngritjeje, duke e bërë atë më të përshtatshëm për avionët komercialë. Motori turbojet nuk ka ventilator dhe krijon shtytje me ajrin që kalon plotësisht nëpër shtegun e gazit. Turbojetët kanë përmasa të vogla ballore dhe prodhojnë më së shumti shtytje me shpejtësi të lartë, duke i bërë ata më të përshtatshëm për t'u përdorur në avionë luftarakë.

Në turbinat me gaz jo-aeronautike, një pjesë e energjisë nga turbina përdoret për të drejtuar kompresorin. Energjia e mbetur - "energjia e dobishme" hiqet nga boshti i turbinës në një pajisje të shfrytëzimit të energjisë siç është një gjenerator elektrik ose helika e një anijeje.

Një turbinë tipike me gaz me bazë tokësore është paraqitur në fig. 3. Instalime të tilla mund të gjenerojnë energji nga 0.05 MW deri në 240 MW. Konfigurimi i paraqitur në fig. 3 është një turbinë me gaz që rrjedh nga avioni, por më e lehtë. Njësitë më të rënda janë projektuar posaçërisht për përdorim në tokë dhe quhen turbina industriale. Ndërsa turbinat me prejardhje nga avionët po përdoren gjithnjë e më shumë si gjeneratorë kryesorë të energjisë, ato përdoren akoma më së shpeshti si kompresorë për pompimin e gazit natyror, fuqizimin e anijeve dhe përdoren si gjeneratorë shtesë të energjisë gjatë periudhave të kërkesës maksimale. Gjeneratorët e turbinave me gaz mund të ndizen shpejt, duke furnizuar energji kur është më e nevojshme.


Figura 3. Turbina më e thjeshtë me gaz, me një fazë, me bazë tokësore. Për shembull, në energji. 1 - kompresor, 2 - dhoma e djegies, 3 - turbinë.

Përparësitë më të rëndësishme të një turbine me gaz janë:

  1. Është në gjendje të gjenerojë shumë energji me një madhësi dhe peshë relativisht të vogël.
  2. Turbina me gaz funksionon në një mënyrë rrotullimi konstante, ndryshe nga motorët reciprokë që funksionojnë me ngarkesa që ndryshojnë vazhdimisht. Prandaj, turbinat zgjasin një kohë të gjatë dhe kërkojnë relativisht pak mirëmbajtje.
  3. Megjithëse turbina me gaz niset duke përdorur pajisje ndihmëse si motorët elektrikë ose një turbinë tjetër me gaz, nisja zgjat disa minuta. Për krahasim, koha e fillimit të një turbine me avull matet në orë.
  4. Një turbinë me gaz mund të përdorë një shumëllojshmëri karburantesh. Turbinat e mëdha me bazë tokësore zakonisht përdorin gaz natyror, ndërsa turbinat e aviacionit priren të përdorin distilime të lehta (vajguri). Mund të përdoret gjithashtu karburant dizel ose vaj djegës i trajtuar posaçërisht. Gjithashtu është e mundur të përdoren gazra të djegshëm nga procesi i pirolizës, gazifikimit dhe rafinimit të naftës, si dhe biogaz.
  5. Në mënyrë tipike, turbinat me gaz përdorin ajrin atmosferik si lëng pune. Kur prodhon energji elektrike, një turbinë me gaz nuk ka nevojë për një ftohës (siç është uji).

Në të kaluarën, një nga të metat kryesore të turbinave me gaz ishte efikasiteti i tyre i ulët në krahasim me motorët e tjerë me djegie të brendshme ose turbinat me avull në termocentrale. Megjithatë, gjatë 50 viteve të fundit, përmirësimet në dizajnin e tyre kanë rritur efikasitetin termik nga 18% në 1939 në një turbinë gazi Neuchatel në efikasitetin aktual prej 40% në funksionimin e ciklit të thjeshtë dhe rreth 55% në ciklin e kombinuar (më shumë për atë më poshtë) . Në të ardhmen, efikasiteti i turbinave me gaz do të rritet edhe më shumë, me efikasitet që pritet të rritet në 45-47% në ciklin e thjeshtë dhe deri në 60% në ciklin e kombinuar. Këto efikasitete të pritshme janë dukshëm më të larta se motorët e tjerë të zakonshëm si turbinat me avull.

Ciklet e turbinave me gaz

Diagrami i sekuencës tregon se çfarë ndodh kur ajri hyn, kalon nëpër shtegun e gazit dhe del nga turbina me gaz. Në mënyrë tipike, një ciklogram tregon marrëdhënien midis vëllimit të ajrit dhe presionit të sistemit. Në fig. 4a tregon ciklin Brayton, i cili tregon ndryshimin në vetitë e një vëllimi fiks ajri që kalon përmes një turbine me gaz gjatë funksionimit të saj. Zonat kryesore të këtij ciklogrami janë paraqitur edhe në paraqitjen skematike të turbinës me gaz në fig. 4b.


Figura 4a. Diagrami i ciklit Brayton në koordinatat P-V për lëngun punues, që tregon rrjedhat e punës (W) dhe nxehtësisë (Q).


Figura 4b. Ilustrim skematik i një turbine me gaz që tregon pika nga diagrami i ciklit Brayton.

Ajri është i ngjeshur nga pika 1 në pikën 2. Shtypja e gazit rritet ndërsa vëllimi i gazit zvogëlohet. Më pas ajri nxehet me presion konstant nga pika 2 në pikën 3. Kjo nxehtësi prodhohet nga karburanti që futet në dhomën e djegies dhe digjet vazhdimisht.

Ajri i nxehtë i kompresuar nga pika 3 fillon të zgjerohet midis pikave 3 dhe 4. Presioni dhe temperatura në këtë interval bien dhe vëllimi i gazit rritet. Në motorin në Fig. 4b, kjo përfaqësohet nga rrjedha e gazit nga pika 3 përmes turbinës në pikën 4. Kjo prodhon energji që më pas mund të përdoret. Në fig. 1a, rryma drejtohet nga pika 3" në pikën 4 përmes grykës së daljes dhe prodhon shtytje. "Punë e dobishme" në Fig. 4a tregohet nga kurba 3'-4. Kjo është energjia e aftë për të drejtuar boshtin lëvizës të një turbina tokësore ose krijimi i shtytjes për një motor avioni Cikli i Brighton përfundon në figurën 4 me një proces në të cilin vëllimi dhe temperatura e ajrit zvogëlohen ndërsa nxehtësia lëshohet në atmosferë.


Figura 5. Sistemi i ciklit të mbyllur.

Shumica e turbinave me gaz funksionojnë në një modalitet të ciklit të hapur. Në një qark të hapur, ajri merret nga atmosfera (pika 1 në Fig. 4a dhe 4b) dhe nxirret përsëri në atmosferë në pikën 4, kështu që gazi i nxehtë ftohet në atmosferë pasi të jetë shteruar nga motori. Në një turbinë me gaz që funksionon në një cikël të mbyllur, lëngu i punës (lëng ose gaz) përdoret vazhdimisht për të ftohur gazrat e shkarkimit (në pikën 4) në shkëmbyesin e nxehtësisë (treguar në mënyrë skematike në Fig. 5) dhe dërgohet në hyrjen e kompresorit . Meqenëse përdoret një vëllim i mbyllur me një sasi të kufizuar gazi, një turbinë me cikël të mbyllur nuk është një motor me djegie të brendshme. Në një sistem me cikli të mbyllur, djegia nuk mund të mbahet dhe dhoma konvencionale e djegies zëvendësohet nga një shkëmbyes sekondar i nxehtësisë që ngroh ajrin e kompresuar përpara se të hyjë në turbinë. Nxehtësia sigurohet nga një burim i jashtëm, siç është një reaktor bërthamor, një furrë me shtrat të lëngshëm me qymyr ose një burim tjetër nxehtësie. U propozua përdorimi i turbinave me gaz me cikël të mbyllur në fluturimet drejt Marsit dhe fluturimet e tjera afatgjata në hapësirë.

Një turbinë me gaz që është projektuar dhe operuar sipas ciklit Bryson (Figura 4) quhet turbinë gazi me cikël të thjeshtë. Shumica e turbinave me gaz në avion funksionojnë në një cikël të thjeshtë për të mbajtur peshën dhe dimensionin ballor të motorit sa më të vogël të jetë e mundur. Megjithatë, për përdorim tokësor ose detar bëhet e mundur të shtohet pajisje opsionale në një turbinë të thjeshtë me cikël për të rritur efikasitetin dhe/ose fuqinë e motorit. Përdoren tre lloje modifikimesh: rigjenerimi, ftohja e ndërmjetme dhe ngrohja e dyfishtë.

Rigjenerimi parashikon instalimin e një shkëmbyesi nxehtësie (rikuperues) në rrugën e gazrave të shkarkimit (pika 4 në figurën 4b). Ajri i kompresuar nga pika 2 në fig. 4b nxehet paraprakisht në shkëmbyesin e nxehtësisë nga gazrat e shkarkimit përpara se të hyjë në dhomën e djegies (Fig. 6a).

Nëse rigjenerimi zbatohet mirë, domethënë efikasiteti i shkëmbyesit të nxehtësisë është i lartë dhe rënia e presionit në të është e vogël, efikasiteti do të jetë më i madh se sa me një cikël të thjeshtë turbine. Megjithatë, duhet të merret parasysh edhe kostoja e rigjeneruesit. Rigjeneruesit u përdorën në motorët e turbinave me gaz në tanket Abrams M1 - tanku kryesor i betejës i Operacionit Stuhia e Shkretëtirës - dhe në motorët eksperimentalë të turbinave me gaz të automjeteve. Turbinat me gaz me rigjenerim rrisin efikasitetin me 5-6% dhe efikasiteti i tyre është edhe më i lartë kur funksionojnë nën ngarkesë të pjesshme.

Intercooling përfshin gjithashtu përdorimin e shkëmbyesve të nxehtësisë. Një intercooler (intercooler) ftoh gazin gjatë ngjeshjes së tij. Për shembull, nëse kompresori përbëhet nga dy module, presioni i lartë dhe i ulët, duhet të instalohet një ndërftohës midis tyre për të ftohur rrjedhën e gazit dhe për të zvogëluar sasinë e punës që kërkohet për të kompresuar në kompresorin me presion të lartë (Fig. 6b). Agjenti ftohës mund të jetë ajri atmosferik (të ashtuquajturat ftohës të ajrit) ose uji (p.sh. uji i detit në turbinën e një anijeje). Është e lehtë të tregohet se fuqia e një turbine me gaz me një ndërftohës të projektuar mirë është rritur.

ngrohje të dyfishtë përdoret në turbina dhe është një mënyrë për të rritur fuqinë dalëse të një turbine pa ndryshuar funksionimin e kompresorit ose pa rritur temperaturën e funksionimit të turbinës. Nëse turbina me gaz ka dy module, presion të lartë dhe të ulët, atëherë një superngrohës (zakonisht një dhomë tjetër djegieje) përdoret për të rinxehur rrjedhën e gazit midis turbinave me presion të lartë dhe të ulët (Fig. 6c). Mund të rrisë fuqinë e prodhimit me 1-3%. Ngrohja e dyfishtë në turbinat e avionëve realizohet duke shtuar një pas djegës në grykën e turbinës. Kjo rrit tërheqjen, por rrit ndjeshëm konsumin e karburantit.

Termocentrali i turbinave me gaz me cikël të kombinuar shpesh shkurtohet si CCGT. Cikli i kombinuar nënkupton një termocentral në të cilin një turbinë me gaz dhe një turbinë me avull përdoren së bashku për të arritur një efikasitet më të madh sesa kur përdoren veçmas. Turbina me gaz drejton një gjenerator elektrik. Gazrat e shkarkimit të turbinës përdoren për të prodhuar avull në një shkëmbyes nxehtësie, ky avull drejton një turbinë me avull e cila gjithashtu prodhon energji elektrike. Nëse avulli përdoret për ngrohje, termocentrali quhet termocentral i kogjenerimit. Me fjalë të tjera, në Rusi përdoret zakonisht shkurtesa CHP (Nxehtësia dhe Termocentrali). Por në termocentralet CHP, si rregull, nuk funksionojnë turbinat me gaz, por turbinat e zakonshme me avull. Dhe avulli i përdorur përdoret për ngrohje, kështu që CHP dhe CHP nuk janë sinonime. Në fig. 7 është një diagram i thjeshtuar i një termocentrali kogjenerues, që tregon dy motorë ngrohje të instaluar në seri. Motori kryesor është një turbinë me gaz. Ai transferon energji në motorin e poshtëm - turbinën me avull. Turbina me avull më pas e transferon nxehtësinë në kondensator.


Figura 7. Diagrami i një termocentrali me cikël të kombinuar.

Efikasiteti i ciklit të kombinuar \(\nu_(cc) \) mund të përfaqësohet nga një shprehje mjaft e thjeshtë: \(\nu_(cc) = \nu_B + \nu_R - \nu_B \times \nu_R \) Me fjalë të tjera, është shuma e efikasitetit të secilës prej fazave minus punën e tyre. Ky ekuacion tregon pse kogjenerimi është kaq efikas. Supozoni se \(\nu_B = 40%\) është një kufi i sipërm i arsyeshëm për efikasitetin e një turbine me gaz të ciklit Brayton. Një vlerësim i arsyeshëm i efikasitetit të një turbine me avull që vepron në ciklin Rankine në fazën e dytë të bashkëgjenerimit është \(\nu_R = 30% \). Duke zëvendësuar këto vlera në ekuacion, marrim: \(\nu_(cc) = 0,40 + 0,30 - 0,40 \herë 0,3 = 0,70 - 0,12 = 0,58 \). Kjo do të thotë, efikasiteti i një sistemi të tillë do të jetë 58%.

Ky është kufiri i sipërm për efiçencën e një termocentrali kogjenerues. Efikasiteti praktik do të jetë më i ulët për shkak të humbjes së pashmangshme të energjisë ndërmjet fazave. Praktikisht në sistemet e kogjenerimit të vënë në punë në vitet e fundit arriti një efikasitet prej 52-58%.

Komponentët e turbinës me gaz

Funksionimi i një turbine me gaz ndahet më së miri në tre nënsisteme: kompresori, dhoma e djegies dhe turbina, siç tregohet në Fig. 1. Më pas, ne do të shqyrtojmë shkurtimisht secilin prej këtyre nënsistemeve.

Kompresorë dhe turbina

Kompresori lidhet me turbinën nga një bosht i përbashkët në mënyrë që turbina të mund ta kthejë kompresorin. Një turbinë me gaz me një bosht ka një bosht të vetëm që lidh turbinën dhe kompresorin. Një turbinë gazi me dy boshte (Fig. 6b dhe 6c) ka dy boshte konike. Më e gjata është e lidhur me një kompresor me presion të ulët dhe një turbinë me presion të ulët. Ai rrotullohet brenda një boshti më të shkurtër të zbrazët që lidh kompresorin me presion të lartë me turbinën me presion të lartë. Boshti që lidh turbinën dhe kompresorin me presion të lartë rrotullohet më shpejt se boshti i turbinës dhe kompresori me presion të ulët. Një turbinë me gaz me tre boshte ka një bosht të tretë që lidh turbinën dhe kompresorin me presion të mesëm.

Turbinat me gaz mund të jenë centrifugale ose boshtore, ose të kombinuara. Kompresori centrifugal, në të cilin ajri i kompresuar del rreth perimetrit të jashtëm të makinës, është i besueshëm, zakonisht kushton më pak, por kufizohet në një raport ngjeshjeje 6-7 me 1. Ato janë përdorur gjerësisht në të kaluarën dhe përdoren ende sot. në turbinat e vogla me gaz.

Në kompresorët boshtor më efikas dhe produktiv, ajri i kompresuar del përgjatë boshtit të mekanizmit. Ky është lloji më i zakonshëm i kompresorit të gazit (shih figurat 2 dhe 3). Kompresorët centrifugale përbëhen nga një numër i madh seksionesh identike. Çdo seksion përmban një rrotë rrotulluese me tehe turbine dhe një rrotë me tehe të palëvizshme (statorë). Seksionet janë rregulluar në atë mënyrë që ajri i kompresuar të kalojë në mënyrë sekuenciale nëpër çdo seksion, duke i dhënë një pjesë të energjisë së tij secilit prej tyre.

Turbinat kanë një dizajn më të thjeshtë se një kompresor, pasi është më e vështirë të ngjeshësh rrjedhën e gazit sesa të shtysh atë të zgjerohet përsëri. Turbinat boshtore si ato të paraqitura në fig. 2 dhe 3 kanë më pak seksione se një kompresor centrifugal. Ka turbina të vogla me gaz që përdorin turbina centrifugale (me injektim radial të gazit), por turbinat boshtore janë më të zakonshmet.

Projektimi dhe prodhimi i një turbine është i vështirë sepse kërkohet të rritet jetëgjatësia e komponentëve në rrjedhën e gazit të nxehtë. Çështja e besueshmërisë së projektimit është më kritike në fazën e parë të turbinës, ku temperaturat janë më të larta. Materiale speciale dhe një sistem i sofistikuar ftohjeje përdoren për të bërë fletë turbinash që shkrihen në një temperaturë prej 980-1040 gradë Celsius në një rrymë gazi, temperatura e të cilit arrin 1650 gradë Celsius.

Dhoma e djegies

Një dizajn i suksesshëm i dhomës së djegies duhet të plotësojë shumë kërkesa dhe dizajni i duhur i saj ka qenë një sfidë që nga ditët e turbinave Whittle dhe von Ohin. Rëndësia relative e secilës prej kërkesave për dhomën e djegies varet nga aplikimi i turbinës dhe, natyrisht, disa kërkesa bien ndesh me njëra-tjetrën. Gjatë projektimit të një dhome djegieje, kompromiset janë të pashmangshme. Shumica e kërkesave të projektimit lidhen me çmimin, efikasitetin dhe mirëdashjen mjedisore të motorit. Këtu është një listë e kërkesave themelore për një dhomë me djegie:

  1. Efikasitet i lartë i djegies së karburantit në të gjitha kushtet e funksionimit.
  2. Emetimet e ulëta të karburantit nën djegie dhe monoksidit të karbonit (monoksidi i karbonit), emetimet e ulëta të oksidit të azotit nën ngarkesë të rëndë dhe pa emetim të dukshëm tymi (minimizimi i ndotjes së mjedisit).
  3. Rënie e vogël e presionit kur gazi kalon nëpër dhomën e djegies. Humbja e presionit prej 3-4% është një rënie tipike e presionit.
  4. Djegia duhet të jetë e qëndrueshme në të gjitha mënyrat e funksionimit.
  5. Djegia duhet të jetë e qëndrueshme në temperatura shumë të ulëta dhe presion të ulët në lartësi të madhe (për motorët e avionëve).
  6. Djegia duhet të jetë e barabartë, pa pulsime apo ndërprerje.
  7. Temperatura duhet të jetë e qëndrueshme.
  8. Jetë e gjatë shërbimi (mijëra orë), veçanërisht për turbinat industriale.
  9. Përdorshmëria tipe te ndryshme karburant. Turbinat tokësore zakonisht përdorin gaz natyror ose karburant dizel. Për turbinat e vajgurit të aviacionit.
  10. Gjatësia dhe diametri i dhomës së djegies duhet të përputhet me madhësinë e montimit të motorit.
  11. Kostoja totale e posedimit të një dhome me djegie duhet të mbahet në minimum (kjo përfshin koston fillestare, kostot e funksionimit dhe të mirëmbajtjes).
  12. Dhoma e djegies për motorët e avionëve duhet të ketë një peshë minimale.

Dhoma e djegies përbëhet nga të paktën tre pjesë kryesore: guaska, tubi i flakës dhe sistemi i injektimit të karburantit. Predha duhet të përballojë presionin e funksionimit dhe mund të jetë pjesë e dizajnit të turbinës me gaz. Predha mbyll një tub flakë me mure relativisht të hollë në të cilin ndodh djegia dhe sistemi i injektimit të karburantit.

Krahasuar me llojet e tjera të motorëve, si motorët me naftë dhe motorët reciprok të automobilave, turbinat me gaz prodhojnë sasinë më të vogël të ndotësve të ajrit për njësi të fuqisë. Ndër emetimet e turbinave me gaz, karburanti i padjegur, monoksidi i karbonit (monoksidi i karbonit), oksidet e azotit (NOx) dhe tymi janë shqetësimi më i madh. Megjithëse kontributi i turbinave të avionëve në emetimet totale të ndotësve është më pak se 1%, emetimet direkt në troposferë u dyfishuan midis 40 dhe 60 gradë gjerësi veriore, duke shkaktuar një rritje prej 20% në përqendrimet e ozonit. Në stratosferën ku fluturojnë avionët supersonikë, emetimet e NOx shkaktojnë shterim të ozonit. Të dy efektet dëmtojnë mjedisin, kështu që ulja e oksideve të azotit (NOx) në emetimet e motorëve të avionëve është ajo që duhet të ndodhë në shekullin e 21-të.

Ky është një artikull mjaft i shkurtër që përpiqet të mbulojë të gjitha aspektet e aplikimeve të turbinave, nga aviacioni tek energjia, pa u mbështetur në formula. Për t'u njohur më mirë me temën, mund të rekomandoj librin "Turbina me gaz në transportin hekurudhor" http://tapemark.narod.ru/turbo/index.html. Nëse kaloni kapitujt që lidhen me specifikat e përdorimit të turbinave në hekurudhë, libri është ende shumë i kuptueshëm, por shumë më i detajuar.

Një turbinë është një motor në të cilin energjia potenciale e një lëngu të ngjeshshëm shndërrohet në energji kinetike në aparatin e tehut, dhe kjo e fundit në shtytëse në punë mekanike që transmetohet në një bosht që rrotullohet vazhdimisht.

Turbinat me avull për nga dizajni i tyre përfaqësojnë një motor ngrohjeje që është vazhdimisht në punë. Gjatë funksionimit, avujt e ujit të mbinxehur ose të ngopur hyjnë në rrugën e rrjedhës dhe, për shkak të zgjerimit të tij, e detyron rotorin të rrotullohet. Rrotullimi ndodh si rezultat i rrjedhës së avullit që vepron në aparatin e tehut.

Turbina me avull është pjesë e dizajnit të turbinës me avull, e cila është projektuar për të gjeneruar energji. Ka edhe instalime që, përveç energjisë elektrike, mund të gjenerojnë energji termike - avulli që ka kaluar nëpër fletët e avullit hyn në rrjetin e ngrohësve të ujit. Kjo lloj turbine quhet lloji i turbinave industriale-kogjeneruese ose kogjeneruese. Në rastin e parë, nxjerrja e avullit sigurohet për qëllime industriale në turbinë. E kompletuar me një gjenerator, një turbinë me avull është një njësi turbine.

Llojet e turbinave me avull

Turbinat ndahen, në varësi të drejtimit në të cilin lëviz avulli, në turbina radiale dhe boshtore. Rrjedha e avullit në turbinat radiale drejtohet pingul me boshtin. Turbinat me avull mund të jenë me një, dy dhe tre kasë. Turbina me avull është e pajisur me një shumëllojshmëri të pajisje teknike, të cilat parandalojnë hyrjen e ajrit të ambientit në strehim. Këto janë një shumëllojshmëri vulash, të cilat furnizohen me avull uji në një sasi të vogël.

Një rregullator sigurie ndodhet në pjesën e përparme të boshtit, i projektuar për të fikur furnizimin me avull kur rritet shpejtësia e turbinës.

Karakteristikat e parametrave kryesorë të vlerave nominale

· Fuqia e vlerësuar e turbinës- fuqia maksimale që duhet të zhvillojë turbina për një kohë të gjatë në terminalet e gjeneratorit elektrik, me vlera normale të parametrave kryesorë ose kur ato ndryshojnë brenda kufijve të përcaktuar nga standardet e industrisë dhe shtetërore. Një turbinë e kontrolluar e nxjerrjes me avull mund të zhvillojë fuqi mbi fuqinë e saj nominale nëse kjo është në përputhje me kushtet e forcës së pjesëve të saj.

· Fuqia ekonomike e turbinës- fuqia me të cilën funksionon turbina me efikasitetin më të madh. Në varësi të parametrave të avullit të gjallë dhe qëllimit të turbinës, fuqia e vlerësuar mund të jetë e barabartë me fuqinë ekonomike ose më shumë me 10-25%.

· Temperatura nominale e ngrohjes rigjeneruese të ujit të ushqimit- Temperatura e ujit të ushqyer në drejtim të ujit në rrjedhën e poshtme të ngrohësit të fundit.

· Temperatura e vlerësuar e ujit të ftohjes- temperatura e ujit ftohës në hyrje të kondensatorit.

turbinë me gaz(fr. turbinë nga lat. turbo rrotullim, rrotullim) është një motor me nxehtësi të vazhdueshme, në aparatin e tehut të të cilit energjia e gazit të ngjeshur dhe të nxehtë shndërrohet në punë mekanike në bosht. Përbëhet nga një rotor (thika të fiksuara në disqe) dhe një stator (lopata udhëzuese të fiksuara në strehë).

Gazi me temperaturë dhe presion të lartë hyn përmes aparatit të grykës së turbinës në zonën me presion të ulët prapa pjesës së hundës, duke u zgjeruar dhe përshpejtuar njëkohësisht. Më tej, fluksi i gazit hyn në tehet e turbinës, duke u dhënë atyre një pjesë të energjisë së tij kinetike dhe duke dhënë çift rrotullues te fletët. Tehet e rotorit transmetojnë çift rrotullues përmes disqeve të turbinës në bosht. Karakteristikat e dobishme të një turbine me gaz: një turbinë me gaz, për shembull, drejton një gjenerator të vendosur në të njëjtin bosht me të, që është puna e dobishme e një turbine me gaz.

Turbinat me gaz përdoren si pjesë e motorëve të turbinave me gaz (përdoren për transport) dhe njësive të turbinave me gaz (të përdorura në termocentralet si pjesë e GTU-ve stacionare, CCGT-ve). Turbinat me gaz përshkruhen nga cikli termodinamik Brayton, në të cilin ajri fillimisht kompresohet në mënyrë adiabatike, më pas digjet me presion konstant dhe më pas zgjerohet në mënyrë adiabatike përsëri në presionin fillestar.

Llojet e turbinave me gaz

- Motorët e avionëve dhe avionëve

- Ndihmës power point

- Turbina industriale me gaz për prodhimin e energjisë elektrike

- Motorët me turbobosht

- Turbinat radiale me gaz

- Mikroturbinat

Mekanikisht, turbinat me gaz mund të jenë dukshëm më të thjeshta se motorët me djegie të brendshme reciproke. Turbinat e thjeshta mund të kenë një pjesë lëvizëse: bosht / kompresor / turbinë / montim të rotorit alternativ (shih figurën më lart), duke mos përfshirë sistemin e karburantit.

Turbinat më komplekse (ato të përdorura në motorët modernë të avionëve) mund të kenë boshte të shumëfishta (mbështjellje), qindra tehe turbinash, fletë statori lëvizëse dhe një sistem të gjerë tubacionesh komplekse, dhoma me djegie dhe shkëmbyes nxehtësie.

Si rregull i përgjithshëm, sa më i vogël të jetë motori, aq më e lartë është shpejtësia e boshtit(ave) që kërkohet për të ruajtur shpejtësinë maksimale lineare të teheve. Shpejtësia maksimale e fletëve të turbinës përcakton presionin maksimal që mund të arrihet, duke rezultuar në fuqinë maksimale, pavarësisht nga madhësia e motorit. Motori reaktiv rrotullohet me rreth 10,000 rpm dhe mikroturbina me rreth 100,000 rpm.

Artikulli përshkruan se si llogaritet efikasiteti i turbinës më të thjeshtë me gaz, jepen tabela të turbinave të ndryshme me gaz dhe impianteve të ciklit të kombinuar për të krahasuar efikasitetin e tyre dhe karakteristikat e tjera.

Në fushën e përdorimit industrial të turbinave me gaz dhe teknologjive të gazit me avull, Rusia ka mbetur shumë prapa vendeve të përparuara të botës.

Udhëheqësit botërorë në prodhimin e termocentraleve të gazit me kapacitet të lartë dhe termocentraleve me cikël të kombinuar: GE, Siemens Wistinghouse, ABB - arritën vlerat e fuqisë njësi të impianteve të turbinave me gaz prej 280-320 MW dhe një efikasitet mbi 40%, me një duke shfrytëzuar superstrukturën e fuqisë me avull në një cikël avull-gaz (i quajtur edhe binar) - kapacitete 430-480 MW me efikasitet deri në 60%. Nëse keni pyetje në lidhje me besueshmërinë e CCGT - atëherë lexoni artikullin.

Këto shifra mbresëlënëse shërbejnë si pikë referimi në përcaktimin e shtigjeve të zhvillimit për industrinë e inxhinierisë energjetike në Rusi.

Si përcaktohet efikasiteti i një turbine me gaz?

Këtu janë disa formula të thjeshta për të treguar se cili është efikasiteti i një impianti turbinash me gaz:

Fuqia e brendshme e turbinës:

  • Nt = Gex * Lt, ku Lt është funksionimi i turbinës, Gex është shpejtësia e rrjedhës së gazrave të shkarkimit;

Fuqia e brendshme GTU:

  • Ni gtu \u003d Nt - Nk, ku Nk është fuqia e brendshme e kompresorit të ajrit;

Fuqia efektive e GTU:

  • Nef \u003d Ni gtu * Mekanizmi i efikasitetit, mekanizmi i efikasitetit - efikasiteti i lidhur me humbjet mekanike në kushineta, mund të merret 0,99

Energji elektrike:

  • Efikasiteti Nel \u003d Ne * p.sh., ku efikasiteti p.sh. është efikasiteti i lidhur me humbjet në gjeneratorin elektrik, mund të marrim 0,985

Nxehtësia e disponueshme e karburantit:

  • Qsp = Gtop * Qrn, ku Gref - konsumi i karburantit, Qrn - vlera kalorifike më e ulët e punës e karburantit

Efikasiteti absolut elektrik i një impianti turbinash me gaz:

  • Efikasiteti \u003d Nel / Q dist

Efikasiteti i CCGT është më i lartë se efikasiteti i GTU meqenëse impianti me cikël të kombinuar përdor nxehtësinë e gazrave të shkarkimit të turbinës me gaz. Pas turbinës së gazit është instaluar një kazan i nxehtësisë së mbeturinave, në të cilin nxehtësia nga gazrat e shkarkimit të turbinës me gaz transferohet në lëngun e punës (ujë ushqimor), avulli i krijuar dërgohet në turbinën me avull për të gjeneruar energji elektrike dhe nxehtësi.

Lexoni gjithashtu: Si të zgjidhni një impiant turbinash me gaz për një impiant CCGT

Efikasiteti i CCGT zakonisht përfaqësohet nga raporti:

  • Efikasiteti PGU \u003d efikasiteti GTU * B + (efikasiteti 1-GTU * B) * Efikasiteti i PSU

B është shkalla e binaritetit të ciklit

Efikasiteti PSU - Efikasiteti i një termocentrali me avull

  • B = Qks/(Qks+Qku)

Qks është nxehtësia e karburantit të djegur në dhomën e djegies së një turbine me gaz

Qku - nxehtësia e karburantit shtesë të djegur në bojlerin e nxehtësisë së mbeturinave

Në të njëjtën kohë, vihet re se nëse Qku = 0, atëherë B = 1, d.m.th., instalimi është plotësisht binar.

Ndikimi i shkallës së binaritetit në efikasitetin e CCGT

B Efikasiteti i GTU Efikasiteti i PSU Efikasiteti i CCGT
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

Le të paraqesim në mënyrë sekuenciale tabelat me karakteristikat e efikasitetit të turbinave me gaz dhe pas tyre treguesit e CCGT me këta motorë me gaz dhe të krahasojmë efikasitetin e një turbine të veçantë me gaz dhe efikasitetin e CCGT.

Karakteristikat e turbinave moderne të fuqishme të gazit

Turbinat me gaz ABB

Karakteristike Modeli GTU
GT26GTU me rinxehje GT24GTU me rinxehje
Fuqia ISO MW 265 183
efikasiteti % 38,5 38,3
30 30
562 391
1260 1260
610 610
50 50

Impiante me cikël të kombinuar me turbina me gaz ABB

Turbinat me gaz GE

Karakteristike Modeli GTU
MS7001FA MS9001FA MS7001G MS9001G
Fuqia ISO MW 159 226,5 240 282
efikasiteti % 35,9 35,7 39,5 39,5
Raporti i presionit të kompresorit 14,7 14,7 23,2 23,2
Konsumi i lëngut të punës në shkarkimin e GTU kg/s 418 602 558 685
Temperatura fillestare, përpara teheve të punës 1 lugë gjelle. NGA 1288 1288 1427 1427
Temperatura e lëngut të punës në shkarkimin C 589 589 572 583
Shpejtësia e gjeneratorit 1/s 60 50 60 50

Lexoni gjithashtu: Pse të ndërtohen termocentrale me cikël të kombinuar? Cilat janë avantazhet e impianteve me cikël të kombinuar.

Impiante me cikël të kombinuar me turbina me gaz GE

Karakteristike Modeli GTU
MS7001FA MS9001FA MS7001G MS9001G
Përbërja e pjesës së turbinës me gaz të CCGT 1xMS7001FA 1xMS9001FA 1xMS9001G 1xMS9001H
Modeli CCGT S107FA S109FA S109G S109H
Fuqia CCGT MW 259.7 376.2 420.0 480.0
Efikasiteti CCGT % 55.9 56.3 58.0 60.0

Turbinat e gazit Siemens

Karakteristike Modeli GTU
V64.3A V84.3A V94.3A
Fuqia ISO MW 70 170 240
efikasiteti % 36,8 38 38
Raporti i presionit të kompresorit 16,6 16,6 16,6
Konsumi i lëngut të punës në shkarkimin e GTU kg/s 194 454 640
Temperatura fillestare, përpara teheve të punës 1 lugë gjelle. NGA 1325 1325 1325
Temperatura e lëngut të punës në shkarkimin C 565 562 562
Shpejtësia e gjeneratorit 1/s 50/60 60 50

Impiante me cikël të kombinuar me turbina me gaz Siemens

Turbinat me gaz Westinghouse-Mitsubishi-Fiat

Karakteristike Modeli GTU
501F 501 G 701F 701G1 701G2
Fuqia ISO MW 167 235,2 251,1 271 308
efikasiteti % 36,1 39 37 38,7 39
Raporti i presionit të kompresorit 14 19,2 16,2 19 21
Konsumi i lëngut të punës në shkarkimin e GTU kg/s 449,4 553,4 658,9 645 741
Temperatura fillestare, përpara teheve të punës 1 lugë gjelle. NGA 1260 1427 1260 1427 1427
Temperatura e lëngut të punës në shkarkimin C 596 590 569 588 574
Shpejtësia e gjeneratorit 1/s 60 60 50 50 50

Turbinë termike me veprim të vazhdueshëm, në të cilën energjia termike e gazit të ngjeshur dhe të nxehtë (zakonisht produktet e djegies së karburantit) shndërrohet në punë rrotulluese mekanike në një bosht; është një element strukturor i një motori me turbina me gaz.

Ngrohja e gazit të ngjeshur, si rregull, ndodh në dhomën e djegies. Është gjithashtu e mundur të kryhet ngrohja në një reaktor bërthamor, etj. Turbinat me gaz u shfaqën për herë të parë në fund të shekullit të 19-të. si një motor me turbinë me gaz dhe për sa i përket dizajnit, ata iu afruan një turbine me avull. Strukturisht, një turbinë me gaz është një seri buzësh të palëvizshme të vendosura të rregullta të aparatit të hundës dhe buzëve rrotulluese të shtytësit, të cilat si rezultat formojnë një pjesë rrjedhëse. Faza e turbinës është një aparat hundëz i kombinuar me një shtytës. Skena përbëhet nga një stator, i cili përfshin pjesë të palëvizshme (strehë, tehe të hundës, unaza qefini) dhe një rotor, i cili është një grup pjesësh rrotulluese (të tilla si tehet e rotorit, disqet, boshti).

Klasifikimi i një turbine me gaz kryhet sipas shumë karakteristikave të projektimit: në drejtimin e rrjedhës së gazit, numrin e fazave, metodën e përdorimit të diferencës së nxehtësisë dhe metodën e furnizimit me gaz në shtytës. Në drejtim të rrjedhës së gazit, turbinat me gaz mund të dallohen boshtore (më të zakonshmet) dhe radiale, si dhe diagonale dhe tangjenciale. Në turbinat boshtore me gaz, rrjedha në seksionin meridional transportohet kryesisht përgjatë gjithë boshtit të turbinës; në turbinat radiale, përkundrazi, është pingul me boshtin. Turbinat radiale ndahen në centripetale dhe centrifugale. Në një turbinë diagonale, gazi rrjedh në një kënd në boshtin e rrotullimit të turbinës. Shtytësi i një turbine tangjenciale nuk ka tehe; turbina të tilla përdoren me shpejtësi shumë të ulëta të rrjedhës së gazit, zakonisht në instrumentet matëse. Turbinat me gaz janë të vetme, të dyfishta dhe me shumë faza.

Numri i fazave përcaktohet nga shumë faktorë: qëllimi i turbinës, skema e projektimit të saj, fuqia totale dhe e zhvilluar nga një fazë, si dhe rënia e presionit të aktivizuar. Sipas metodës së përdorimit të diferencës së nxehtësisë në dispozicion, dallohen turbinat me faza të shpejtësisë, në të cilat vetëm rryma kthehet në shtytës, pa ndryshim presioni (turbinat aktive), dhe turbinat me faza presioni, në të cilat presioni ulet të dyja. në aparatin e grykës dhe në tehet e rotorit (turbinat reaktiv). Në turbinat e pjesshme me gaz, gazi furnizohet në shtytës përgjatë një pjese të perimetrit të aparatit të hundës ose përgjatë perimetrit të plotë të tij.

Në një turbinë me shumë shkallë, procesi i konvertimit të energjisë përbëhet nga një sërë procesesh të njëpasnjëshme në faza individuale. Gazi i ngjeshur dhe i nxehtë furnizohet në kanalet ndërthurore të aparatit të hundës me një shpejtësi fillestare, ku, në procesin e zgjerimit, një pjesë e rënies së nxehtësisë së disponueshme shndërrohet në energjinë kinetike të rrymës dalëse. Zgjerimi i mëtejshëm i gazit dhe shndërrimi i rënies së nxehtësisë në punë të dobishme ndodhin në kanalet ndërthurore të shtytësit. Rrjedha e gazit, duke vepruar në tehet e rotorit, krijon një çift rrotullues në boshtin kryesor të turbinës. Në këtë rast, shpejtësia absolute e gazit zvogëlohet. Sa më e ulët të jetë kjo shpejtësi, aq më e madhe e energjisë së gazit shndërrohet në punë mekanike në boshtin e turbinës.

Efikasiteti karakterizon efikasitetin e turbinave me gaz, që është raporti i punës së hequr nga boshti me energjinë e disponueshme të gazit përpara turbinës. Efikasiteti efektiv i turbinave moderne me shumë shkallë është mjaft i lartë dhe arrin 92-94%.

Parimi i funksionimit të një turbine me gaz është si më poshtë: gazi injektohet në dhomën e djegies nga një kompresor, përzihet me ajrin, formon një përzierje karburanti dhe ndizet. Produktet e djegies që rezultojnë me temperaturë të lartë (900-1200 °C) kalojnë nëpër disa rreshta tehe të montuara në boshtin e turbinës dhe bëjnë që turbina të rrotullohet. Energjia mekanike që rezulton e boshtit transmetohet përmes një kuti ingranazhi në një gjenerator që gjeneron energji elektrike.

Energji termale gazrat që dalin nga turbina hyjnë në shkëmbyesin e nxehtësisë. Gjithashtu, në vend të gjenerimit të energjisë elektrike, energjia mekanike e turbinës mund të përdoret për funksionimin e pompave të ndryshme, kompresorëve, etj. Lënda djegëse më e përdorur për turbinat me gaz është gazi natyror, edhe pse kjo nuk mund të përjashtojë mundësinë e përdorimit të llojeve të tjera të lëndëve djegëse të gazta. . Por në të njëjtën kohë, turbinat me gaz janë shumë kapriçioze dhe vendosin kërkesa të larta për cilësinë e përgatitjes së tij (përfshirje të caktuara mekanike, lagështia janë të nevojshme).

Temperatura e gazrave që dalin nga turbina është 450-550 °C. Raporti sasior i energjisë termike ndaj energjisë elektrike në turbinat me gaz varion nga 1.5: 1 në 2.5: 1, gjë që bën të mundur ndërtimin e sistemeve të bashkëgjenerimit që ndryshojnë në llojin e ftohësit:

1) përdorimi i drejtpërdrejtë (i drejtpërdrejtë) i gazrave të nxehtë të shkarkimit;
2) prodhimi i avullit me presion të ulët ose të mesëm (8-18 kg/cm2) në një kazan të jashtëm;
3) prodhimi i ujit të nxehtë (më mirë kur temperatura e kërkuar kalon 140 °C);
4) prodhimi i avullit me presion të lartë.

Një kontribut i madh në zhvillimin e turbinave me gaz dhanë shkencëtarët sovjetikë B. S. Stechkin, G. S. Zhiritsky, N. R. Briling, V. V. Uvarov, K. V. Kholshchevikov, I. I. Kirillov dhe të tjerë. Krijimi i turbinave me gaz për impiantet e huaja të turbinave të palëvizshme dhe të lëvizshme u arrit. kompanitë (zvicerane Brown-Boveri, në të cilën punonte shkencëtari i famshëm sllovak A. Stodola, dhe Sulzer, American General Electric etj.).

AT zhvillimin e mëtejshëm turbinat me gaz varet nga mundësia e rritjes së temperaturës së gazit përpara turbinës. Kjo është për shkak të krijimit të materialeve të reja rezistente ndaj nxehtësisë dhe sistemeve të besueshme të ftohjes për tehet e rotorit me një përmirësim të ndjeshëm në rrugën e rrjedhës, etj.

Falë tranzicionit të përhapur në vitet 1990. gazi natyror si lëndë djegëse kryesore për prodhimin e energjisë elektrike, turbinat me gaz kanë zënë një segment të rëndësishëm të tregut. Përkundër faktit se efikasiteti maksimal i pajisjeve arrihet në kapacitete nga 5 MW dhe më të larta (deri në 300 MW), disa prodhues prodhojnë modele në intervalin 1-5 MW.

Turbinat me gaz përdoren në aviacion dhe termocentrale.

  • I mëparshëm: ANALIZATOR I GAZIT
  • Në vijim: MOTORRI I GAZIT
Kategoria: Industria në G