GTU-nun iş prinsipi. Buxar və qaz turbinləri: məqsədi, iş prinsipi, dizaynı, texniki xüsusiyyətləri, istismar xüsusiyyətləri Təyyarə və reaktiv mühərriklər

Enerji blokları - muxtar kiçik istilik elektrik stansiyaları üçün elektrik generatorlarının sürücüləri dizel, qaz pistonu, mikroturbin və qaz turbinli mühərriklər ola bilər.

Müəyyən generasiya qurğularının və texnologiyalarının üstünlükləri haqqında çoxlu sayda müzakirələr və polemik məqalələr yazılmışdır. Bir qayda olaraq, qələmdəki mübahisələrdə ya biri, ya da digəri çox vaxt rüsvayçılıqda qalır. Gəlin bunun səbəbini anlamağa çalışaq.

Avtonom elektrik stansiyalarının tikintisi üçün enerji bloklarının seçilməsində müəyyənedici meyarlar yanacaq sərfiyyatı, istismar xərclərinin səviyyəsi, habelə elektrik stansiyasının avadanlıqlarının geri qaytarılma müddəti məsələləridir.

Güc aqreqatlarının seçimində vacib amillər işin asanlığı, səviyyədir Baxım və təmiri, həmçinin enerji bloklarının təmiri yeri. Bu məsələlər, ilk növbədə, muxtar elektrik stansiyasının sahibinin sonradan qarşılaşa biləcəyi xərclər və problemlər ilə bağlıdır.

Bu məqalədə müəllifin piston və ya turbin texnologiyalarına üstünlük vermək kimi eqoist məqsədi yoxdur. Elektrik stansiyalarının elektrik stansiyalarının növləri daha düzgündür, fərdi şərtlərə əsaslanaraq layihə üçün birbaşa seçmək yaxşıdır texniki tapşırıqlar müştəri.

Muxtar qazla işləyən CHP qurğusunun tikintisi üçün enerji avadanlıqlarını seçərkən, artıq açar təslim elektrik stansiyalarını tikən mühəndis şirkətlərinin müstəqil mütəxəssisləri ilə məsləhətləşmək məsləhətdir. Mühəndislik şirkəti bir turla baxıla və ziyarət edilə bilən layihələri tamamlamalıdır. Rusiyada istehsal avadanlığı bazarının zəifliyi və inkişaf etməməsi kimi bir amili də nəzərə almaq lazımdır, real satış həcmi ilə müqayisədə. inkişaf etmiş ölkələr, kiçikdir və arzuolunan çox şey buraxır - bu, ilk növbədə, təkliflərin həcmi və keyfiyyətində əks olunur.

Qaz pistonlu qurğular və qaz turbinli mühərriklər - Əməliyyat xərcləri

Pistonlu maşınları olan mini CHP-nin istismar xərclərinin qaz turbinli elektrik stansiyasının istismar xərclərindən aşağı olması doğrudurmu?

Bir qaz pistonlu mühərrikin əsaslı təmirinin dəyəri bütün elektrik stansiyasının deyil, enerji blokunun özünün ilkin dəyərinin 30-350% -ni təşkil edə bilər - əsaslı təmir zamanı piston qrupu dəyişdirilir. Qaz pistonlu qurğular hər 7-8 ildə bir dəfə kompleks diaqnostik avadanlıq olmadan yerində təmir oluna bilər.

Qaz turbin qurğusunun təmirinin dəyəri ilkin investisiyanın 30-50%-ni təşkil edir. Gördüyünüz kimi, xərclər təxminən eynidir. Müqayisə olunan gücə və keyfiyyətə malik qaz turbinləri və piston aqreqatlarının real, dürüst qiymətləri də oxşardır.

Qaz turbin qurğusunun əsaslı təmiri mürəkkəb olduğu üçün yerində aparılmır. Təchizatçı xərclənmiş qurğunu götürməli və əvəzedici qaz turbin qurğusu gətirməlidir. Köhnə qurğu yalnız zavod vəziyyətinə qaytarıla bilər.

Quraşdırılmış enerji bloklarının növündən asılı olmayaraq, həmişə texniki xidmət cədvəlinə, yüklərin təbiətinə və elektrik stansiyasının iş rejimlərinə uyğunluğu nəzərə almalısınız.

Tez-tez şişirdilmiş, turbinin iş şəraitinə uyğunluğu ilə bağlı sual qırx il əvvəlin köhnəlmiş məlumatları ilə əlaqələndirilir. Sonra "yerdə", elektrik stansiyalarının hərəkətində, təyyarənin "qanadından çıxarılan" təyyarə turbinlərindən istifadə edildi. Minimum dəyişikliklərə malik belə turbinlər elektrik stansiyaları üçün əsas enerji blokları kimi işləmək üçün uyğunlaşdırılmışdır.

Bu gün müasir avtonom elektrik stansiyaları müxtəlif yüklərlə davamlı işləmək üçün nəzərdə tutulmuş sənaye, sənaye dizaynlı turbinlərdən istifadə edir.

Sənaye turbinləri üçün istehsalçılar tərəfindən rəsmi olaraq elan edilən minimum elektrik yükünün aşağı həddi 3-5% təşkil edir, lakin bu rejimdə yanacaq sərfiyyatı 40% artır. Qaz turbin qurğusunun maksimum yükü, məhdud zaman intervallarında 110-120%-ə çata bilər.

Müasir qaz-porşenli qurğular yüksək səviyyədə elektrik səmərəliliyinə əsaslanan fenomenal səmərəliliyə malikdir. Qaz pistonlu qurğuların aşağı yüklərdə işləməsi ilə bağlı "problemlər" hətta dizayn mərhələsində də müsbət həll olunur. Dizayn yüksək keyfiyyətli olmalıdır.

İstehsalçı tərəfindən tövsiyə olunan iş rejiminə uyğunluq mühərrik hissələrinin ömrünü uzadacaq və beləliklə, avtonom elektrik stansiyasının sahibinə pul qənaət edəcəkdir. Bəzən qaz porşenli maşınları qismən yüklənmələrdə nominal rejimə gətirmək üçün stansiyanın istilik sxeminin layihəsinə bir və ya iki elektrik qazanı daxil edilir ki, bu da istənilən 50% yükü təmin etməyə imkan verir.

Qaz pistonlu qurğular və qaz turbinləri əsasında elektrik stansiyaları üçün N + 1 qaydasına riayət etmək vacibdir - əməliyyat bloklarının sayı və ehtiyat üçün daha bir. "N + 1" əməliyyat işçiləri üçün rahat, rasional quraşdırma sayıdır. Bu, hər hansı bir növ və növ elektrik stansiyaları üçün gündəlik və adi işlərin aparılmasının zəruri olması ilə əlaqədardır təmir işləri.

Şəbəkəyə qoşulmuş şirkət yalnız bir aqreqat quraşdıraraq öz elektrik enerjisindən qiymətinə istifadə edə bilər, texniki xidmət zamanı isə sayğaca uyğun ödəniş etməklə ümumi elektrik şəbəkəsindən enerji ala bilər. Bu, "+1"-dən daha ucuzdur, lakin təəssüf ki, həmişə mümkün deyil. Bu, bir qayda olaraq, ümumiyyətlə elektrik şəbəkəsinin olmaması və ya əlaqənin özü üçün texniki şərtlərin inanılmaz yüksək qiyməti ilə bağlıdır.

Qaz porşen qurğularının və qaz turbinlərinin vicdansız dilerləri, avadanlıqları alıcıya satmazdan əvvəl, bir qayda olaraq, yalnız prospektlər təqdim edirlər - kommersiya ədəbiyyatı ümumi plan və olduqca nadir hallarda - ümumi əməliyyat xərcləri və istehsal olunan texniki qaydalar haqqında dəqiq məlumat.

Güclü qaz pistonlu qurğularda yağın dəyişdirilməsinə ehtiyac yoxdur. Daimi iş ilə, o, sadəcə olaraq istehsal olunur, yaşlanmaya vaxt tapmır. Belə qurğularda yağ daim əlavə olunur. Bu cür iş rejimləri güclü qaz pistonlu mühərriklərin xüsusi dizaynı ilə təmin edilir və istehsalçı tərəfindən tövsiyə olunur.

Mühərrik yağı tullantıları saatda istehsal olunan kilovat başına 0,25-0,45 qramdır. Yük azaldıqda itki həmişə daha yüksək olur. Bir qayda olaraq, qaz pistonlu mühərrik dəstinə yağın davamlı doldurulması üçün xüsusi rezervuar və onun keyfiyyətini yoxlamaq və dəyişdirmə müddətini təyin etmək üçün mini-laboratoriya daxildir.

Müvafiq olaraq, yağ filtrləri və ya içindəki kartriclər də dəyişdirilməlidir.

Mühərrik yağı hələ də yandığından, piston bloklarının atmosferə zərərli emissiya səviyyəsi qaz turbin qurğularından bir qədər yüksəkdir. Ancaq qaz tamamilə yandığından və ən təmiz yanacaq növlərindən biri olduğundan, ciddi atmosfer çirklənməsindən danışmaq sadəcə "axmaq dama"dır. Macarıstanın bir neçə köhnə “Ikarus” avtobusu ətraf mühitə daha ciddi ziyan vurur. Ekoloji tələblərə cavab vermək üçün, pistonlu maşınlardan istifadə edərkən, ətraf mühitdə artıq mövcud olan MPC səviyyəsini nəzərə alaraq daha yüksək bacalar qurmaq lazımdır.

Qaz porşen qurğularından çıxan tullantı yağı sadəcə yerə atmaq olmaz - bunun üçün utilizasiya tələb olunur - bu, elektrik stansiyasının sahibləri üçün "xərc"dir. Ancaq bununla pul qazana bilərsiniz - ixtisaslaşmış təşkilatlar istifadə edilmiş motor yağı alır.

Bir çoxumuz pistonlu mühərriklərdə mühərrik yağından istifadə edirik. Mühərrik istismara yararlıdırsa, düzgün idarə olunursa və normal yanacaqla doldurulursa, onun istehlakı ilə bağlı heç bir maliyyə kataklizmləri baş vermir.

Eyni şey pistonlu elektrik stansiyalarına da aiddir: - mühərrik yağının sərfiyyatından qorxmağa ehtiyac yoxdur, bu sizi xarab etməz, müasir yüksək keyfiyyətli qaz porşen qurğularının normal işləməsi zamanı bu məqalə üçün xərclər cəmi 2- İstehsal olunan elektrik enerjisinin 1 kVt-ı üçün 3 (!) qəpik.

Müasir qaz turbin qurğularında yağ yalnız sürət qutusunda istifadə olunur. Onun həcmini əhəmiyyətsiz hesab etmək olar. Qaz turbinlərində dişli yağın dəyişdirilməsi orta hesabla 3-5 ildə bir dəfə həyata keçirilir və onun doldurulması tələb olunmur.

Xidməti tam şəkildə yerinə yetirmək üçün güclü qaz pistonu qurğusunun dəstinə bir şüa kranı daxil edilməlidir. Bir şüa kranın köməyi ilə pistonlu mühərriklərin ağır hissələri çıxarılır. Şüalı kranın istifadəsi pistonlu elektrik stansiyasının maşın otaqlarında yüksək tavanlar tələb edir. Kiçik və orta gücə malik qaz-piston qurğularının təmiri üçün daha sadə qaldırıcı mexanizmlərdən imtina etmək olar.

Qaz porşenli elektrik stansiyaları çatdırıldıqdan sonra müxtəlif təmir alətləri və cihazları ilə təchiz oluna bilər. Onun mövcudluğu onu göstərir ki, hətta bütün məsul əməliyyatlar tərəfindən həyata keçirilə bilər ixtisaslı kadrlar yerində. Qaz turbinlərində faktiki olaraq bütün təmir işləri ya istehsalat zavodunda, ya da zavod mütəxəssislərinin birbaşa köməyi ilə həyata keçirilə bilər.

3-4 ayda bir dəfə şamları dəyişdirmək lazımdır. Şamların dəyişdirilməsi öz elektrik enerjisinin 1 kVt/saat dəyərində cəmi 1-2 (!) qəpikdir.

Porşen qurğuları, qaz turbin aqreqatlarından fərqli olaraq, maye ilə soyudulur, buna görə də muxtar elektrik stansiyasının işçiləri soyuducu suyun səviyyəsini daim izləməli və dövri dəyişdirmə aparmalıdırlar və əgər sudursa, onun kimyəvi tərkibini həyata keçirmək lazımdır. hazırlıq.

Pistonlu aqreqatların işinin yuxarıda göstərilən xüsusiyyətləri qaz turbin qurğularında yoxdur. Qaz turbin qurğuları aşağıdakı kimi istehlak materiallarından və komponentlərdən istifadə etmir:

• Mühərrik yağı,
• buji,
• yağ filtrləri,
• soyuducu,
• yüksək gərginlikli naqillər dəsti.

Lakin qaz turbinlərini yerində təmir etmək mümkün deyil və daha yüksək qaz istehlakı əməliyyat xərcləri və pistonlu aqreqatlar üçün istehlak materialları ilə müqayisə edilə bilməz.

Nə seçmək lazımdır? Qaz pistonu və ya qaz turbin qurğuları?

Elektrik stansiyalarının güc bloklarının gücü və ətraf mühitin temperaturu necə əlaqələndirilir?

Ətraf mühitin temperaturunun əhəmiyyətli dərəcədə artması ilə qaz turbin qurğusunun gücü azalır. Ancaq temperaturun azalması ilə bir qaz turbininin elektrik gücü, əksinə, artır. Mövcud ISO standartlarına uyğun olaraq elektrik enerjisi parametrləri t +15 °C-də ölçülür.

Bəzən mühüm məqam qaz turbin qurğusunun oxşar gücə malik porşen qurğusundan 1,5 dəfə daha çox sərbəst istilik enerjisi ötürmək qabiliyyətinə malik olması da faktdır. Güclü (50 MVt-dan) muxtar CHP-dən istifadə edərkən kommunal xidmətlər, məsələn, bu, xüsusilə istilik enerjisinin böyük və vahid istehlakı ilə güc bloklarının növünü seçərkən həlledici əhəmiyyət kəsb edə bilər.

Əksinə, böyük miqdarda istilik tələb olunmadığı, lakin elektrik enerjisi istehsalına diqqət yetirildiyi yerlərdə qaz pistonlu qurğulardan istifadə etmək daha iqtisadi cəhətdən məqsədəuyğun olacaqdır.

Qaz turbin qurğularının çıxışında yüksək temperatur elektrik stansiyasının bir hissəsi kimi buxar turbinindən istifadə etməyə imkan verir. İstehlakçının ehtiyacı olduqda bu avadanlıq tələb olunur maksimum məbləğ eyni həcmdə sərf edilmiş qaz yanacağı ilə elektrik enerjisi və bununla da yüksək elektrik səmərəliliyinə nail olmaq - 59% -ə qədər. Bu konfiqurasiyanın enerji kompleksinin istismarı daha çətindir və adi haldan 30-40% baha başa gəlir.

Quruluşunda buxar turbinləri olan elektrik stansiyaları, bir qayda olaraq, kifayət qədər böyük güc üçün nəzərdə tutulmuşdur - 50 MVt və yuxarı.

Ən vacib şey haqqında danışaq: qaz pistonlu qurğular qaz turbinli güc qurğularına qarşı - səmərəlilik

Elektrik stansiyasının səmərəliliyi daha çox aktualdır - çünki bu, yanacaq sərfiyyatına təsir göstərir. İstehsal olunan 1 kVt/saata görə qaz yanacağının orta xüsusi istehlakı qaz porşen qurğusu üçün və istənilən yükləmə rejimində (baxmayaraq ki, 25% -dən az uzunmüddətli yüklər pistonlu mühərriklər üçün əks göstərişdir) daha azdır.

Pistonlu maşınların elektrik səmərəliliyi 40-44%, qaz turbinlərininki isə 23-33% təşkil edir (buxar-qaz dövrəsində bir turbin 59% -ə qədər səmərəlilik verə bilir).

Buxar-qaz dövrü yüksək elektrik stansiyalarında istifadə olunur - 50-70 MVt.

Əgər bir lokomotiv, təyyarə və ya dəniz gəmisi istehsal etmək lazımdırsa, o zaman müəyyən edən göstəricilərdən biri elektrik stansiyasının səmərəlilik əmsalıdır (COP). Lokomotivin, təyyarənin (və ya gəminin) mühərrikinin istismarı zamanı əldə edilən istilik istifadə olunmur və atmosferə buraxılır.

Ancaq biz lokomotiv deyil, elektrik stansiyası tikirik və muxtar elektrik stansiyası üçün enerji bloklarının növünü seçərkən yanaşma bir qədər fərqlidir - burada yanan yanacağın istifadəsinin tamlığı haqqında danışmaq lazımdır - yanacaqdan istifadə əmsalı (FU).

Yanan, yanacaq əsas işi yerinə yetirir - elektrik stansiyasının generatorunu döndərir. Yanacağın yanma enerjisinin qalan hissəsi istifadə edilə bilən və istifadə edilməli olan istilikdir. Bu halda, "ümumi səmərəlilik" deyilən, daha doğrusu, elektrik stansiyasının yanacaqdan istifadə əmsalı (FUE) təxminən 80-90% təşkil edəcəkdir.

İstehlakçı bir muxtar elektrik stansiyasının istilik enerjisini tam həcmdə istifadə etməyi gözləyirsə, bu, adətən mümkün deyildir, o zaman muxtar elektrik stansiyasının məhsuldarlıq əmsalı (COP) praktiki əhəmiyyət kəsb etmir.

Yük 50% -ə qədər azaldıqda, qaz turbininin elektrik səmərəliliyi azalır.

Bundan əlavə, turbinlər yüksək qaz giriş təzyiqi tələb edir və bunun üçün mütləq kompressorlar (piston) quraşdırılır və onlar da yanacaq sərfiyyatını artırır.
Mini-CHP-nin tərkib hissəsi kimi qaz turbin qurğuları və qaz porşenli mühərriklərin müqayisəsi göstərir ki, gücü 30-40 MVt-dan çox olan vahid elektrik və istilik tələbatına malik olan obyektlərdə qaz turbinlərinin quraşdırılması məqsədəuyğundur.

Yuxarıda göstərilənlərdən belə nəticə çıxır ki, müxtəlif növ güc bloklarının elektrik səmərəliliyi yanacaq sərfiyyatına birbaşa proyeksiyaya malikdir.

Qaz pistonlu qurğular qaz turbin qurğularından dörddə bir, hətta üçdə bir az yanacaq sərf edir - bu, əsas xərc maddəsidir!

Müvafiq olaraq, avadanlığın özünə bənzər və ya bərabər dəyəri ilə qaz pistonlu zavodlardan daha ucuz elektrik enerjisi əldə edilir. Qaz muxtar elektrik stansiyasının istismarında əsas xərc maddəsidir!

Qaz pistonlu qurğular qaz turbinli mühərriklərə qarşı - giriş qazının təzyiqi

Qaz turbinlərindən istifadə edərkən həmişə yüksək təzyiqli qaz kəmərinin olması zəruridirmi?

Elektrik stansiyalarının bütün növ müasir enerji blokları üçün verilən qazın təzyiqinin praktik əhəmiyyəti yoxdur, çünki qaz turbin qurğusuna həmişə enerji kompleksinin dəyərinə daxil olan bir qaz kompressoru daxildir.

Kompressor qazlı yanacağın tələb olunan təzyiq performansını təmin edir. Müasir kompressorlar son dərəcə etibarlı və az təmirli qurğulardır. Dünyada müasir texnologiyalar Həm qaz pistonlu mühərriklər, həm də qaz turbinləri üçün avtonom elektrik stansiyasının normal işləməsini təmin etmək üçün yalnız lazımi miqdarda qaz yanacağının olması vacibdir.

Ancaq bunu unutmaq olmaz gücləndirici kompressor da xeyli enerji, istehlak materialları və texniki xidmət tələb edir. Paradoksal olaraq, pistonlu kompressorlar tez-tez güclü turbinlər üçün istifadə olunur.

Qaz porşenli mühərriklər və qaz turbin qurğuları - ikili yanacaq qurğuları

Tez-tez yazılır və deyirlər ki, ikili yanacaq qurğuları yalnız piston ola bilər. Doğrudurmu?

Bu doğru deyil. Qaz turbinlərinin bütün tanınmış istehsalçıları öz çeşidlərində ikili yanacaq qurğularına malikdirlər. İkili yanacaq qurğusunun əsas xüsusiyyəti həm təbii qaz, həm də dizel yanacağı ilə işləmək qabiliyyətidir. İki yanacaqlı zavodda iki növ yanacağın istifadəsi səbəbindən onun mono-yanacaq qurğuları ilə müqayisədə bir sıra üstünlüklərini qeyd etmək olar:

• təbii qaz olmadıqda, qurğu avtomatik olaraq dizel yanacağına keçir;
• keçid zamanı qurğu avtomatik olaraq dizel işləməsinə keçir.

İş rejiminə daxil olarkən təbii qaz və dizel yanacağı ilə işləməyə keçidin əks prosesi həyata keçirilir;
Unutmayın ki, ilk turbinlər əvvəlcə maye yanacaq - kerosinlə işləmək üçün nəzərdə tutulmuşdu.

İkili yanacaq qurğuları hələ də məhdud istifadədədir və əksər avtonom CHP qurğuları üçün lazım deyil - bunun üçün daha sadə mühəndis həlləri var.

Qaz porşen aqreqatları qaz turbin aqreqatlarına qarşı - başlanğıc sayı

Qaz porşen aqreqatlarının başlanğıc sayı nə qədər ola bilər?

Başlamaların sayı: qaz pistonlu mühərrik qeyri-məhdud sayda işə sala və dayandıra bilər və bu, onun mühərrikinin ömrünə təsir göstərmir. Ancaq köməkçi güc itkisi ilə qaz-piston qurğularının tez-tez işə salınması ən çox yüklənmiş aqreqatların (turbomühərrik yatakları, klapanlar və s.) aşınmasına səbəb ola bilər.

Qurğunun soyuq vəziyyətdən tez işə salınması zamanı qaz turbininin isti kanalının ən kritik komponentlərində və hissələrində baş verən istilik gərginliklərinin kəskin dəyişməsi səbəbindən fasiləsiz, fasiləsiz işləmək üçün qaz turbin qurğusundan istifadə edilməsinə üstünlük verilir.

Qaz turbin qurğularına qarşı elektrik stansiyalarının qaz pistonlu mühərrikləri - əsaslı təmirdən əvvəl resurs

Əsaslı təmirdən əvvəl quraşdırmanın mənbəyi nə ola bilər?

Əsaslı təmirdən əvvəl resurs qaz turbinləri üçün 40.000-60.000 iş saatıdır. Qaz pistonlu mühərrikin düzgün işləməsi və vaxtında texniki xidməti ilə bu rəqəm də 40.000-60.000 iş saatına bərabərdir. Bununla belə, əsaslı təmirin daha əvvəl baş verdiyi başqa vəziyyətlər də var.

Qaz pistonlu aqreqatlar qaz turbinli mühərriklərə qarşı - kapital qoyuluşları və qiymətlər

Elektrik stansiyasının tikintisi üçün hansı kapital qoyuluşları (investisiyaları) tələb olunacaq? Açar təslim əsasında muxtar energetika kompleksinin tikintisi nə qədərdir?

Hesablamalar göstərir ki, qaz porşenli mühərrikləri olan istilik elektrik stansiyasının tikintisinə qoyulan investisiyalar (dollar/kVt) təxminən qaz turbin qurğularına bərabərdir. Finlandiyanın 9 MVt gücündə WARTSILA istilik elektrik stansiyası müştəriyə təxminən 14 milyon avroya başa gələcək. Birinci dərəcəli aqreqatlara əsaslanan oxşar qaz-turbin istilik elektrik stansiyası 15,3 milyon dollara başa gələcək.

Qaz turbin qurğularına qarşı qaz pistonlu mühərriklər - ekologiya

Ekoloji tələblər necə yerinə yetirilir?

Qeyd etmək lazımdır ki, qaz porşen qurğuları NO x emissiyalarına görə qaz turbin qurğularından daha aşağıdır. Mühərrik yağı yandığından, piston aqreqatlarının atmosferə zərərli emissiyaları qaz turbin qurğularından bir qədər yüksəkdir.

Ancaq bu kritik deyil: SES mini-CHP-nin yerləşdiyi yerdə MPC-yə uyğun fon səviyyəsini soruşur.Bundan sonra dispersiya hesablanır ki, mini-CHP-dən zərərli maddələrin "aşqarı" əlavə edilir. fon MPC-ni keçməyə səbəb olmur. Bir neçə təkrarlama vasitəsilə, SanPiN tələblərinin yerinə yetirildiyi bacanın minimum hündürlüyü seçilir. NO x emissiyaları baxımından 16 MVt gücündə zavoddan əlavə o qədər də əhəmiyyətli deyil: 30 m baca hündürlüyündə - 0,2 MPC, 50 m-də - 0,1 MPC.

Müasir qaz turbin qurğularının əksəriyyətindən zərərli emissiyaların səviyyəsi 20-30 ppm-dən çox deyil və bəzi layihələrdə bunun müəyyən bir dəyəri ola bilər.

Əməliyyat zamanı piston qurğularında vibrasiya və aşağı tezlikli səs-küy var. Səs-küyü qaldırmaq standart dəyərlər ola bilsin, sadəcə olaraq müvafiq mühəndis həlləri lazımdır. Bölmə hazırlayarkən dispersiyanın hesablanması ilə yanaşı layihə sənədləri"Ətraf mühitin mühafizəsi" akustik hesablama aparılır və seçilmiş dizayn həllərinin və istifadə olunan materialların səs-küy baxımından SanPiN tələblərinə cavab verib-verməməsi yoxlanılır.

İstənilən avadanlıq müəyyən tezlik spektrində səs-küy yayar. Qaz turbin zavodları bu kubokdan keçmədi.

Qaz pistonlu qurğular qaz turbinli mühərriklərə qarşı - nəticələr

Xətti yüklər və N + 1 qaydasına uyğunluq ilə qaz pistonlu mühərriklərin əsas enerji təchizatı mənbəyi kimi istifadəsi mümkündür. Belə bir elektrik stansiyasının bir hissəsi olaraq ikinci növ yanacağın - dizelin saxlanması üçün ehtiyat aqreqatlar və çənlər lazımdır.

40-50 MVt-a qədər güc diapazonunda mini-İES-lərdə pistonlu mühərriklərin istifadəsi tamamilə əsaslandırılmış hesab olunur.

Qaz pistonlu qurğuların istifadəsi vəziyyətində, istehlakçı tamamilə xarici enerji təchizatından uzaqlaşa bilər, lakin yalnız düşünülmüş və balanslı bir yanaşma ilə.

Pistonlu qurğular ehtiyat və ya fövqəladə elektrik enerjisi mənbələri kimi də istifadə edilə bilər.

Pistonlu qurğulara müəyyən bir alternativ qaz mikroturbinləridir. Düzdür, mikroturbinlərin qiymətləri çox "dişləyir" və 1 kVt üçün ~ 2500-4000 dollar təşkil edir. quraşdırılmış güc!

Mini-CHP-nin bir hissəsi kimi qaz turbin qurğuları və qaz porşenli mühərriklərin müqayisəsi göstərir ki, qaz turbinlərinin quraşdırılması 14-15 MVt-dan çox elektrik yükü olan istənilən obyektlərdə mümkündür, lakin yüksək qaz istehlakı səbəbindən turbinlər daha böyük gücə malik elektrik stansiyaları üçün tövsiyə olunur - 50-70 MVt.

Bir çox müasir generasiya stansiyaları üçün 200.000 saat işləmə kritik dəyər deyil və planlaşdırılmış texniki xidmət qrafikinə və köhnəlməyə məruz qalan turbin hissələrinin mərhələli şəkildə dəyişdirilməsinə tabedir: podşipniklər, injektorlar, müxtəlif köməkçi avadanlıqlar (nasoslar, ventilyatorlar), gələcək istismar. qaz turbin qurğusu iqtisadi cəhətdən məqsədəuyğun olaraq qalır. Yüksək keyfiyyətli qaz porşen aqreqatları bu gün də 200.000 saatlıq işin öhdəsindən uğurla gəlir.

Bunu bütün dünyada qaz turbin/qaz porşen zavodlarının istismarının müasir təcrübəsi təsdiq edir.

Muxtar elektrik stansiyasının güc bloklarını seçərkən mütəxəssis məsləhətinə ehtiyac var!

Avtonom elektrik stansiyalarının tikintisində də ekspert məsləhəti və nəzarəti lazımdır. Problemi həll etmək üçün bizə təcrübəsi və layihələri tamamlanmış mühəndislik şirkəti lazımdır.

Mühəndislik, optimal konfiqurasiyanın - gələcək elektrik stansiyanızın konfiqurasiyasının seçilməsi üçün əsas və köməkçi avadanlıqların seçimini bacarıqlı, qərəzsiz və obyektiv şəkildə müəyyən etməyə imkan verir.

İxtisaslı mühəndislik müştəri üçün əhəmiyyətli pula qənaət etməyə imkan verir və bu, ümumi dəyərin 10-40% -ni təşkil edir. Elektrik sənayesindəki peşəkarların mühəndisliyi avadanlıq təchizatçılarının dizaynında və seçimində bahalı səhvlərdən qaçınır.

Muxtar nəsildə - kiçik güc Son zamanlar çox diqqət yetirilir qaz turbinləri fərqli güc. Bazada elektrik stansiyaları qaz turbinləri sənaye və ya üçün elektrik və istilik enerjisinin əsas və ya ehtiyat mənbəyi kimi istifadə olunur məişət məqsədi. qaz turbinləri elektrik stansiyalarının bir hissəsi kimi Rusiyanın istənilən iqlim şəraitində istismar üçün nəzərdə tutulmuşdur. İstifadə sahələri qaz turbinləri praktiki olaraq qeyri-məhdud: neft və qaz sənayesi, sənaye müəssisələri, strukturları mənzil və kommunal xidmətlər.

Müsbət istifadə faktoru qaz turbinləri mənzil sektorunda NO x və CO-nin işlənmiş qazlarında zərərli emissiyaların məzmunu müvafiq olaraq 25 və 150 ​​ppm səviyyəsindədir (porşenli qurğular üçün bu dəyərlər daha yüksəkdir), bu da quraşdırmaya imkan verir. yaşayış məntəqələrinin yaxınlığında elektrik stansiyası. İstifadəsi qaz turbinləri kimi elektrik stansiyalarının enerji blokları yüksək bacaların tikintisindən yayınır.

Ehtiyaclardan asılı olaraq qaz turbinləri elektrik stansiyasından texnoloji ehtiyaclar üçün buxar (aşağı, orta, yüksək təzyiq) qəbul etməyə imkan verən buxar və ya isti su tullantıları istilik qazanları ilə təchiz edilmişdir. isti su(DHW) standart temperatur dəyərləri ilə. Eyni zamanda buxar və isti su ala bilərsiniz. Qaz turbinlərinə əsaslanan elektrik stansiyasının istehsal etdiyi istilik enerjisinin gücü, bir qayda olaraq, elektrik enerjisindən iki dəfə çoxdur.

Elektrik stansiyasında qaz turbinləri bu konfiqurasiyada yanacaq səmərəliliyi 90%-ə qədər artır. Yüksək istifadə səmərəliliyi qaz turbinləriçünki enerji blokları maksimum elektrik yükü ilə uzunmüddətli istismar zamanı təmin edilir. Kifayət qədər güclə qaz turbinləri birgə istifadə etmək imkanı var buxar turbinləri. Bu tədbir elektrik stansiyasından istifadənin səmərəliliyini əhəmiyyətli dərəcədə artırmağa, elektrik səmərəliliyini 53% -ə qədər artırmağa imkan verir.

Qaz turbinli elektrik stansiyası nə qədərdir? Onun tam qiyməti neçəyədir? Açar təslim qiymətə nə daxildir?

Qaz turbinlərinə əsaslanan muxtar istilik elektrik stansiyası çoxlu əlavə bahalı, lakin çox vaxt sadəcə zəruri avadanlıqlara malikdir (real həyat nümunəsi tamamlanmış bir layihədir). Birinci dərəcəli avadanlıqların istifadəsi ilə, bu səviyyəli bir elektrik stansiyasının dəyəri, açar təhvil əsasında, 1 kVt quraşdırılmış elektrik gücü üçün 45.000 - 55.000 rubldan çox deyil. Qaz turbinlərinə əsaslanan bir elektrik stansiyasının son qiyməti asılıdır konkret vəzifələr və istehlakçı ehtiyacları. Qiymətə layihələndirmə, tikinti və istismara vermə daxildir. Qaz turbinlərinin özləri, güc qurğuları kimi, olmadan əlavə avadanlıq, istehsalçıdan və gücdən asılı olaraq, 1 kVt üçün 400 ilə 800 dollar arasındadır.

Xüsusi vəziyyətinizdə elektrik stansiyası və ya istilik elektrik stansiyasının tikintisinin dəyəri haqqında məlumat əldə etmək üçün şirkətimizə doldurulmuş sorğu anketi göndərməlisiniz. Bundan sonra, 2-3 gündən sonra müştəri-müştəri ilkin texniki və kommersiya təklifi - TCH (qısa nümunə) alır. TCH əsasında sifarişçi qaz turbinləri əsasında elektrik stansiyasının tikintisi ilə bağlı yekun qərarı qəbul edir. Bir qayda olaraq, qərar qəbul etməzdən əvvəl müştəri artıq ziyarət edir mövcud obyekt müasir elektrik stansiyasını öz gözlərinizlə görmək və “hər şeyə əllərinizlə toxunmaq”. Birbaşa obyektdə müştəri mövcud suallara cavab alır.

Blok-modul konstruksiya anlayışı çox vaxt qaz turbinləri əsasında elektrik stansiyalarının tikintisi üçün əsas götürülür. Blok-modul dizaynı qaz turbinli elektrik stansiyalarının zavod hazırlığının yüksək səviyyəsini təmin edir və enerji obyektlərinin tikinti müddətini azaldır.

Qaz turbinləri - istehsal olunan enerjinin dəyərinə dair bəzi arifmetiklər

1 kVt elektrik enerjisi istehsal etmək üçün qaz turbinləri cəmi 0,29-0,37 m³/saat qaz yanacağı sərf edir. Bir kubmetr qazı yandırarkən qaz turbinləri 3 kVt elektrik və 4-6 kVt istilik enerjisi istehsal edir. 2011-ci ildə təbii qazın qiyməti (orta hesabla) ilə 3 rubl. 1 m³ üçün bir qaz turbinindən alınan 1 kVt elektrik enerjisinin dəyəri təxminən 1 rubl təşkil edir. Bundan əlavə, istehlakçı 1,5-2 kVt pulsuz istilik enerjisi alır!

Qaz turbinlərinə əsaslanan elektrik stansiyasından avtonom enerji təchizatı ilə istehsal olunan elektrik və istilik enerjisinin dəyəri ölkədə qüvvədə olan tariflərdən 3-4 dəfə aşağıdır və bu, dövlət enerjisinə qoşulmanın yüksək qiymətini nəzərə almır. şəbəkələr (Moskva bölgəsində 1 kVt üçün 60.000 rubl, 2011).

əsasında muxtar elektrik stansiyalarının tikintisi qaz turbinləri bahalı elektrik xətlərinin (EVX) tikintisi və istismarı xərclərini aradan qaldırmaqla əhəmiyyətli pul qənaəti əldə etməyə imkan verir, qaz turbinlərinə əsaslanan elektrik stansiyaları həm ayrı-ayrı müəssisə və ya təşkilatların, həm də regionların elektrik, istilik təchizatının etibarlılığını əhəmiyyətli dərəcədə artıra bilər. bütöv.
Qaz turbinlərinə əsaslanan elektrik stansiyasının avtomatlaşdırılması dərəcəsi çox sayda texniki işçi heyətindən imtina etməyə imkan verir. Qaz elektrik stansiyasının istismarı zamanı onun işini cəmi üç nəfər təmin edir: operator, növbətçi elektrik və növbətçi mexanik. Nə vaxt fövqəladə hallarİşçi heyətin təhlükəsizliyini, qaz turbininin sistem və aqreqatlarının təhlükəsizliyini təmin etmək üçün etibarlı mühafizə sistemləri təmin edilmişdir.

Atmosfer havası filtr sistemi ilə təchiz olunmuş (diaqramda göstərilməyib) hava girişi vasitəsilə çoxpilləli eksenel kompressorun girişinə verilir. Kompressor atmosfer havasını sıxır və onu yüksək təzyiqlə yanma kamerasına çatdırır. Eyni zamanda, ucluqlar vasitəsilə turbinin yanma kamerasına müəyyən miqdarda qaz yanacağı verilir. Yanacaq və hava qarışır və alovlanır. Hava-yanacaq qarışığı yanır, böyük miqdarda enerji buraxır. Qaz halında olan yanma məhsullarının enerjisi, isti qaz axını ilə turbin qanadlarının fırlanması səbəbindən mexaniki işə çevrilir. Alınan enerjinin bir hissəsi turbin kompressorunda havanı sıxmaq üçün istifadə olunur. İşin qalan hissəsi sürücü oxu vasitəsilə elektrik generatoruna ötürülür. Bu iş qaz turbininin faydalı işidir. Təxminən 500-550 °C temperaturda olan yanma məhsulları egzoz kanalı və turbin diffuzoru vasitəsilə çıxarılır və daha sonra, məsələn, istilik dəyişdiricisində istilik enerjisi əldə etmək üçün istifadə edilə bilər.

Mühərriklər kimi qaz turbinləri daxili yanma mühərrikləri arasında ən yüksək xüsusi gücə malikdir - 6 kVt/kq-a qədər.

Qaz turbin yanacağı kimi kerosin, dizel yanacağı, qaz istifadə edilə bilər.

Müasir qaz turbinlərinin üstünlüklərindən biri uzun ömür dövrüdür - motor resursu (200.000 saata qədər, əsaslı təmirdən əvvəl 25.000-60.000 saat).

Müasir qaz turbinləri yüksək etibarlıdırlar. Bəzi aqreqatların bir neçə ildir fasiləsiz işləməsinə dair sübutlar var.

Bir çox qaz turbin təchizatçıları, ayrı-ayrı komponentləri fabrikə daşımadan dəyişdirərək, sahənin əsaslı təmirini həyata keçirir, bu da vaxt xərclərini əhəmiyyətli dərəcədə azaldır.

0-dan 100% -ə qədər istənilən güc diapazonunda uzunmüddətli işləmə imkanı, suyun soyudulmaması, iki növ yanacaqla işləmə - bütün bunlar qaz turbinlərini müasir avtonom elektrik stansiyaları üçün populyar enerji bloklarına çevirir.

Qaz turbinlərinin istifadəsi orta elektrik stansiyalarında ən effektivdir və 30 MVt-dan yuxarı güclərdə seçim göz qabağındadır.

Turbin iş istehsal etmək üçün hərəkət edən işçi mayenin (mayenin) enerjisindən istifadə edən hər hansı bir fırlanan cihazdır. Tipik turbin mayeləri bunlardır: külək, su, buxar və helium. Külək dəyirmanları və su elektrik stansiyaları elektrik generatorlarını çevirmək və sənaye və yaşayış üçün enerji istehsal etmək üçün onilliklər ərzində turbinlərdən istifadə etdilər. Sadə turbinlər çox uzun müddətdir məlumdur, onlardan birincisi Qədim Yunanıstanda ortaya çıxdı.

Elektrik istehsalı tarixində qaz turbinlərinin özləri də çox keçməmiş ortaya çıxdı. İlk praktik qaz turbin 1939-cu ildə İsveçrənin Neuchatel şəhərində elektrik enerjisi istehsal etməyə başladı. Brown Boveri şirkəti tərəfindən hazırlanmışdır. Təyyarəyə güc verən ilk qaz turbin də 1939-cu ildə Almaniyada Hans P. von Ohain tərəfindən hazırlanmış qaz turbinindən istifadə edərək işlədi. 1930-cu illərdə İngiltərədə Frank Whittle tərəfindən qaz turbininin ixtirası və dizaynı 1941-ci ildə turbinlə işləyən ilk uçuşa səbəb oldu.

Şəkil 1. Təyyarə turbininin (a) və yerdə istifadə üçün qaz turbininin sxemi (b)

"Qaz turbin" termini asanlıqla yanıltıcıdır, çünki çoxları üçün bu, yanacaq kimi qazdan istifadə edən turbin mühərriki deməkdir. Əslində, qaz turbinində (Şəkil 1-də sxematik şəkildə göstərilmişdir) qazı (adətən hava) təmin edən və sıxan bir kompressor var; yanacağın yanması sıxılmış qazı qızdıran yanma kamerası və isti, sıxılmış qazların axınından enerji çıxaran turbinin özü. Bu enerji kompressoru gücləndirmək üçün kifayətdir və faydalı tətbiqlər üçün qalır. Qaz turbin faydalı iş yaratmaq üçün yanacağın davamlı yanmasından istifadə edən daxili yanma mühərrikidir (ICE). Bu vəziyyətdə turbin yanma prosesinin fasilələrlə olduğu karbüratör və ya dizel daxili yanma mühərriklərindən fərqlənir.

Qaz turbinlərinin istifadəsi 1939-cu ildə eyni zamanda elektrik sənayesində və aviasiyada başladığı üçün aviasiya və quru qaz turbinləri üçün müxtəlif adlar istifadə olunur. Aviasiya qaz turbinləri turbojet və ya reaktiv mühərriklər, digər qaz turbinləri isə qaz turbinli mühərriklər adlanır. İngilis dilində bunlar üçün daha çox ad var, ümumiyyətlə, eyni tipli mühərriklər.

Qaz turbinlərinin istifadəsi

Təyyarə turbojetində turbindən gələn enerji mühərrikə hava çəkən kompressoru hərəkətə gətirir. Turbindən çıxan isti qaz egzoz başlığı vasitəsilə atmosferə atılır ki, bu da təkan yaradır. Əncirdə. Şəkil 1a turbojet mühərrikinin diaqramını göstərir.

Şəkil 2. Təyyarənin turbojet mühərrikinin sxematik təsviri.

Tipik bir turbojet mühərriki Şəkildə göstərilmişdir. 2. Belə mühərriklər 13 kq-dan 9000 kq-a qədər ölü çəki ilə 45 kq-dan 45.000 kq-a qədər təkan yaradır. Ən kiçik mühərriklər qanadlı raketləri, ən böyüyü isə nəhəng təyyarələri idarə edir. Şəkildəki qaz turbin. 2 böyük diametrli kompressorlu turbofan mühərrikidir. İtki həm kompressor tərəfindən sorulan hava, həm də turbinin özündən keçən hava tərəfindən yaradılır. Mühərrik böyükdür və aşağı qalxma sürətlərində yüksək təkan yaratmağa qadirdir ki, bu da onu kommersiya təyyarələri üçün ən uyğun edir. Turbojet mühərrikində fan yoxdur və tamamilə qaz yolundan keçən hava ilə təkan yaradır. Turbojetlər kiçik ön ölçülərə malikdir və yüksək sürətlə ən çox itələmə qabiliyyətinə malikdir, bu da onları qırıcı təyyarələrdə istifadə üçün ən uyğun edir.

Qeyri-aviasiya qaz turbinlərində turbindən gələn enerjinin bir hissəsi kompressoru idarə etmək üçün istifadə olunur. Qalan enerji - "faydalı enerji" turbin şaftından elektrik generatoru və ya gəmi pervanesi kimi enerjidən istifadə cihazında çıxarılır.

Tipik bir quru əsaslı qaz turbin Şəkildə göstərilmişdir. 3. Belə qurğular 0,05 MVt-dan 240 MVt-a qədər enerji istehsal edə bilər. Şəkildə göstərilən quraşdırma. 3 təyyarədən alınan qaz turbinidir, lakin daha yüngüldür. Daha ağır qurğular xüsusi olaraq yerdən istifadə üçün nəzərdə tutulmuşdur və sənaye turbinləri adlanır. Təyyarə mənşəli turbinlər əsas enerji generatorları kimi getdikcə daha çox istifadə olunsa da, onlar hələ də təbii qazın vurulması, gəmilərin enerjisi ilə təmin edilməsi üçün kompressorlar kimi istifadə olunur və tələbatın pik olduğu dövrlərdə əlavə enerji generatorları kimi istifadə olunur. Qaz turbin generatorları tez işə düşərək, ən çox ehtiyac duyulduqda enerji verə bilir.

Şəkil 3. Ən sadə, birpilləli, quru qaz turbin. Məsələn, enerjidə. 1 - kompressor, 2 - yanma kamerası, 3 - turbin.

Qaz turbininin ən mühüm üstünlükləri bunlardır:

1. Nisbətən kiçik ölçü və çəki ilə çoxlu güc yarada bilir.
2. Qaz turbin, daim dəyişən yüklərlə işləyən pistonlu mühərriklərdən fərqli olaraq, daimi fırlanma rejimində işləyir. Buna görə də, turbinlər uzun müddət işləyir və nisbətən az texniki xidmət tələb edir.
3. Qaz turbininin elektrik mühərrikləri və ya digər qaz turbinləri kimi köməkçi avadanlıqlardan istifadə etməklə işə salınmasına baxmayaraq, işə salınması bir neçə dəqiqə çəkir. Müqayisə üçün qeyd edək ki, buxar turbininin işə salınma vaxtı saatlarla ölçülür.
4. Bir qaz turbin müxtəlif yanacaqlardan istifadə edə bilər. Böyük quru turbinləri adətən təbii qazdan istifadə edir, aviasiya turbinləri isə yüngül distillələrdən (kerosin) istifadə edirlər. Dizel yanacağı və ya xüsusi işlənmiş mazut da istifadə edilə bilər. Piroliz, qazlaşdırma və neft emalı prosesindən çıxan yanar qazlardan, həmçinin bioqazdan istifadə etmək də mümkündür.
5. Tipik olaraq, qaz turbinləri işçi maye kimi atmosfer havasından istifadə edir. Elektrik enerjisi istehsal edərkən, bir qaz turbininin soyuducuya (su kimi) ehtiyacı yoxdur.

Keçmişdə qaz turbinlərinin əsas çatışmazlıqlarından biri digər ICE-lərlə müqayisədə aşağı səmərəlilik və ya buxar turbinləri elektrik stansiyaları. Bununla belə, son 50 il ərzində onların dizaynındakı təkmilləşdirmələr 1939-cu ildə Neuchatel qaz turbinində istilik səmərəliliyini 18%-dən indiki səmərəliliyi sadə dövrədə 40%-ə və birləşmiş dövrədə təxminən 55%-ə qədər artırdı (aşağıda daha ətraflı) . Gələcəkdə qaz turbinlərinin səmərəliliyi daha da artacaq, sadə dövrədə səmərəliliyin 45-47%-ə, birləşmiş dövrədə isə 60%-ə qədər yüksələcəyi gözlənilir. Bu gözlənilən səmərəliliklər buxar turbinləri kimi digər ümumi mühərriklərdən əhəmiyyətli dərəcədə yüksəkdir.

Qaz turbinlərinin dövrləri

Ardıcıllıq diaqramı havanın daxil olduğu, qaz yolundan keçdiyi və qaz turbinindən çıxdığı zaman nə baş verdiyini göstərir. Tipik olaraq, bir sikloqram hava həcmi və sistem təzyiqi arasındakı əlaqəni göstərir. Əncirdə. Şəkil 4a-da qaz turbinindən keçən sabit həcmli havanın onun istismarı zamanı xassələrinin dəyişməsini göstərən Brayton dövrü göstərilir. Bu sikloqramın əsas sahələri qaz turbininin sxematik təsvirində də göstərilmişdir. 4b.

Şəkil 4a. İş (W) və istilik (Q) axınlarını göstərən işçi maye üçün P-V koordinatlarında Brayton dövrü diaqramı.

Şəkil 4b. Brayton dövrü diaqramından nöqtələri göstərən qaz turbininin sxematik təsviri.

Hava 1-ci nöqtədən 2-ci nöqtəyə sıxılır. Qazın həcmi azaldıqca qazın təzyiqi artır. Daha sonra hava sabit təzyiq altında 2-ci nöqtədən 3-cü nöqtəyə qədər qızdırılır. Bu istilik yanma kamerasına daxil olan yanacağın və davamlı yanması nəticəsində yaranır.

3-cü nöqtədən isti sıxılmış hava 3-cü və 4-cü nöqtələr arasında genişlənməyə başlayır. Bu intervalda təzyiq və temperatur düşür, qazın həcmi isə artır. Şəkildəki mühərrikdə. Şəkil 4b, bu, 3-cü nöqtədən turbin vasitəsilə 4-cü nöqtəyə qaz axını ilə təmsil olunur. Bu, daha sonra istifadə edilə bilən enerji istehsal edir. şək. Şəkil 1a, axın çıxış ucluğu vasitəsilə 3" nöqtəsindən 4-cü nöqtəyə yönəldilir və təkan yaradır." faydalı iş» şək. 4a 3'-4 əyri ilə göstərilir. Bu, yerüstü turbinin sürücü şaftını idarə etməyə və ya təyyarə mühərriki üçün təkan yaratmağa qadir olan enerjidir. Brayton dövrü Şəkildə bitir. 4 prosesində havanın həcmi və temperaturu azalır, çünki istilik atmosferə buraxılır.

Şəkil 5. Qapalı dövrə sistemi.

Qaz turbinlərinin əksəriyyəti açıq dövr rejimində işləyir. Açıq dövrədə hava atmosferdən alınır (şəkil 4a və 4b-də 1-ci nöqtə) və 4-cü nöqtədə yenidən atmosferə atılır, buna görə də isti qaz mühərrikdən boşaldıqdan sonra atmosferdə soyudulur. Qapalı dövrədə işləyən qaz turbinində işləyən maye (maye və ya qaz) istilik dəyişdiricisində (4-cü nöqtədə) işlənmiş qazların soyudulması üçün daim istifadə olunur (şəkil 5-də sxematik şəkildə göstərilmişdir) və kompressorun girişinə göndərilir. . Məhdud miqdarda qaz olan qapalı həcmdən istifadə edildiyi üçün qapalı dövrəli turbin daxili yanma mühərriki deyil. Qapalı dövrə sistemində yanma davamlı ola bilməz və adi yanma kamerası turbinə daxil olmamışdan əvvəl sıxılmış havanı qızdıran ikinci dərəcəli istilik dəyişdiricisi ilə əvəz olunur. İstilik xarici mənbə tərəfindən təmin edilir, məsələn. nüvə reaktoru, kömür mayeləşdirilmiş yataq sobası və ya digər istilik mənbəyi. Marsa uçuşlarda və digər uzunmüddətli kosmik uçuşlarda qapalı dövrəli qaz turbinlərindən istifadə edilməsi təklif edilib.

Brayson dövrünə uyğun olaraq layihələndirilən və idarə olunan qaz turbininə (Şəkil 4) sadə dövrəli qaz turbinləri deyilir. Təyyarədəki qaz turbinlərinin əksəriyyəti mühərrikin çəkisini və ön ölçüsünü mümkün qədər kiçik saxlamaq üçün sadə bir dövrədə işləyir. Bununla belə, quruda və ya dənizdə istifadə üçün mühərrikin səmərəliliyini və/və ya gücünü artırmaq üçün sadə dövrəli turbinə əlavə avadanlıq əlavə etmək mümkün olur. Üç növ modifikasiya istifadə olunur: regenerasiya, aralıq soyutma və ikiqat isitmə.

Regenerasiya işlənmiş qazların yolunda istilik dəyişdiricisinin (rekuperatorun) quraşdırılmasını nəzərdə tutur (şəkil 4b-də 4-cü bənd). Şəkildə 2-ci nöqtədən sıxılmış hava. 4b, yanma kamerasına girməzdən əvvəl işlənmiş qazlarla istilik dəyişdiricisində əvvəlcədən qızdırılır (şəkil 6a).

Əgər regenerasiya yaxşı həyata keçirilirsə, yəni istilik dəyişdiricisinin səmərəliliyi yüksəkdirsə və içindəki təzyiq düşməsi azdırsa, səmərəlilik sadə bir turbin dövrü ilə müqayisədə daha çox olacaqdır. Bununla belə, regeneratorun qiyməti də nəzərə alınmalıdır. Regeneratorlar “Səhra Fırtınası” əməliyyatının əsas döyüş tankı olan Abrams M1 tanklarında qaz turbinli mühərriklərdə və nəqliyyat vasitələrinin eksperimental qaz turbinli mühərriklərində istifadə edilmişdir. Regenerasiyalı qaz turbinləri səmərəliliyi 5-6% artırır və qismən yük altında işləyərkən onların səmərəliliyi daha da yüksək olur.

Intersooling istilik dəyişdiricilərinin istifadəsini də əhatə edir. İntercooler (intercooler) qazın sıxılması zamanı soyuyur. Məsələn, kompressor iki moduldan ibarətdirsə, yüksək və aşağı təzyiq, qaz axınının soyudulması və yüksək təzyiqli kompressorda sıxışdırılması üçün tələb olunan işin həcmini azaltmaq üçün onların arasında intercooler quraşdırılmalıdır (şək. 6b). Soyutma agenti atmosfer havası (hava soyuducuları adlanır) və ya su (məsələn, gəminin turbinindəki dəniz suyu) ola bilər. Yaxşı dizayn edilmiş intercooler ilə qaz turbininin gücünün artırıldığını göstərmək asandır.

ikiqat istilik turbinlərdə istifadə olunur və kompressorun işini dəyişdirmədən və ya turbinin iş temperaturunu artırmadan turbinin gücünü artırmaq üçün bir üsuldur. Əgər qaz turbininin yüksək və aşağı təzyiqli iki modulu varsa, o zaman yüksək və aşağı təzyiqli turbinlər arasında qaz axınının yenidən qızdırılması üçün super qızdırıcı (adətən başqa yanma kamerası) istifadə olunur (şəkil 6c). Çıxış gücünü 1-3% artıra bilər. Təyyarə turbinlərində ikiqat isitmə, turbin başlığına bir yanacaq əlavə etməklə həyata keçirilir. Bu, dartma qabiliyyətini artırır, lakin yanacaq sərfiyyatını əhəmiyyətli dərəcədə artırır.

Birləşdirilmiş dövrəli qaz turbinli elektrik stansiyası tez-tez CCGT kimi qısaldılır. Kombinə edilmiş dövrə qaz turbininin və buxar turbininin ayrı-ayrılıqda istifadə edildiyindən daha yüksək səmərəliliyə nail olmaq üçün birlikdə istifadə edildiyi elektrik stansiyası deməkdir. Qaz turbin elektrik generatorunu idarə edir. Turbin egzoz qazları bir istilik dəyişdiricisində buxar istehsal etmək üçün istifadə olunur, bu buxar elektrik enerjisi istehsal edən bir buxar turbinini idarə edir. Əgər istilik üçün buxar istifadə olunursa, zavod kogenerasiya elektrik stansiyası adlanır. Başqa sözlə, Rusiyada CHP (İstilik və Elektrik Stansiyası) abbreviaturasından istifadə olunur. Ancaq CHP zavodlarında, bir qayda olaraq, qaz turbinləri deyil, adi buxar turbinləri işləyir. Və istifadə olunan buxar isitmə üçün istifadə olunur, buna görə də CHP və CHP sinonim deyil. Əncirdə. 7, ardıcıl olaraq quraşdırılmış iki istilik mühərrikini göstərən kogenerasiya elektrik stansiyasının sadələşdirilmiş diaqramıdır. Üst mühərrik qaz turbinidir. Enerjini aşağı mühərrikə - buxar turbininə ötürür. Sonra buxar turbin istiliyi kondensatora ötürür.

Şəkil 7. Kombinə edilmiş dövrəli elektrik stansiyasının diaqramı.

Birləşdirilmiş dövrün səmərəliliyi \(\nu_(cc) \) kifayət qədər sadə ifadə ilə ifadə edilə bilər: \(\nu_(cc) = \nu_B + \nu_R - \nu_B \times \nu_R \) Başqa sözlə, bu, mərhələlərin hər birinin səmərəliliyinin cəmindən onların işidir. Bu tənlik kogenerasiyanın niyə belə səmərəli olduğunu göstərir. Fərz edək ki, \(\nu_B = 40%\) Brayton dövrəli qaz turbininin səmərəliliyi üçün ağlabatan yuxarı hədddir. Kogenerasiyanın ikinci mərhələsində Rankine dövrü üzrə işləyən buxar turbininin səmərəliliyinin ağlabatan qiymətləndirilməsi \(\nu_R = 30% \) təşkil edir. Bu dəyərləri tənliyə əvəz edərək, alırıq: \(\nu_(cc) = 0,40 + 0,30 - 0,40 \ dəfə 0,3 = 0,70 - 0,12 = 0,58 \). Yəni belə bir sistemin səmərəliliyi 58% olacaq.

Bu, kogenerasiya elektrik stansiyasının səmərəliliyinin yuxarı həddidir. Mərhələlər arasında qaçılmaz enerji itkisi səbəbindən praktik səmərəlilik aşağı olacaq. Kogenerasiya sistemlərində praktiki olaraq istifadəyə verilmişdir son illər 52-58% səmərəliliyə nail olmuşdur.

Qaz turbininin komponentləri

Qaz turbininin işini ən yaxşı şəkildə üç alt sistemə bölmək olar: kompressor, yanma kamerası və turbin, Şəkil 1-də göstərildiyi kimi. 1. Sonra bu alt sistemlərin hər birini qısaca nəzərdən keçirəcəyik.

Kompressorlar və turbinlər

Kompressor turbinə ümumi şaft vasitəsilə birləşdirilir ki, turbin kompressoru döndərə bilsin. Tək şaftlı qaz turbinində turbin və kompressoru birləşdirən tək şafta malikdir. İki vallı qaz turbinində (şəkil 6b və 6c) iki konusvari val var. Daha uzun olanı aşağı təzyiqli kompressor və aşağı təzyiqli turbinə qoşulur. O, yüksək təzyiqli kompressoru yüksək təzyiqli turbinlə birləşdirən daha qısa boş şaftın içərisində fırlanır. Turbin və yüksək təzyiqli kompressoru birləşdirən val, turbin və aşağı təzyiqli kompressorun şaftından daha sürətli fırlanır. Üç vallı qaz turbinində turbin və orta təzyiqli kompressoru birləşdirən üçüncü şafta malikdir.

Qaz turbinləri mərkəzdənqaçma və ya eksenel və ya kombinasiyalı ola bilər. Maşının xarici perimetri ətrafında sıxılmış havanın çıxdığı mərkəzdənqaçma kompressoru etibarlıdır, adətən daha az xərc tələb edir, lakin 6-7-dən 1-ə qədər sıxılma nisbəti ilə məhdudlaşır. Onlar keçmişdə geniş istifadə olunurdu və bu gün də istifadə olunur. kiçik qaz turbinlərində.

Daha səmərəli və məhsuldar eksenel kompressorlarda sıxılmış hava mexanizmin oxu boyunca çıxır. Bu, qaz kompressorunun ən çox yayılmış növüdür (bax, rəqəm 2 və 3). Mərkəzdənqaçma kompressorları çoxlu sayda eyni bölmələrdən ibarətdir. Hər bir bölmədə turbin bıçaqları olan fırlanan təkər və sabit bıçaqları (statorları) olan təkər var. Bölmələr elə qurulmuşdur ki, sıxılmış hava ardıcıl olaraq hər bir hissədən keçərək öz enerjisinin bir hissəsini onların hər birinə verir.

Turbinlər kompressordan daha sadə dizayna malikdir, çünki qaz axınını sıxmaq onun geri genişlənməsinə səbəb olmaqdan daha çətindir. Şəkildə göstərilənlərə bənzər eksenel turbinlər. 2 və 3-də mərkəzdənqaçma kompressorundan daha az bölmə var. Mərkəzdənqaçma turbinlərindən (radial qaz vurma ilə) istifadə edən kiçik qaz turbinləri var, lakin eksenel turbinlər ən çox yayılmışdır.

Turbinin dizaynı və istehsalı çətindir, çünki isti qaz axınındakı komponentlərin ömrünü artırmaq tələb olunur. Dizaynın etibarlılığı məsələsi temperaturların ən yüksək olduğu turbinin birinci mərhələsində ən kritik məsələdir. Temperaturu 1650 dərəcə Selsiyə çatan qaz axınında 980-1040 dərəcə Selsi temperaturunda əriyən turbin qanadlarının hazırlanması üçün xüsusi materiallardan və mürəkkəb soyutma sistemindən istifadə edilir.

Yanma kamerası

Uğurlu yanma kamerasının dizaynı bir çox tələblərə cavab verməlidir və onun düzgün dizaynı Whittle və von Ohin turbinləri dövründən bəri problem olmuşdur. Yanma kamerası üçün tələblərin hər birinin nisbi əhəmiyyəti turbinin tətbiqindən asılıdır və təbii ki, bəzi tələblər bir-biri ilə ziddiyyət təşkil edir. Yanma kamerasını dizayn edərkən kompromislər qaçılmazdır. Dizayn tələblərinin əksəriyyəti mühərrikin qiyməti, səmərəliliyi və ətraf mühitə uyğunluğu ilə bağlıdır. Yanma kamerası üçün əsas tələblərin siyahısı:

1. Bütün iş şəraitində yüksək yanacaq səmərəliliyi.
2. Aşağı yanmış yanacaq və karbon monoksit (karbonmonoksit) emissiyaları, ağır yük altında azot oksidi emissiyaları və görünən tüstü emissiyaları (ətraf mühitin çirklənməsinin minimuma endirilməsi).
3. Qaz yanma kamerasından keçərkən kiçik təzyiq düşməsi. 3-4% təzyiq itkisi tipik bir təzyiq düşməsidir.
4. Bütün iş rejimlərində yanma sabit olmalıdır.
5. Yanma çox aşağı temperaturda və yüksək hündürlükdə aşağı təzyiqdə sabit olmalıdır (təyyarə mühərrikləri üçün).
6. Yanma, pulsasiya və pozulmadan bərabər olmalıdır.
7. Temperatur sabit olmalıdır.
8. Xüsusilə sənaye turbinləri üçün uzun xidmət müddəti (minlərlə saat).
9. Müxtəlif növ yanacaqlardan istifadə etmək bacarığı. Quru turbinləri adətən təbii qaz və ya dizel yanacağı istifadə edir. Aviasiya kerosin turbinləri üçün.
10. Yanma kamerasının uzunluğu və diametri mühərrik qurğusunun ölçüsünə uyğun olmalıdır.
11. Yanma kamerasına sahib olmaq üçün ümumi xərclər minimuma endirilməlidir (buraya ilkin xərclər, istismar və texniki xidmət xərcləri daxildir).
12. Təyyarə mühərrikləri üçün yanma kamerası minimum çəkiyə malik olmalıdır.

Yanma kamerası ən azı üç əsas hissədən ibarətdir: qabıq, alov borusu və yanacaq vurma sistemi. Qabıq iş təzyiqinə tab gətirməlidir və qaz turbininin dizaynının bir hissəsi ola bilər. Qabıq yanma və yanacaq vurma sisteminin baş verdiyi nisbətən nazik divarlı alov borusunu bağlayır.

Dizel və pistonlu avtomobil mühərrikləri kimi digər mühərrik növləri ilə müqayisədə qaz turbinləri güc vahidi üçün ən az miqdarda hava çirkləndiriciləri istehsal edir. Qaz turbinlərinin emissiyaları arasında yanmamış yanacaq, karbonmonoksit (karbonmonoksit), azot oksidləri (NOx) və tüstü ən çox narahatlıq doğurur. Təyyarə turbinlərinin ümumi çirkləndirici emissiyalara töhfəsi 1%-dən az olsa da, troposferə birbaşa emissiyalar 40 və 60 dərəcə şimal eni arasında iki dəfə artaraq ozon konsentrasiyalarının 20% artmasına səbəb oldu. Səsdən sürətli təyyarələrin uçduğu stratosferdə NOx emissiyaları ozon təbəqəsinə səbəb olur. Hər iki təsir ətraf mühitə zərər verir, ona görə də 21-ci əsrdə təyyarə mühərriki emissiyalarında azot oksidlərinin (NOx) azaldılması lazımdır.

Bu, düsturlara etibar etmədən, aviasiyadan enerjiyə qədər turbin tətbiqlərinin bütün aspektlərini əhatə etməyə çalışan kifayət qədər qısa məqalədir. Mövzu ilə daha yaxşı tanış olmaq üçün “Qaz Turbin aktivdir” kitabını tövsiyə edə bilərəm dəmir yolu nəqliyyatı» http://tapemark.narod.ru/turbo/index.html . Turbinlərdən istifadənin xüsusiyyətləri ilə bağlı fəsilləri buraxsaq dəmir yolu– kitab hələ çox aydındır, lakin daha ətraflıdır.

Buxar turbin. 19-cu əsrin ortalarına qədər buxar mühərriki ilə rəqabət apara bilən buxar turbininin layihələndirilməsi cəhdləri. uğursuz oldu, çünki buxar axınının kinetik enerjisinin yalnız kiçik bir hissəsini turbin fırlanmasının mexaniki enerjisinə çevirmək mümkün idi. Məsələ ondadır ki, ixtiraçılar

biz turbin səmərəliliyinin buxar sürətinin və turbin qanadlarının xətti sürətinin nisbətindən asılılığını nəzərə almadıq.

Qaz axınının sürəti ilə turbin qanadının xətti sürətinin hansı nisbətində qaz axınının kinetik enerjisinin turbin qanadına ən tam ötürülməsinin baş verəcəyini öyrənək (şək. 36). Buxarın kinetik enerjisi tamamilə turbin qanadına köçürüldükdə, reaktivin Yerə nisbətən sürəti sıfıra bərabər olmalıdır, yəni.

Sürətlə hərəkət edən istinad çərçivəsində reaktivin sürəti: .

Bu istinad çərçivəsində bıçaq reaktivlə qarşılıqlı təsir anında sabit olduğundan, elastik əks olunduqdan sonra jet sürəti mütləq dəyərdə dəyişməz qalır, lakin istiqaməti əksinə dəyişir:

Yenidən Yerlə əlaqəli istinad çərçivəsinə keçərək, əks olunduqdan sonra reaktivin sürətini əldə edirik:

O vaxtdan bəri

Aldıq ki, reaktivin kinetik enerjisinin turbinə tam ötürülməsi turbin qanadlarının xətti sürətinin reaktivin sürətinin yarısı olması şərti ilə baş verəcək.İlk buxar turbin, praktik istifadə, 1889-cu ildə isveçli mühəndis Qustav Laval tərəfindən hazırlanmışdır. Onun gücü rpm-də daha az idi.

düyü. 36. Buxar axınının kinetik enerjisinin turbin qanadına ötürülməsi

Təxminən 1200 m/s olan orta təzyiq düşmələrində belə yüksək qaz axını sürəti, turbinin effektiv işləməsi üçün onun qanadlarına təxminən 600 m/s xətti sürət verməsini tələb edir. Buna görə də nail olmaq üçün yüksək dəyərlər Turbinin səmərəliliyi yüksək sürətli olmalıdır. 1 m radiuslu rotorun halqasında yerləşən, 600 m/s bıçaq sürətində kütləsi 1 kq olan turbin qanadına təsir edən ətalət qüvvəsini hesablamaq asandır:

Əsas ziddiyyət yaranır: turbinin qənaətli işləməsi üçün səsdən sürətli rotor sürətləri tələb olunur, lakin belə sürətlərdə turbin ətalət qüvvələri tərəfindən məhv ediləcək. Bu ziddiyyəti həll etmək üçün optimaldan daha az sürətlə fırlanan, lakin buxar axınının kinetik enerjisindən tam istifadə etmək üçün bir neçə artan diametrli rotoru ümumi şafta quraşdıraraq onları çoxpilləli hala gətirən turbinləri layihələndirmək lazımdır. Turbinin kifayət qədər yüksək fırlanma sürəti səbəbindən buxar kinetik enerjisinin yalnız bir hissəsini daha kiçik diametrli rotora verir. Sonra birinci mərhələdə tükənmiş buxar daha böyük diametrli ikinci rotora göndərilir, onun qanadlarına qalan kinetik enerjinin bir hissəsini verir və s. Çıxarılan buxar soyuducu-kondensatorda kondensasiya olunur, isti su isə soyuducuya göndərilir. qazan.

Buxar turbin qurğusunun koordinatlarda dövrü Şəkil 37-də göstərilmişdir.Qazanda işçi maye müəyyən miqdarda istilik alır, qızdırılır və sabit təzyiqdə genişlənir (AB izobar). Turbində buxar adiabatik olaraq genişlənir (BC adiabat), rotorun fırlanması üçün iş görür. Kondensator-soyuducuda, məsələn, çay suyu ilə yuyulur, buxar suya istilik miqdarını verir və sabit təzyiqdə kondensasiya edir. Bu proses izobara uyğun gəlir. Kondensatordan isti su qazana vurulur. Bu proses izoxora uyğun gəlir.Göründüyü kimi, buxar turbin qurğusunun dövrü bağlıdır. Bir dövrədə buxarın gördüyü iş ədədi olaraq ABCD rəqəminin sahəsinə bərabərdir.

Müasir buxar turbinləri kinetikin yüksək konversiya səmərəliliyinə malikdir

düyü. 37. Buxar turbin qurğusunun iş dövrünün diaqramı

buxar jetinin enerjisini mexaniki enerjiyə çevirir, 90%-dən bir qədər çoxdur. Buna görə də, dünyada istehsal olunan bütün elektrik enerjisinin 80%-dən çoxunu təmin edən demək olar ki, bütün istilik və atom elektrik stansiyalarının elektrik generatorları buxar turbinləri ilə idarə olunur.

Müasir buxar turbin qurğularında istifadə olunan buxarın temperaturu 580 C-dən (qızdırıcının temperaturu) çox olmadığından və turbinin çıxışındakı buxarın temperaturu adətən 30 °C-dən (soyuq temperatur) aşağı olmadığından, buxarın maksimum səmərəliliyi istilik mühərriki kimi buxar turbin qurğusu bərabərdir:

və buxar turbinli kondensasiya elektrik stansiyalarının səmərəliliyinin real dəyərləri cəmi 40%-ə çatır.

Qazan-turbin-generator müasir enerji bloklarının gücü kVt-a çatır. 10-cu beşillikdə növbəti sırada gücü kVt-a qədər olan enerji bloklarının tikintisi dayanır.

Buxar turbinli mühərriklər su nəqliyyatında geniş istifadə olunur. Bununla belə, onların quru nəqliyyatında və daha çox aviasiyada istifadəsi, buxar yaratmaq üçün soba və qazana, habelə işçi maye kimi istifadə üçün çox miqdarda suyun olması ehtiyacı ilə maneə törədir.

qaz turbinləri. Yanacağın yanma yerini işçi mayenin özünə köçürməklə bir turbinli istilik mühərrikində soba və qazanı aradan qaldırmaq ideyası dizaynerləri çoxdan məşğul etmişdir. Lakin işçi mayenin buxar deyil, istilikdən genişlənən hava olduğu belə daxili yanma turbinlərinin inkişafı yüksək temperaturda və yüksək mexaniki yüklərdə uzun müddət işləyə bilən materialların olmaması ilə məhdudlaşdı.

Qaz turbin qurğusu hava kompressorundan 1, yanma kameralarından 2 və qaz turbinindən 3 ibarətdir (şək. 38). Kompressor turbinlə eyni ox üzərində quraşdırılmış rotordan və sabit istiqamətləndirici qanaddan ibarətdir.

Turbin işləyərkən kompressor rotoru fırlanır. Rotor qanadları elə formalaşdırılıb ki, fırlananda kompressorun qarşısındakı təzyiq azalır, ondan sonra isə artır. Hava kompressorun içinə sorulur və onun rotor qanadlarının birinci sırasının arxasındakı təzyiqi artır. Rotor bıçaqlarının birinci sırasının arxasında stasionar kompressor bələdçi qanadının bir sıra bıçaqları var, onların köməyi ilə havanın hərəkət istiqaməti dəyişdirilir və rotorun ikinci mərhələsinin bıçaqlarından istifadə edərək onu daha da sıxmaq mümkündür. və s. Kompressor bıçaqlarının bir neçə pilləsi hava təzyiqinin 5-7 dəfə artırılmasını təmin edir.

Sıxılma prosesi adiabatik olaraq davam edir, buna görə havanın temperaturu əhəmiyyətli dərəcədə yüksəlir, 200 ° C və ya daha çox olur.

düyü. 38. Qaz turbin qurğusunun cihazı

Sıxılmış hava yanma kamerasına daxil olur (şək. 39). Eyni zamanda, maye yanacaq - kerosin, mazut - burun vasitəsilə yüksək təzyiq altında ona vurulur.

Yanacaq yandırıldıqda, işləyən maye kimi xidmət edən hava müəyyən miqdarda istilik alır və 1500-2200 ° C temperatura qədər qızdırılır. Havanın istiləşməsi sabit bir təzyiqdə baş verir, buna görə də hava genişlənir və sürəti artır.

Yüksək sürətlə hərəkət edən hava və yanma məhsulları turbinə göndərilir. Mərhələdən mərhələyə keçərək, kinetik enerjilərini turbin qanadlarına verirlər. Turbin tərəfindən alınan enerjinin bir hissəsi kompressorun fırlanmasına, qalan hissəsi isə, məsələn, təyyarənin pervanesinin və ya elektrik generatorunun rotorunun fırlanmasına sərf olunur.

Turbin qanadlarını yanma kamerasına isti və yüksək sürətli qaz axınının dağıdıcı təsirindən qorumaq üçün

düyü. 39. Yanma kamerası

Yanacağın tam yanması üçün lazım olandan xeyli çox hava kompressor tərəfindən vurulur. Yanacağın yanma zonasının arxasında yanma kamerasına daxil olan hava (şək. 38) turbin qanadlarına yönəldilmiş qaz jetinin temperaturunu azaldır. Turbində qazın temperaturunun aşağı salınması səmərəliliyin azalmasına gətirib çıxarır, ona görə də alimlər və konstruktorlar qaz turbinində iş temperaturunun yuxarı həddini artırmaq yollarını axtarırlar. Bəzi müasir təyyarələrin qaz turbinli mühərriklərində turbinin qarşısındakı qazın temperaturu 1330 °C-ə çatır.

Atmosferə yaxın təzyiqdə və 500 ° C-dən çox temperaturda 500 m / s-dən çox sürətlə yanma məhsulları ilə birlikdə işlənmiş hava adətən atmosferə ya səmərəliliyin artırılması istilik dəyişdiricisinə göndərilir, burada yanma kamerasına daxil olan havanı qızdırmaq üçün istiliyin bir hissəsini verir.

Sxemdə qaz turbin qurğusunun işləmə dövrü Şəkil 40-da göstərilmişdir.Kompressorda havanın sıxılma prosesi adiabat AB-yə, yanma kamerasında isitmə və genişlənmə prosesi BC izobarına uyğundur. Turbində isti qazın genişlənməsinin adiabatik prosesi CD bölməsi ilə, işçi mayenin soyudulması və həcminin azaldılması prosesi DA izobarı ilə təmsil olunur.

Qaz turbin qurğularının səmərəliliyi 25-30%-ə çatır. Qaz turbinli mühərriklərdə buxar mühərrikləri və buxar turbinləri kimi həcmli buxar qazanları yoxdur, buxar mühərrikləri və daxili yanma mühərrikləri kimi qarşılıqlı hərəkəti fırlanma hərəkətinə çevirən pistonlar və mexanizmlər yoxdur. Buna görə də, qaz turbinli mühərrik eyni gücə malik dizel mühərrikindən üç dəfə az yer tutur və onun xüsusi çəkisi (çəki-güc nisbəti) təyyarənin pistonlu daxili yanma mühərrikindən 6-9 dəfə azdır. Kompaktlıq və sürət vahid kütləyə görə yüksək güclə birləşərək qaz turbinli mühərriklərin tətbiqinin ilk praktiki vacib sahəsini - aviasiyanı təyin etdi.

Qaz turbinli mühərrikin şaftına quraşdırılmış pervaneli təyyarə 1944-cü ildə meydana çıxdı. AN-24, TU-114, İL-18, AN-22 - "Antey" kimi məşhur təyyarələr turbovintli mühərriklərə malikdir.

Antey-in uçuş zamanı maksimal kütləsi 250 ton, daşıma qabiliyyəti 80 ton və ya 720 sərnişindir.

düyü. 40. Qaz turbin qurğusunun iş dövrünün diaqramı

sürət 740 km/saat, dörd mühərrikin hər birinin gücü kVt.

Qaz turbinli mühərriklər su nəqliyyatında, xüsusən də donanma gəmilərində buxar turbinli mühərrikləri əvəz etməyə başlayır. Dizel mühərriklərdən qaz turbinlərinə keçid hidrofoillərin daşıma qabiliyyətini dörd dəfə, 50-dən 200 tona qədər artırmağa imkan verdi.

Ağır avtomobillərdə 220-440 kVt gücündə qaz turbinli mühərriklər quraşdırılır. Testdən keçmək mədən sənayesi Qaz turbinli mühərrikli 120 tonluq BelAZ-549V.

Nisbətən kiçik gücə malik elektrik stansiyalarına həm qaz turbinli mühərriklər (GTE), həm də pistonlu mühərriklər (RP) daxil ola bilər. Nəticədə müştərilər tez-tez soruşurlar hansı sürücü daha yaxşıdır. Buna cavab vermək birmənalı olaraq qeyri-mümkün olsa da, bu məqalənin məqsədi bu məsələni başa düşmək cəhdidir.

Giriş

Mühərrik növünün seçilməsi, eləcə də istənilən gücün elektrik stansiyasında elektrik generatorlarını idarə etmək üçün onların sayı mürəkkəb texniki və iqtisadi məsələdir. Pistonlu və qaz turbinli mühərrikləri bir sürücü kimi müqayisə etmək cəhdləri ən çox yanacaq kimi təbii qazdan istifadə edilir. Onların əsas üstünlükləri və çatışmazlıqları təhlil edilmişdir texniki ədəbiyyat, pistonlu mühərrikləri olan elektrik stansiyalarının istehsalçılarının broşuralarında və hətta İnternetdə.

Bir qayda olaraq, yanacaq sərfiyyatının fərqi, mühərriklərin dəyəri, onların gücü və iş şəraiti nəzərə alınmadan ümumiləşdirilmiş məlumatlar verilir. Tez-tez qeyd olunur ki, gücü 10-12 MVt olan elektrik stansiyalarının tərkibini pistonlu mühərriklər əsasında, daha yüksək gücü isə qaz turbinləri əsasında formalaşdırmaq üstünlük təşkil edir. Bu tövsiyələr aksioma kimi qəbul edilməməlidir. Bir şey aydındır: hər bir mühərrik növünün öz üstünlükləri və mənfi cəhətləri var və bir sürücü seçərkən onların qiymətləndirilməsi üçün bəzi, ən azı göstərici, kəmiyyət meyarlarına ehtiyac var.

Hazırda Rusiyanın enerji bazarı həm pistonlu, həm də qaz turbinli mühərriklərin kifayət qədər geniş çeşidini təklif edir. Porşenli mühərriklər arasında idxal olunan mühərriklər, qaz turbinli mühərriklər arasında isə yerli mühərriklər üstünlük təşkil edir.

Rusiyada istismarı üçün təklif olunan qaz turbinli mühərriklərin və onlara əsaslanan elektrik stansiyalarının texniki xüsusiyyətləri haqqında məlumatlar son illərdə Qaz Turbin Avadanlıqları Kataloqunda mütəmadi olaraq dərc olunur.

Onların bir hissəsi olduğu pistonlu mühərriklər və elektrik stansiyaları haqqında oxşar məlumatları yalnız bu avadanlığı təmin edən rus və xarici şirkətlərin broşürlərindən əldə etmək olar. Mühərriklərin və elektrik stansiyalarının dəyəri haqqında məlumat çox vaxt dərc edilmir və dərc olunan məlumatlar çox vaxt doğru deyil.

Pistonlu və Qaz Turbinli Mühərriklərin Baş-baş Müqayisə

Mövcud məlumatların emalı həm kəmiyyət, həm də ehtiva edən aşağıdakı cədvəli yaratmağa imkan verir keyfiyyətin qiymətləndirilməsi pistonlu və qaz turbinli mühərriklərin üstünlükləri və çatışmazlıqları. Təəssüf ki, bəzi xüsusiyyətlər tam dəqiqliyini yoxlamaq olduqca çətin və ya demək olar ki, qeyri-mümkün olan reklam materiallarından götürülür. Nadir istisna olmaqla, fərdi mühərriklərin və elektrik stansiyalarının işinin nəticələrinin yoxlanılması üçün tələb olunan məlumatlar dərc edilmir.

Təbii ki, verilən rəqəmlər ümumiləşdirilmişdir, xüsusi mühərriklər üçün onlar ciddi şəkildə fərdi olacaqdır. Bundan əlavə, onların bəziləri ISO standartlarına uyğun olaraq verilir və mühərriklərin faktiki iş şəraiti standartdan əhəmiyyətli dərəcədə fərqlənir.

Təqdim olunan məlumatlar yalnız mühərriklərin keyfiyyət xarakteristikasını verir və müəyyən bir elektrik stansiyası üçün avadanlıq seçimində istifadə edilə bilməz. Cədvəlin hər mövqeyi üçün bəzi şərhlər verilə bilər.

Enerji bazarında texniki xüsusiyyətlərində əhəmiyyətli fərqlərə malik mühərriklərin çox böyük bir seçimi var. Nəzərdə tutulan tiplərin mühərrikləri arasında rəqabət yalnız 16 MVt-a qədər olan vahid elektrik gücü diapazonunda mümkündür. Daha yüksək güclərdə qaz turbinli mühərriklər pistonlu mühərrikləri demək olar ki, tamamilə əvəz edir.

Nəzərə almaq lazımdır ki, hər bir mühərrik fərdi xüsusiyyətlərə malikdir və sürücü tipini seçərkən yalnız bunlardan istifadə edilməlidir. Bu, ilk növbədə elektrik enerjisi və tələb olunan mühərriklərin sayını dəyişən bir neçə versiyada müəyyən bir gücə malik bir elektrik stansiyasının əsas avadanlıqlarının tərkibini formalaşdırmağa imkan verir. Çox yönlülük üstünlük verilən mühərrik növünü seçməyi çətinləşdirir.

Porşenli və qaz turbinli mühərriklərin səmərəliliyi haqqında

Elektrik stansiyalarında hər hansı bir mühərrikin ən vacib xüsusiyyəti qaz istehlakının tam həcmini deyil, əsasını təyin edən enerji istehsalının səmərəliliyidir (KPIe). Səmərəlilik dəyərlərinə dair statistik məlumatların işlənməsi, bu göstəriciyə görə bir mühərrik növünün digərinə nisbətən üstünlüklərə malik olduğu tətbiq sahələrini aydın şəkildə göstərməyə imkan verir.

Şəkildə seçilmiş üçünün qarşılıqlı təşkili və konfiqurasiyası. Müxtəlif mühərriklərin elektrik səmərəliliyi dəyərlərinin nöqtə şəkillərinin olduğu 1 zonalar bəzi nəticələr çıxarmağa imkan verir:

• eyni gücdə olan eyni tipli mühərriklərdə belə, elektrik enerjisi istehsal etmək üçün səmərəlilik dəyərlərində əhəmiyyətli bir dağılma var;
• vahid gücü 16 MVt-dan çox olan qaz turbinli mühərriklər birləşmiş dövrədə 48%-dən çox səmərəlilik dəyərini təmin edir və bazarı inhisara alır;
• həm sadə, həm də birləşdirilmiş dövrlərdə işləyən 16 MVt-a qədər qaz turbinli mühərriklərin elektrik səmərəliliyi pistonlu mühərriklərdən daha aşağıdır (bəzən çox əhəmiyyətli);
• bazarda son dövrlərdə meydana çıxan vahid gücü 1 MVt-a qədər olan qaz turbinli mühərriklər səmərəlilik baxımından bu gün elektrik stansiyalarının bir hissəsi kimi ən çox istifadə olunan 2-8 MVt gücə malik mühərriklərdən üstündür;
• qaz turbinli mühərriklərin səmərəliliyindəki dəyişiklik xarakteri üç zonaya malikdir: ikisi nisbətən sabit dəyərə malikdir - müvafiq olaraq 27 və 36%, dəyişən biri isə 27 ilə 36% arasında; iki zonada səmərəlilik əmsalı elektrik enerjisindən zəif asılıdır;
• pistonlu mühərriklərin elektrik enerjisinin istehsalı üçün səmərəliliyin dəyəri daim onların elektrik enerjisindən asılıdır.

Lakin bu amillər pistonlu mühərriklərə üstünlük vermək üçün səbəb deyil. Elektrik stansiyası yalnız elektrik enerjisi istehsal etsə belə, müxtəlif növ mühərrikləri olan avadanlığın tərkibinin variantlarını müqayisə edərkən, yerinə yetirmək lazım olacaq. iqtisadi hesablamalar. Sübut etmək lazımdır ki, qənaət edilmiş qazın dəyəri pistonlu və qaz turbinli mühərriklərin, eləcə də onlar üçün əlavə avadanlıqların qiymətindəki fərqi ödəyəcək. Qış mövsümündə elektrik enerjisinin verilməsi üçün stansiyanın iş rejimi və yay vaxtı. İdeal olaraq, zəruri elektrik yükləri məlumdursa - maksimum (qış iş günü) və minimum (yay istirahət günü).

Həm elektrik, həm də istilik enerjisindən istifadə

Elektrik stansiyası yalnız elektrik deyil, həm də istilik enerjisi istehsal etməlidirsə, o zaman istilik istehlakını hansı mənbələrdən ödəmək mümkün olduğunu müəyyən etmək lazımdır. Bir qayda olaraq, iki belə mənbə var - mühərriklərin və/və ya qazanxananın istifadə olunan istiliyi.

Porşenli mühərriklər üçün soyuducu yağın, sıxılmış havanın və işlənmiş qazların istiliyindən, qaz turbinli mühərriklər üçün isə yalnız işlənmiş qazların istiliyindən istifadə edilir. İstiliyin əsas miqdarı tullantı istilik dəyişdiricilərinin (UHE) köməyi ilə işlənmiş qazlardan alınır.

Bərpa olunan istiliyin miqdarı əsasən elektrik enerjisi istehsal etmək üçün mühərrikin iş rejimindən və iqlim şəraitindən asılıdır. Qışda mühərrikin iş rejimlərinin səhv qiymətləndirilməsi istifadə olunan istilik miqdarının müəyyən edilməsində səhvlərə və qazanxananın quraşdırılmış gücünün səhv seçilməsinə səbəb olacaqdır.

Şəkil 2-dəki qrafiklər istilik təchizatı məqsədləri üçün qaz turbinli və porşenli mühərriklərdən bərpa edilmiş istilik təchizatının mümkünlüyünü göstərir. Döngələrdəki nöqtələr istilik bərpası üçün mövcud avadanlıqların imkanları haqqında istehsalçının məlumatlarına uyğundur. Eyni elektrik enerjisinin mühərrikində istehsalçılar xüsusi tapşırıqlara əsasən müxtəlif UTO-lar quraşdırırlar.

Qaz turbinli mühərriklərin istilik istehsalı baxımından üstünlükləri danılmazdır. Bu, xüsusilə 2-10 MVt elektrik gücü olan mühərriklər üçün doğrudur, bu da onların elektrik səmərəliliyinin nisbətən aşağı dəyəri ilə izah olunur. Qaz turbinli mühərriklərin səmərəliliyi artdıqca, istifadə olunan istilik miqdarı qaçılmaz olaraq azalmalıdır.

Müəyyən bir obyektin enerji və istilik təchizatı üçün bir piston mühərriki seçərkən, bir elektrik stansiyasının bir hissəsi kimi qazanxanadan istifadə ehtiyacı demək olar ki, şübhə doğurmur. Qazanxananın istismarı elektrik enerjisi istehsalı üçün lazım olandan artıq qaz istehlakının artırılmasını tələb edir. Sual yaranır ki, bir halda yalnız işlənmiş istiliyi bərpa edən qaz turbinli mühərriklər, digər halda isə istilik bərpası olan pistonlu mühərriklər və qazanxana istifadə olunursa, obyektin enerji təchizatı üçün qaz xərcləri necə fərqlənir. Yalnız obyektin elektrik və istilik istehlakının xüsusiyyətlərini hərtərəfli öyrəndikdən sonra bu suala cavab vermək olar.

Bir obyektin təxmin edilən istilik istehlakının qaz turbinli mühərrikin istifadə olunan istiliyi ilə tamamilə ödənilə biləcəyini və pistonlu mühərrikdən istifadə edərkən istilik çatışmazlığının qazanxana tərəfindən kompensasiya edildiyini fərz etsək, təbiəti müəyyən etmək olar. obyektin enerji təchizatı üçün ümumi qaz sərfiyyatının dəyişməsinin.

Şəkildəki məlumatlardan istifadə. 1 və 2-də Şəkildə qeyd olunan zonaların xarakterik nöqtələri üçün mümkündür. 1, müxtəlif növ ötürmə mexanizmlərindən istifadə edərkən qaza qənaət və ya həddi aşması haqqında məlumat əldə edin. Onlar cədvəldə təqdim olunur:

Qaz qənaətinin mütləq dəyərləri yalnız xüsusiyyətləri hesablamaya daxil edilmiş müəyyən bir obyekt üçün etibarlıdır, lakin asılılığın ümumi xarakteri düzgün əks olunur, yəni:
elektrik səmərəliliyinin nisbətən yaxın dəyərləri ilə (10% -ə qədər fərq), pistonlu mühərriklərin və qazanxananın istifadəsi həddindən artıq yanacaq istehlakına səbəb olur;

• elektrik səmərəliliyinin nisbətən yaxın dəyərləri ilə (10% -ə qədər fərq), pistonlu mühərriklərin və qazanxananın istifadəsi həddindən artıq yanacaq istehlakına səbəb olur;
• səmərəlilik dəyərlərindəki fərq 10% -dən çox olduqda, pistonlu mühərriklərin və qazanxananın işləməsi qaz turbinli mühərriklərə nisbətən daha az qaz tələb edəcəkdir;
• pistonlu mühərriklərdən və qazanxanadan istifadə edərkən maksimum qaz qənaəti ilə müəyyən bir nöqtə var, burada mühərriklərin səmərəlilik dəyərləri arasındakı fərq 13-14% təşkil edir;
• pistonlu mühərrikin səmərəliliyi nə qədər yüksək olarsa və qaz turbininin səmərəliliyi nə qədər aşağı olarsa, qaza qənaət bir o qədər çox olar.

Əlavə olaraq

Bir qayda olaraq, tapşırıq sürücü növünün seçilməsi ilə məhdudlaşmır, elektrik stansiyasının əsas avadanlığının tərkibini - aqreqatların növünü, onların sayını, köməkçi avadanlıqları müəyyən etmək tələb olunur.

Müvafiq miqdarda elektrik enerjisi istehsal etmək üçün mühərriklərin seçimi bərpa olunan istiliyin yaradılması imkanlarını müəyyənləşdirir. Bu vəziyyətdə, mühərrikin texniki xüsusiyyətləri ilə əlaqəli dəyişikliklərin bütün xüsusiyyətlərini nəzərə almaq lazımdır iqlim şəraiti, elektrik yükünün xarakteri ilə və bu dəyişikliklərin bərpa olunan istilik təchizatına təsirini müəyyən etmək.

Həm də yadda saxlamaq lazımdır ki, elektrik stansiyası yalnız mühərrikləri əhatə etmir. Onun saytında adətən ondan çox köməkçi struktur var, onların istismarı texniki və texniki vəziyyətə də təsir edir. iqtisadi göstəricilər elektrik stansiyaları.

Artıq qeyd edildiyi kimi, texniki nöqteyi-nəzərdən elektrik stansiyasının avadanlıqlarının tərkibi bir neçə yolla formalaşa bilər, ona görə də onun son seçimi yalnız iqtisadi baxımdan əsaslandırıla bilər.

Eyni zamanda, xüsusi mühərriklərin xüsusiyyətləri və onların gələcək elektrik stansiyasının iqtisadi göstəricilərinə təsiri haqqında bilik son dərəcə vacibdir. İqtisadi hesablamalar apararkən motor resursunu, dayanıqlığını, vaxtını və dəyərini nəzərə almaq qaçınılmazdır. əsaslı təmir. Bu göstəricilər də növündən asılı olmayaraq hər bir xüsusi mühərrik üçün fərdidir.

Elektrik stansiyası üçün mühərriklərin növünün seçilməsinə ətraf mühit amillərinin təsirini istisna etmək olmaz. Elektrik stansiyasının işlədiləcəyi ərazidə atmosferin vəziyyəti mühərrikin növünün müəyyən edilməsində əsas amil ola bilər (hər hansı iqtisadi mülahizələrdən asılı olmayaraq).

Artıq qeyd edildiyi kimi, mühərriklərin və onlara əsaslanan elektrik stansiyalarının dəyəri ilə bağlı məlumatlar dərc edilmir. Avadanlıq istehsalçıları və ya təchizatçıları konfiqurasiyada, çatdırılma şərtlərində və digər səbəblərdə mümkün fərqə istinad edirlər. Yalnız korporativ doldurduqdan sonra anket qiymətlər göstəriləcək. Buna görə də, birinci cədvəldə gücü 3,5 MVt-a qədər olan pistonlu mühərriklərin dəyərinin eyni gücə malik qaz turbinli mühərriklərin qiymətindən aşağı olması barədə məlumat yanlış çıxa bilər.

Nəticə

Beləliklə, 16 MVt-a qədər olan vahid güc sinfində nə qaz turbinli, nə də pistonlu mühərriklərə birmənalı üstünlük verilə bilməz. Yalnız elektrik və istilik istehsalı üçün müəyyən bir elektrik stansiyasının gözlənilən iş rejimlərinin hərtərəfli təhlili (xüsusi mühərriklərin xüsusiyyətləri və çoxsaylı iqtisadi amillər nəzərə alınmaqla) mühərrik növünün seçilməsini tam əsaslandıracaqdır. Üçün avadanlıqların tərkibini müəyyənləşdirin peşəkar səviyyə ola bilsin ki, ixtisaslaşmış firma.

İstinadlar

1. Gabich A. Enerji sektorunda aşağı güclü qaz turbinli mühərriklərin tətbiqi // Qaz turbin texnologiyaları. 2003, № 6. S. 30-31.
2. Burov V. D. Qaz turbin və qaz pistonu elektrik stansiyaları aşağı güc // Mədən jurnalı. 2004, xüsusi buraxılış. səh. 87-89,133.
3. Qaz turbin avadanlıqlarının kataloqu // Qaz turbin texnologiyaları. 2005. S. 208.
4. Salihov A. A., Fatkulin R. M., Abrahmanov R. R., Shchaulov V. Yu. Başqırdıstan Respublikasında qaz porşenli mühərriklərdən istifadə edərək mini-CHP-nin inkişafı. 2003, No 11. S. 24-30.

Bu məqalə kiçik dəyişikliklərlə 2006-cı il üçün "Turbines and Dizels" jurnalının №1 (2) nömrəsindən götürülmüşdür.
Müəllif - V.P. Vershinsky, OOO "Qazpromenergoservis".