Все достоинства и преимущества газотурбинных электростанций

Судовые газотурбинные установки

ГТУ активно используются и на судах. Их эксплуатация приносит довольно неплохие результаты. Таким образом, увеличивается полезное водоизмещение, скорость самого судна и дальность его плавания. Данное устройство успешно конкурирует во флоте с аналогичным дизельным и паротурбинным оборудованием.

СГУ более компактная, ремонтопригодна, лучше адаптирована для автоматизации и обладает небольшим удельным весом.

Также, корабельные газотурбинные установки могут использоваться совместно с другими типами энергетических установок. Служат они для обеспечения хода самого судна и обеспечения необходимым видом энергии (электронной, тепловой и т.д.). Самыми характерными чертами данных установок является простое обслуживание, небольшой вес и безотказная работа.

Данные устаноки классифицируются согласно используемого вида топлива на: органические и ядерные. Все такие установки между собой отличаются габаритами, весом, приспособленностью к автоматизации, ремонтопригодностью и дистанционным управлением.

Использование газотурбинных установок на судах впервые было применено в 1961 году в России. Тогда в состав силовой установки входили четыре свободно-поршневые генераторы. С их помощью вырабатывался газ для турбины, мощность которой составляла 3800 л.с.

Сегодня же победу одержали дизельные суда, но большинство мирового тоннажа осуществляют теплоходы. Кроме этого, активно развивается строение и спуск на воду судов-гигантов, супертанкеров, круизных лайнеров и т.д.

Для того чтобы такие судна смогли набирать нужную скорость одного дизельного двигателя сгорания крайне мало. И тогда остро стаёт вопрос о применении СГУ.

Сегодня газотурбинные двигатели устанавливаются в основном на кораблях, относящихся к военно-морскому флоту. Применение их на коммерческих суднах было не оправдано. Обусловлено это небольшим коэффициентом полезного действия и отсутствием реверса.

Но ГТУ можно использовать и в качестве дополнительных двигателей на тех судах, которые имеют винтовые крылья либо же воздушную подушку.

Микротурбинные электростанции — резервирование

Использование каскада (кластера) независимых микротурбин позволяет обеспечить гарантированное энергоснабжение объекта, а также осуществлять сервисное обслуживание, не прерывая подачу электроэнергии.

При этом отсутствует необходимость избыточного резервирования устанавливаемых мощностей. В ряде случаев стоимость проекта на основе газопоршневых установок, аналогичного по функциональности микротурбинной электростанции, оказывается дороже.

Микротурбинные электростанции — низкие затраты на строительство

Микротурбинные электростанции не требуют больших финансовых и трудовых затрат на проектные, строительные и монтажные работы за счет высокой степени заводской готовности поставляемого оборудования, легкости его монтажа и запуска в работу.

Применение микротурбинных электростанций исключает необходимость специальной шумоизоляции помещения, так как при их работе возникают только высокочастотные шумы.

От таких шумов легко избавиться с помощью обычных защитных экранов. При работе газопоршневых и дизельных двигателей возникают низкочастотные шумы. Для защиты от них необходимо организовывать более дорогостоящую систему шумоизоляции помещения с использованием специальных защитных материалов. Такие работы являются более трудоемкими.

За счет высокой экологичности и отсутствия вибрации в процессе работы микротурбинных электростанций есть реальная возможность отказаться от строительства высоких дымовых труб и специального фундамента, что также снижает трудоемкость и капитальные затраты на строительство энергоцентра.

Микротурбинные электростанции можно размещать на крышах зданий и сооружений.

Газотурбинная блочно-модульная электростанция ГТЭС-16ПА мощностью 16 МВт

В блочно-модульной газотурбинной электростанции ГТЭС-16ПА применяется газотурбинная установка ГТЭ-16ПА, созданная на базе двигателя ПС-90ЭУ-16А. Этот новый двигатель разработан в рамках сотрудничества ОАО «Авиадвигатель» с фирмой Pratt & Whitney (США).

Основным отличием установки является новая силовая турбина с частотой вращения 3 000 об/мин. Уменьшение частоты вращения турбины дает возможность использовать ее в качестве привода генератора без согласующего редуктора, что позволяет повысить надежность газотурбинной установки и снизить эксплуатационные расходы в целом.

ГТЭС применяется в качестве основного или резервного источника питания, автономно или параллельно с другими источниками электроэнергии. Предусмотрена возможность утилизации тепла выхлопных газов в котле-утилизаторе: водогрейном или паровом.

ГТЭС  может использовать в качестве топлива попутный нефтяной газ, обеспечивая его утилизацию на объектах  добычи и переработки нефти и газа. 

Имеются модификации ЭГЭС-16П для зального исполнения.

Описание

При проектировании ГТЭС-16ПА реализованы передовые технологии и учтён богатый опыт, накопленный «Авиадвигателем» при создании и эксплуатации газотурбинных двигателей и электростанций.

Газотурбинная электростанция ГТЭС-16ПА может эксплуатироваться в простом, когенерационном и парогазовом циклах, в базовом, полупиковом и пиковом классах использования.

Основные данные в условиях ISO

Топливо:

• природный газ по ГОСТ 5542 или ОСТ 51.40;
• попутный нефтяной газ, дизельное топливо и другие виды топлива по согласованию с ОАО «Авиадвигатель».

Преимущества

Минимальные производственные площади

Не требуется строительство дополнительных зданий, что ведет к снижению капитальных затрат при строительстве объекта.
Минимальное количество обслуживающего персонала позволяет снизить эксплуатационные расходы.
Высокие технические и ресурсные параметры.
Высокая степень заводской готовности, что значительно снижает сроки монтажа, пусконаладочных работ и ввода объекта в эксплуатацию.
Возможна работа ГТЭС как параллельно в сеть, так и автономно, что существенно повышает энергобезопасность объектов, позволяя при аварийном отключении потребителей от сети автоматически переходить на локальную нагрузку, предотвращая тем самым негативные последствия аварий в сети.
Наименьший расход топлива на 1 кВт/ч вырабатываемой электроэнергии среди конкурентов в данном классе мощности, что очень важно при неизбежном росте цен на топливный газ.
Короткий срок окупаемости — 3…5 лет.
Блочно-модульная конструкция.
Высокая надежность, подтвержденная опытом эксплуатации.
Оперативное и качественное техобслуживание специалистами компании.
Высокая эффективность в когенерационном цикле.
Минимальные затраты на ремонтно-техническое обслуживание, что приводит в конечном итоге к минимальным себестоимостям выработки электроэнергии и тепла.

Газотурбинная электростанция. Преимущества газотурбинных электростанций. ГТЭС комбинированного цикла. Схема газотурбинной электростанции комбинированного цикла.

Газотурбинная электростанция — современная, высокотехнологичная установка, генерирующая электричество и тепловую энергию.

Основу газотурбинной электростанции составляют один или несколько газотурбинных двигателей — силовых агрегатов, механически связанных с электрогенератором и объединенных системой управления в единый энергетический комплекс. Газотурбинная электростанция может иметь электрическую мощность от двадцати киловатт до сотен мегаватт. Газотурбинная электростанция способна отдавать потребителю значительное количество тепловой энергии — с коэффициентом ~ 1:2 по отношению к электрической мощности.

Газотурбинная электростанция — тепловая электростанция, в которой в качестве привода электрического генератора используется газовая турбина.

Газотурбинные электростанции появились как станции, работающие на продуктах подземной газификации углей. Первая такая Газотурбинная электростанция в СССР — Шатская буроугольная подземногазовая электростанция (Тульская обл.) — была сооружена в районе залегания высокозольного и влажного бурого угля. Угольные газотурбинные электростанции широкого применения не получили главным образом из-за быстрого износа лопаток газовых турбин под воздействием содержащихся в газах частиц угля.

В 50-60-х гг. 20 в. в мировой практике получили широкое распространение газотурбинные электростанции с газотурбинными двигателями. Их суммарная мощность к 1970 превысила 2000 Мвт. Так, в США и Великобритании тепловые блоки мощностью свыше 500 Мвт, как правило, снабжаются газотурбинными установками мощностью 25-35 Мвт для покрытия нагрузок в часы «пик». Получили также распространение автоматические газотурбинные электростанции на базе авиационных турбин с 2-4 газовыми турбоагрегатами (каждый мощностью 10-20 Мвт).

Конструктивно газотурбинные электростанции могут быть размещены на полуприцепах-фургонах или железнодорожных платформах и использованы в местах новых разрабатываемых месторождений полезных ископаемых, особенно в районах месторождений нефти, где газотурбинные электростанции могут работать на попутном газе, или в районах строительств в качестве временных электростанций. Газотурбинные электростанции могут также служить резервными источниками мощности, включаемыми в случае возникновения в энергосистемах аварийных ситуаций. Газотурбинные электростанции, предназначенные для покрытия нагрузок в часы «пик», имеют облегчённую тепловую схему безрегенерационного типа, кпд порядка 20-25%; стоимость установленного КВТ таких электростанций составляет примерно 50% стоимости установленного КВТ современной ТЭС.

Газотурбинные электростанции имеют, как правило, высокую степень автоматизации и дистанционное управление. Пуск станции и приём нагрузки, а также работа вспомогательного оборудования (например, пополнение топливных и масляных баков) обычно автоматизируются.

Передвижные газотурбинные электростанции применяются редко, т. к. имеют низкий кпд и относительно высокую стоимость оборудования по сравнению, например, с дизельными электростанциями.

Существуют проекты атомных газотурбинных электростанций (США), в которых рабочий газ (гелий), нагретый до 800-1000°С, будет поступать от высокотемпературных графито-газовых реакторов.

Преимущества газотурбинных электростанций

Основные преимущества газотурбинных электростанций:

• ГТЭС весьма надежны. В среднем, длительность работы основных узлов без капитального ремонта составляет до 100-130 тыс. часов.
• КПД самой газотурбинной установки составляет порядка 51%, а при утилизации уходящих газов, общий КПД достигает уже 93%
• Газотурбинные электростанции, как уже было отмечено выше, имеют довольно небольшие размеры, что значительно уменьшает срок строительства, и, соответственно, позволяет им быстро окупаться.
• Газотурбинные электростанции довольно экологичны, чему в последнее время уделяется все больше внимания.
• ГТЭС могут работать в полностью автоматическом режиме, а возможность полной диагностики состояния оборудования или основных узлов станции, простота управления и, соответственно, минимальное количество обслуживающего персонала делают их наиболее оптимальным решением в самых различных ситуациях.

Микротурбинные электростанции — сервисное обслуживание и повседневная эксплуатация

Наряду с надежностью и высокой экономической эффективностью одним из основных преимуществ микротурбинных электростанций является неприхотливость и низкие затраты в процессе эксплуатации.

Ежегодные регламентные работы занимают около 1,5 часов на одну микротурбину и на протяжении первых 2–3 лет включают в себя только визуальный осмотр, диагностику и замену воздушных фильтров, инжекторов, термопар, элементов зажигания.

Дополнительные работы, связанные с заменой регламентных запчастей, занимают также не более нескольких часов. Они проводятся раз в 2,5–3 года (через каждые 20 000 моточасов) и тоже не являются сложными.

При наработке 60 000 часов производится диагностика и замена горячей части двигателей микротурбинных электростанций, что аналогично среднему ремонту газопоршневой установки, который необходимо выполнять как минимум каждые 25–30 тысяч часов.

Сервисное обслуживание и капитальный ремонт микротурбинных электростанций производятся непосредственно на месте эксплуатации и не требуют специального подъемно–транспортного оборудования.

С целью максимальной оптимизации затрат на сервисное обслуживание потребитель имеет возможность заключить сервисный контракт на 5 или 10 лет с фиксированной стоимостью, и тем самым четко спланировать все расходы на эксплуатацию оборудования микротурбинных электростанций.

Регламент обслуживания газопоршневых и дизельных установок предполагает круглосуточный контроль, проведение регулярных проверок и добавление расходных материалов. Обычно срок замены масла составляет 500–2000 моточасов в зависимости от марки двигателя и масла. Раз в год требуется замена охлаждающей жидкости в двигателе и системе теплоутилизации. Одновременно с маслом меняют и масляные фильтры.

Сервисное обслуживание газопоршневой установки, связанное с заменой запчастей по регламенту, и средний ремонт могут длиться несколько недель. Поэтому в состав энергоцентров обычно включают дополнительную (резервную) газопоршневую установку, что удорожает проект.

Как правило, контроль работы микротурбинных электростанций на объектах возлагается на 1–2 прошедших обучение специалистов, которые при этом могут совмещать обязанности электрика или главного энергетика, так как микротурбины не требуют круглосуточного наблюдения. Низкие затраты на обслуживающий персонал сказываются непосредственно на себестоимости вырабатываемой энергии

Обзор моделей

Рассмотрим самые популярные модели газотурбинных энергостанций – от мини-генераторов до крупных установок.

На видео показаны промышленные решения

https://youtube.com/watch?v=SvgMrLKQ218

При выборе газотурбинных электростанций учитывают их предназначение и габариты, а также вырабатываемую мощность.

В большинстве своем их приобретают для промышленного использования. Минитурбины пока являются оборудованием будущего, для домашнего использования они доступны лишь обеспеченным людям.

Конфигурация

Системы с комбинированным циклом могут иметь одновальную или многовальную конфигурацию. Также существует несколько конфигураций паровых систем.

В наиболее экономичных циклах выработки электроэнергии используется необожженный парогенератор-утилизатор (HRSG) с модульными предварительно спроектированными компонентами. Эти паровые циклы без сжигания пара также имеют самую низкую начальную стоимость и часто являются частью системы с одним валом, которая устанавливается как единое целое.

Системы комбинированного цикла с дополнительным обогревом и с несколькими валами обычно выбираются для конкретных видов топлива, применений или ситуаций. Например, когенерационные системы с комбинированным циклом иногда нуждаются в большем количестве тепла или более высоких температур, а электричество является более низким приоритетом. Многоступенчатые системы с дополнительным обжигом могут обеспечивать более широкий диапазон температур или нагрев электроэнергии. Системы, сжигающие низкокачественное топливо, такое как бурый уголь или торф, могут использовать относительно дорогие гелиевые турбины с замкнутым циклом в качестве верхнего цикла, чтобы избежать еще более дорогостоящей обработки топлива и газификации, которые потребуются для обычной газовой турбины.

Типичная одновальная система включает одну газовую турбину, одну паровую турбину, один генератор и один парогенератор-утилизатор (HRSG). И газовая турбина, и паровая турбина соединены в тандеме с одним электрическим генератором на одном валу. Это устройство проще в эксплуатации, меньше по размеру и требует меньших затрат на запуск.

Одновальные системы могут иметь меньшую гибкость и надежность, чем многовальные системы. С некоторыми затратами есть способы повысить эксплуатационную гибкость: Чаще всего оператор желает использовать газовую турбину как пиковую установку. В этих установках вал паровой турбины может быть отключен с помощью синхронизирующей самопереключающейся муфты (SSS) для запуска или для простого цикла работы газовой турбины. Другой менее распространенный набор опций позволяет увеличить нагрев или автономную работу паровой турбины для повышения надежности: горение в воздуховоде, возможно, с вентилятором свежего воздуха в воздуховоде и муфтой на стороне вала газовой турбины.

Многовальная система обычно имеет только одну паровую систему для трех газовых турбин. Наличие только одной большой паровой турбины и радиатора дает экономию на масштабе и позволяет снизить затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание. Более крупная паровая турбина также может использовать более высокое давление для более эффективного парового цикла. Однако первоначальная стоимость многовальной системы выше примерно на 5%.

Общий размер установки и соответствующее количество требуемых газовых турбин также могут определить, какой тип установки более экономичен. Набор одновальных электростанций комбинированного цикла может быть более дорогостоящим в эксплуатации и обслуживании из-за большего количества единиц оборудования. Тем не менее, это может сэкономить процентные расходы, позволяя предприятию увеличивать производственные мощности по мере необходимости.

Паровые циклы повторного нагрева с многократным давлением применяются в парогазовых системах с газовыми турбинами с температурами выхлопных газов около 600 ° C. Паровые циклы с одним и несколькими давлениями без повторного нагрева применяются в системах с комбинированным циклом с газовыми турбинами, температура выхлопных газов которых составляет 540 ° C или ниже. Выбор парового цикла для конкретного применения определяется экономической оценкой, которая учитывает установленную стоимость установки, стоимость и качество топлива, рабочий цикл, а также интересующие затраты, бизнес-риски, а также операции и техническое обслуживание.

Газотурбинные установки для производства электроэнергии и тепла на выставке

Большой уровень спроса, новая высокопроизводительная аппаратура, передовые технологии – всё это и многое другое невозможно остановить в данной сфере. Благодаря этому газотурбинные установки в России, применяемые для производства электроэнергии и тепла, сегодня являются актуальными.

Из-за своей специфики найти необходимую информацию о современных разработках в достаточном объёме либо же сделать своё собственное открытие в этой отрасли популярным бывает просто невозможно.

В этом случае будет полезно посетить профильное мероприятие – выставку «Электро», проходящую в ЦВК «Экспоцентр». Тут ежегодно собираются тысячи специалистов, представителей ведущих компаний и производители газотурбинных установок со всего мира, готовых к активной работе, и решать самые актуальные вопросы в электротехнике.

Что даст вам данное мероприятие?

• Поиск новых заказчиков, поставщиков и партнёров.
• Проведение расширенных эффективных маркетинговых исследований.
• Презентация собственных разработок и достижений.
• Ознакомление с самыми передовыми достижениями и инновационными технологиями.
• Изучение новых устройств.

Если грамотно воспользоваться всеми этими возможностями, то можно всего за несколько дней сделать наработки, на которые в обычных условиях у вас бы ушёл не один месяц. Это сможет сделать вашу компанию и продукцию конкурентоспособной.

Все специалисты не рекомендуют пропускать данные мероприятия. Тем более что возможностей в случае с газотурбинными и парогазовыми установками не так-то уж и много.

Всё о газотурбинных установкахРемонт газотурбинных установокГазотурбинная установка

Микротурбинные электростанции — широкий спектр топлива

Важное преимущество микротурбинной электростанции связано с возможностью использования различного топлива. Энергоцентры на базе микротурбин могут эффективно работать не только на традиционных видах топлива — природном и сжиженном газе, дизельном топливе и керосине, но и на низкокалорийных и высокосернистых газах: попутном газе, шахтном газе и биогазе

Энергоцентры на базе микротурбин могут эффективно работать не только на традиционных видах топлива — природном и сжиженном газе, дизельном топливе и керосине, но и на низкокалорийных и высокосернистых газах: попутном газе, шахтном газе и биогазе.

Топливная универсальность значительно расширяет сферу применения микротурбинных электростанций и является одной из составляющих высокой экономической эффективности.Микротурбинные электростанции способны работать с попутными газами, но при наличии станций подготовки газа.

Микротурбинные электростанции стабильно работают при содержании метана до 40 %.Кроме того, в отличие от газопоршневых установок, микротурбины могут работать на пропан–бутане без риска повреждения двигателя и каких–либо ограничений по мощности.

Микротурбинные электростанции также являются наиболее технологичным и экономичным решением проблемы утилизации биологических отходов.

Объединенные с модулями анаэробной или пиролизной газификации биологических отходов, микротурбинные электростанции позволяют практически полностью перерабатывать биогаз, полученный из различных бытовых и производственных отходов, и одновременно закрывать потребности в электроэнергии и тепле.

Использование биогаза для выработки энергии позволит предприятиям снизить энергоемкость производства. Получение биологических удобрений в качестве побочного продукта при производстве биогаза также повышает рентабельность биогазовых станций.

В качестве исходного сырья для получения биогаза могут использоваться отходы животного и растительного происхождения, отходы производства и бытовые отходы, специальные энергетические культуры (силосная кукуруза, сульфий, водоросли, многолетние травы).

Себестоимость электроэнергии, производимой биогазовыми микротурбинными электростанциями из условно бесплатного сырья в 10–15 раз ниже сетевых тарифов (без учета начальных инвестиций).

Поэтому увеличение использования нетрадиционных видов топлива, в частности, биогаза, стало одной из перспектив применения микротурбинных электростанций.

Похожие записи:

Устройство и принцип работы диода при прямом и обратном включении Можно ли ставить светодиодные лампы вместо галогеновых и чем они лучше Как подключить шаговый двигатель ардуино скетч Из чего можно собрать электрогенератор своими руками Выбираем ночник-проектор звездного неба: рейтинг топ 7 лучших, характеристики, отзывы, цены Какие туманки поставить на приору