Вы здесь

Газотурбинные установки: характеристики и особенности ГТУ

Газотурбинные установки - ГТУ – электростанции на основе газовых турбин

Газотурбинные установки – модульные устройства, оснащенные основными и дополнительными элементами. К главным относятся:

  • компрессор;
  • редуктор с электрогенератором;
  • блок управления с газовой турбиной.

К дополнительным – устройство запуска с аппаратом теплообмена. Мощность классических ГТУ может достигать нескольких десятков МВт, микротурбин – от 20 КВт.

Схема работы газотурбинной установки заключается в следующем:

  1. Топливо вместе со сжатым компрессором атмосферным воздухом (под большим давлением) поступают в камеру сгорания.
  2. Происходит их высокоскоростное соединение, что приводит к воспламенению.
  3. Энергия выделяется, когда сгорает образовавшаяся смесь.
  4. Струи раскаленного газа, вращая турбинные лопатки, преобразовываются в механическую работу.

Энергия расходуется в двух направлениях: меньшая её часть – в компрессор (сжимается воздух), большая – на электрогенератор ГТУ. За счет того, что отработавшие газы обладают высокой температурой, появляется возможность получать тепловую энергию.

Сфера применения установок

ГТУ используются в таких отраслях:

  • Нефтеперерабатывающей;
  • Газодобывающей;
  • Металлургической;
  • Металлообрабатывающей;
  • Деревообрабатывающей;
  • Сельское и лесное хозяйства;
  • Утилизации отходов и пр.

Электростанции, созданные на базе ГТУ, могут функционировать в городах и труднодоступных районах в роли постоянных, а так же резервных и аварийных источников питания.

Виды топлива

В ГТУ в основном используются разные вида газа:

  • Природный;
  • Био;
  • Нефтяной (попутного типа);
  • Шахтный;
  • Древесный;
  • Коксовый.

Также используется керосин, иногда дизельное топливо.

Отдельные виды газовых турбин могут работать на низкокалорийном топливе с 3%-ым содержанием метана.

Газотурбинные установки - ГТУ – электростанции на основе газовых турбин

Достоинства газотурбинных установок

Преимущества ГТУ следующие:

  • практическое отсутствие масляного расхода, так моторное масло не применяется. При работе на газе выбросы вредных веществ, имеют крайне низкие значения. Поэтому вред атмосферной среде наносится минимальный;
  • малые габариты с удельно небольшим весом дают возможность устанавливать устройство на площадках небольшого размера. Это экономит финансы предприятия при размещении установок в черте плотной городской застройки;
  • допустимый шумовой уровень у ГТУ лежит в диапазоне 80-85 ДБ высокочастотного звукового спектра, имеются незначительные вибрации;
  • длительная работа при минимальных нагрузках;
  • в течение короткого времени ГТУ способна выдержать 150%-ое превышение от номинальной величины мощности;
  • не требуется водяное охлаждение;
  • надежная работа. Продолжительность может достигать 200 тыс. часов;
  • возможность эксплуатировать ГТУ в разных климатических зонах;
  • небольшие расходы при функционировании оборудования, его ремонте и техобслуживании.

Блочно-модульная система ГТУ стандартных размеров дает возможность за малый временной период и с минимальными финансовыми затратами увеличить электрическую мощность.

Имеются и мобильные Газотурбинные установки. Это позволяет с одного объекта легко транспортировать устройства на другой. Однако есть и минус – проблематично получить теплоэнергию от мобильной версии установки.

Если электростанция с ГТУ полностью автоматизирована, можно не прибегать к услугам обслуживающего персонала. Мониторинг подобных установок выполняется удаленно с помощью телекоммуникационных каналов. Для контроля внештатных ситуаций используются системы авто защиты с пожаротушением.

КПД ГТУ

Их КПД колеблется в пределах 23-39%. По сравнению с газопоршневыми агрегатами, этот показатель заметно ниже. Однако упрощается возможность получить для электростанции высокую мощность. Если реализовать весь теплопотенциал ГТУ, актуальность высокого КПД для пользователей уменьшается.

Можно комбинировать применение паровой турбины с газовой. Эффективность топливного использования повышается. В результате, КПД ГТУ достигает 58-59%. Правда, проект усложняется и его стоимость возрастает.

Если необходимо получить пар разного давления или горячее водоснабжение, газотурбинные агрегаты комплектуются паровыми, водогрейными котлами. При комбинированном использовании энергии двух видов КИТ (коэффициент использования топлива) газотурбинной теплоэлектростанции достигает 90%.

На данный момент использование ГТУ для классических ТЭЦ (ТЭС), с финансовой точки зрения, оправдано. Потому что, строительство электростанций, функционирующих на газе, обходится потребителю относительно недорого, а затраты при эксплуатации достаточно низкие.

Ведущие производители ГТУ

На отечественном рынке газотурбинные установки предлагают различные компании. Отметим таких производителей, как:

Газовая турбина Kawasaki