กังหันก๊าซพลังงาน กังหันก๊าซวงจร

กังหันก๊าซโรงงาน (ฉี่) เป็นการเดียวซับซ้อนพลังงานขนาดเล็กค่อนข้างขัดแย้งกังหันพลังการทำงานจับคู่และเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ระบบจะถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในสิ่งที่เรียกว่าพลังงานต่ำ ที่ดีสำหรับการใช้พลังงานและการจัดหาความร้อนขององค์กรขนาดใหญ่ในพื้นที่ห่างไกลและผู้บริโภคอื่น ๆ โดยปกติกังหันก๊าซที่ทำงานเกี่ยวกับเชื้อเพลิงเหลวหรือก๊าซ

ตัดขอบ

ความจุของกำลังการผลิตพลังงานบทบาทนำไปโรงงานกังหันก๊าซและวิวัฒนาการมาของพวกเขา - กังหันก๊าซความร้อนร่วม (CCGT) ดังนั้นพืชพลังงานสหรัฐตั้งแต่ต้นปี 1990 กว่า 60% ของการป้อนข้อมูลและสิ่งอำนวยความสะดวกที่ทันสมัยแล้วทำให้กังหันก๊าซและ CCGT และในบางประเทศหุ้นของพวกเขาถึง 90% ในบางปี

จำนวนมากยังสร้างกังหันก๊าซที่เรียบง่าย โรงงานกังหันก๊าซ - มือถือประหยัดในการใช้งานและง่ายต่อการซ่อมแซม - เป็นทางออกที่ดีที่สุดเพื่อให้ครอบคลุมโหลดสูงสุด ในช่วงเปลี่ยนศตวรรษ (1999-2000) กำลังการผลิตรวมของกังหันก๊าซได้ถึง 120,000 เมกะวัตต์ สำหรับการเปรียบเทียบใน 80 ปีที่ผ่านมาความจุรวมของประเภทของระบบนี้คือ 8000-10 000 เมกะวัตต์ เป็นส่วนสำคัญของกังหันก๊าซ (60%) ตั้งใจที่จะทำงานในมีขนาดใหญ่ไบนารีพืชรวมวงจรมีกำลังการผลิตเฉลี่ยประมาณ 350 เมกะวัตต์

ข้อมูลทางประวัติศาสตร์

ทฤษฎีพื้นฐานสำหรับการใช้งานของเทคโนโลยีรวมวงจรที่ได้รับการศึกษาในรายละเอียดบางอย่างในประเทศของเราในช่วงต้นยุค 60s แล้วในเวลานั้นก็เป็นที่ชัดเจนว่าหลักสูตรทั่วไปของการพัฒนาของระบบไฟฟ้าที่เชื่อมต่อด้วยเทคโนโลยีวงจรรวม อย่างไรก็ตามการดำเนินงานที่ประสบความสำเร็จของพวกเขาเป็นสิ่งที่จำเป็นกังหันก๊าซที่เชื่อถือได้และมีประสิทธิภาพสูง

นั่นคือความคืบหน้าระบบระบุก๊าซที่ทันสมัยกังหันพลังกระโดดคุณภาพ จำนวนของ บริษัท ต่างประเทศที่ได้รับการแก้ไขปัญหาของการสร้างกังหันแก๊สนิ่งที่มีประสิทธิภาพในช่วงเวลาที่ปวดหัวในประเทศองค์กรชั้นนำในเงื่อนไขของการควบคุมเศรษฐกิจที่มีส่วนร่วมในการส่งเสริมการใช้เทคโนโลยีขั้นสูงกังหันไอน้ำน้อยที่ (PTU) ประสบความสำเร็จ

หาก 60s ประสิทธิภาพของ พืชกังหันก๊าซอยู่ที่ 24-32% ในกังหันพลังงานก๊าซนิ่งช่วงปลายยุค 80 ที่ดีที่สุดแล้วมีประสิทธิภาพ (สำหรับการใช้งานแบบสแตนด์อโลน) 36-37% นี้ได้รับอนุญาตให้สร้างพื้นฐานของ PGU ที่มีประสิทธิภาพเป็น 50% โดยจุดเริ่มต้นของศตวรรษใหม่ที่คิดเป็น 40% และร่วมกับวงจรรวม - และ 60%

การเปรียบเทียบการอบไอน้ำกังหันและรวมวงจรพืช

พืชรวมวงจรขึ้นอยู่กับกังหันก๊าซและการคาดหมายที่แท้จริงที่ใกล้ที่สุดคือเพื่อให้ได้ประสิทธิภาพ 65% หรือมากกว่า ในขณะเดียวกันหน่วยกังหันไอน้ำ (พัฒนาในสหภาพโซเวียต) เฉพาะในกรณีของการแก้ปัญหาที่ประสบความสำเร็จของจำนวนของปัญหาทางวิทยาศาสตร์ที่ซับซ้อนที่เกี่ยวข้องกับการสร้างและการใช้งานของพารามิเตอร์อบไอน้ำ supercritical คุณสามารถพึ่งพาประสิทธิภาพของการไม่เกิน 46-49% ดังนั้นประสิทธิภาพของกังหันไอน้ำรวมระบบวงจรอย่างไร้ความหวังการสูญเสีย

ด้อยกว่าอย่างมีนัยสำคัญโรงไฟฟ้าไอน้ำกังหันเป็นค่าใช้จ่ายและเวลาในการก่อสร้าง ในปี 2005 ตลาดพลังงานระดับโลกราคา 1 กิโลวัตต์ถึง 200 MW CCGT และมากกว่าคือ $ 500-600 / กิโลวัตต์ สำหรับ PSU ค่าความจุที่มีขนาดเล็กอยู่ในช่วง 600-900 $ / การกิโลวัตต์ กังหันก๊าซที่มีประสิทธิภาพตรงตามลักษณะที่ $ 200-250 / กิโลวัตต์ กับการลดลงในหน่วยความจุของการเพิ่มขึ้นของราคา แต่มักจะไม่เกิน $ 500 / กิโลวัตต์ ค่าเหล่านี้เป็นส่วนของค่าใช้จ่ายของกิโลวัตต์ระบบกังหันพลังอบไอน้ำที่ ตัวอย่างเช่นราคาต่อกิโลวัตต์ที่ติดตั้งในกลั่นโรงไฟฟ้ากังหันไอน้ำช่วงจาก $ 2000-3000 / กิโลวัตต์

โครงการโรงงานกังหันก๊าซ

พืชที่ประกอบด้วยสามหน่วยพื้นฐาน: กังหันก๊าซ เตาเผาและอัดอากาศ และทุกหน่วยงานจะอยู่ในแพคเกจเดียวสำเร็จรูป ใบพัดของคอมเพรสเซอร์และกังหันที่มีการเชื่อมต่อกันอย่างเหนียวแน่นที่วางอยู่บนแบริ่ง

มีการจัดรอบห้องเผาไหม้ของคอมเพรสเซอร์ (เช่น 14 pcs.) แต่ละคนในที่อยู่อาศัยแยกของตัวเอง สำหรับการเข้าสู่ทางเข้าเครื่องอัดอากาศจากหนีอากาศกังหันก๊าซผ่านท่อ ขึ้นอยู่กับการที่มีประสิทธิภาพกังหันก๊าซปลอกสนับสนุนวางแฟ่ในกรอบเดียว

หลักการของการดำเนินงาน

ในส่วนการติดตั้งกังหันก๊าซโดยใช้หลักการเผาไหม้ต่อเนื่องหรือเปิดวงจร:

• ในขั้นต้นการทำงานของเหลว (อากาศ) จะสูบภายใต้ความดันบรรยากาศคอมเพรสเซอร์ที่เกี่ยวข้อง
• ถัดไปอากาศจะอัดความดันที่สูงขึ้นและส่งไปยังห้องเผาไหม้
• มันจะมาพร้อมกับน้ำมันเชื้อเพลิงที่ถูกเผาไหม้ที่ความดันคงที่เพื่อให้มั่นใจว่าอุปทานคงที่ของความร้อน เนื่องจากการเผาไหม้ของน้ำมันเชื้อเพลิงที่เพิ่มอุณหภูมิของร่างกายทำงาน
• นอกจากนี้สารทำงาน (ตอนนี้มันเป็นก๊าซซึ่งเป็นส่วนผสมของผลิตภัณฑ์ทางอากาศและการเผาไหม้) ไหลไปกังหันก๊าซที่มันขยายความดันบรรยากาศดำเนินงานที่เป็นประโยชน์ (จะเปิดกังหันสร้างพลังงานไฟฟ้า)
• หลังจากกังหันก๊าซหมดสู่ชั้นบรรยากาศที่ผ่านรอบหน้าที่และปิด
• ความแตกต่างระหว่างกังหันและคอมเพรสเซอร์จะเห็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจัดวางอยู่บนเพลาร่วมกับกังหันและคอมเพรสเซอร์

การเผาไหม้ที่ไม่สม่ำเสมอฟิตติ้ง

ซึ่งแตกต่างจากรูปแบบที่สร้างสรรค์ก่อนหน้านี้สองวาล์วที่ใช้ในการเผาไหม้ที่ไม่ต่อเนื่องพืชแทนหนึ่ง

• คอมเพรสเซอร์ปั๊มอากาศเข้าไปในห้องเผาไหม้ผ่านวาล์วครั้งแรกเมื่อสองวาล์วจะปิด
• เมื่อความดันเพิ่มขึ้นในห้องเผาไหม้วาล์วแรกจะถูกปิด ปริมาณของห้องถูกปิด
• เมื่อปิดวาล์วธรรมชาติเผาไหม้น้ำมันเชื้อเพลิงในห้องเผาไหม้ของมันจะเกิดขึ้นในปริมาณที่คงที่ เป็นผลให้ความดันของไหลทำงานจะเพิ่มขึ้นอีก
• ถัดไปวาล์วที่สองคือการเปิดและของไหลทำงานจะถูกส่งไปยังกังหันก๊าซ ความดันต้นน้ำของกังหันจะลดลงเรื่อย ๆ เมื่อมันอยู่ใกล้กับความดันบรรยากาศวาล์วที่สองควรจะปิดและเป็นครั้งแรกในการเปิดและทำซ้ำขั้นตอน

กังหันก๊าซวงจร

หันไปทางที่ก่อให้เกิดการปฏิบัติของวัฏจักรทางอุณหพลศาสตร์ออกแบบมีการจัดการที่มีจำนวนมากของอุปสรรคทางเทคนิคผ่านไม่ได้ ตัวอย่างโดยทั่วไปมากที่สุด: ความชื้นไอน้ำสูญเสียมากขึ้นกว่า 8-12% ในส่วนของการไหล ของกังหันไอน้ำ เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วเพิ่มขึ้นโหลดแบบไดนามิกการกัดเซาะเกิดขึ้น นี้ในที่สุดจะนำไปสู่การล่มสลายของส่วนการไหลของกังหัน

อันเป็นผลมาจากข้อ จำกัด เหล่านี้อยู่ในอำนาจ (สำหรับการทำงาน) จะถูกใช้กันอย่างแพร่หลายเพื่อให้ห่างไกลเพียงสองขั้นพื้นฐานทางอุณหพลศาสตร์ รอบ: รอบ Rankine และ Brayton วงจร ส่วนใหญ่ของโรงไฟฟ้าจากการรวมกันขององค์ประกอบของวงจรเหล่านี้

แรวงจรที่ใช้สำหรับของเหลวทำงานซึ่งในระหว่างการก่อให้เกิดวงจรการกระทำภายใต้การเปลี่ยนเฟสโรงไฟฟ้าไอน้ำรอบการทำงานดังกล่าว สำหรับร่างกายทำงานที่ไม่สามารถรวมตัวในโลกจริงและที่เราเรียกว่าก๊าซที่ใช้ Brayton วงจร ตามวงจรนี้ทำงานกังหันก๊าซและเครื่องยนต์เครื่องยนต์สันดาปภายใน

เชื้อเพลิงที่ใช้

ส่วนใหญ่ของกังหันก๊าซถูกออกแบบมาเพื่อดำเนินการเกี่ยวกับก๊าซธรรมชาติ บางครั้งเชื้อเพลิงเหลวถูกใช้ในระบบพลังงานต่ำ (อย่างน้อย - ค่าเฉลี่ยมากไม่ค่อย - ความจุขนาดใหญ่) แนวโน้มใหม่ของการเปลี่ยนแปลงกลายเป็นระบบกังหันก๊าซขนาดกะทัดรัดใช้เชื้อเพลิงที่เป็นของแข็ง (ถ่านหินไม้และพรุน้อยกว่า) แนวโน้มเหล่านี้มีความเกี่ยวข้องกับความจริงที่ว่าก๊าซกระบวนการเป็นวัตถุดิบที่มีคุณค่าสำหรับอุตสาหกรรมเคมี, การใช้งานมักจะมีประสิทธิภาพมากขึ้นกว่าในการใช้พลังงาน การผลิตของกังหันก๊าซที่สามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพบนเชื้อเพลิงแข็งจะดึงดูดโมเมนตัม

คมชัด DIC เพื่อ GTU

แตกต่างที่สำคัญ ของเครื่องยนต์สันดาปภายใน และระบบกังหันก๊าซจะเป็นดังนี้ กระบวนการเครื่องยนต์สันดาปภายในของการบีบอัดของอากาศ, การเผาไหม้และการขยายตัวของผลิตภัณฑ์การเผาไหม้เกิดขึ้นภายในองค์ประกอบโครงสร้างเดียวเรียกว่ากระบอกสูบเครื่องยนต์ GTU กระบวนการเหล่านี้จะดำเนินการบนโหนดโครงสร้างเฉพาะกิจการ:

• การบีบอัดจะดำเนินการในคอมเพรสเซอร์;
• การเผาไหม้ตามลำดับในห้องพิเศษ
• การขยายตัวของผลิตภัณฑ์ที่เผาไหม้จะดำเนินการในกังหันก๊าซ

อันเป็นผลมาจากกังหันก๊าซสร้างสรรค์และเครื่องยนต์สันดาปภายในที่คล้ายกันเล็ก ๆ น้อย ๆ แม้จะทำงานในรอบอุณหพลศาสตร์ที่คล้ายกัน

ข้อสรุป

กับการพัฒนาพลังงานต่ำที่เพิ่มประสิทธิภาพของกังหันก๊าซและระบบอาชีวศึกษาครอบคลุมหุ้นที่เพิ่มขึ้นในระบบพลังงานโดยรวมในโลก ดังนั้นความต้องการที่มากขึ้นและ มีแนวโน้มอาชีพ กังหันก๊าซช่างเครื่อง หลังจากที่พันธมิตรตะวันตกจำนวนของผู้ผลิตรัสเซียมีความเชี่ยวชาญในการผลิตของค่าใช้จ่ายที่มีประสิทธิภาพประเภทการติดตั้งกังหัน ครั้งแรกที่โรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนร่วมของคนรุ่นใหม่ในรัสเซียได้กลายเป็นโรงไฟฟ้าพลังนอร์ทเวสต์ระบายความร้อนในเซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก