Elektrárne s plynovou turbínou. Mobilná elektráreň s plynovou turbínou

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy zmenené: 2023-12-17 10:39

Na fungovanie priemyselných a ekonomických zariadení umiestnených v značnej vzdialenosti od centralizovaných elektrických vedení sa používajú malé zariadenia na výrobu elektriny. Môžu pracovať s rôznymi druhmi paliva. Elektrárne s plynovou turbínou sú najrozšírenejšie vďaka vysokej účinnosti, schopnosti generovať tepelnú energiu a množstvu ďalších funkcií.

Princíp fungovania

Základom elektrárne s plynovou turbínou (GTPP) je motor s plynovou turbínou - elektráreň pracujúca na energii spaľovania plynného paliva, mechanicky spojená s elektrickými generátormi a s nimi spojená do jedného systému. Elektráreň s plynovou turbínou je najvýkonnejším spaľovacím motorom. Jeho špecifický výkon môže byť 6 kW/kg.

Na rozdiel od iných typov silyinštalácie, v motoroch s plynovou turbínou všetky procesy prebiehajú v prúde neustále sa pohybujúceho plynu. Atmosférický vzduch stlačený kompresormi vstupuje do spaľovacej komory spolu s palivom. Zmes sa zapáli za uvoľnenia veľkého množstva splodín horenia pod vysokým tlakom, ktoré vyvíjajú tlak na lopatky, otáčajú ich a s nimi aj elektrické generátory.

Kapacita elektrárne s plynovou turbínou sa pohybuje od 20 kilowattov po niekoľko stoviek megawattov. Ako palivo možno použiť akýkoľvek horľavý materiál, ktorý sa dá rozptýliť (jemne pomletý) a poskytnúť ho v plynnej forme.

Výhody GTPP

Významnou výhodou plynových turbínových elektrární je možnosť súčasného využitia dvoch druhov energie – elektrickej a tepelnej. Navyše množstvo tepla odovzdaného spotrebiteľovi je dvakrát až trikrát väčšie ako množstvo vyrobenej elektriny. Kogenerácia (proces výroby dvoch druhov energie) je možná, keď je na výfuk turbíny inštalovaný špeciálny kotol na odpadové teplo.

Pomocou elektrární s plynovou turbínou je možné vytvárať autonómne energetické komplexy, ktoré dokážu vyriešiť niekoľko problémov súčasne:

1. Poskytovať elektrinu súkromným a priemyselným zariadeniam.
2. Využite plyn ako vedľajší produkt pri výrobe ropy.
3. Vykurujte technické miestnosti a obytné budovy bočným vykurovaním.

Toto všetko nám umožňuje výrazne znížiť náklady na zabezpečenie podniku, vytvárať optimálne podmienky pre prácu personálu asústrediť materiálne zdroje a kapitál na rozšírenie výroby a riešenie iných, dôležitejších úloh.

Funkcie elektrární s plynovou turbínou

Jednou z hlavných vlastností GTPP je možnosť prevádzky prakticky na akýkoľvek typ paliva. Ako už bolo spomenuté, elektrárne s plynovou turbínou môžu využívať palivo, ktoré je možné rozptýliť. Môže to byť benzín, vykurovací olej, ropa, zemný plyn, alkohol a dokonca aj drvené uhlie.

Dizajn GTPP neobsahuje prakticky žiadne pohyblivé prvky. Jediná pohyblivá časť, ktorá kombinuje rotor generátora, kolesá turbíny a komprimovať, môže byť zavesená pomocou plynového dynamického ložiska. V dôsledku toho bude opotrebovanie pracovných jednotiek minimalizované, čo výrazne ovplyvní životnosť inštalácie.

Zároveň sa doba servisnej údržby zvyšuje až na 60 tisíc hodín nepretržitej prevádzky alebo až na 7 rokov prevádzky. Elektrárne s plynovou turbínou nie je možné použiť ako záložné zdroje energie, pretože v čase nábehu sa diely obzvlášť intenzívne opotrebúvajú. Počet spustených závodov je obmedzený na 300 ročne.

Mobile GTES

Osobité miesto v priemyselnom sektore zaujímajú mobilné plynové turbínové jednotky. Na rozdiel od bežných GTPP majú menšie rozmery a hmotnosť, sú vybavené na mobilnej platforme a sú vybavené elektronickými riadiacimi systémami. Takéto komplexy sa spravidla používajú naobnovenie dodávky energie do zariadenia.

Mobilná elektráreň s plynovou turbínou je rozmiestnená na spevnených plochách, ktoré poskytujú stabilnú polohu. Je k nej pripojené palivové vedenie, v bezprostrednej blízkosti je inštalovaná trafostanica. Čas nasadenia závisí od typu inštalácie, ale zvyčajne nepresiahne 8-12 hodín.

Kapacita mobilných jednotiek sa pohybuje od 5 do 25 MW. Účinnosť mobilných GTPP zároveň začína rásť z 35 %. Rovnako ako stacionárne elektrárne, aj mobilné komplexy vyžarujú tepelnú energiu. Zároveň však vytvárajú menšie náklady spojené s prevádzkou a uvedením do prevádzky.

Elektrárne s kombinovaným cyklom

Paroplynové zariadenie možno nazvať modifikáciou GTPP. Podobne ako elektrárne s plynovou turbínou, aj takéto generátory využívajú energiu spaľovania rozptýleného paliva. Ale plynné produkty, ktoré prechádzajú turbínou, odovzdávajú iba časť svojej energie a uvoľňujú sa do atmosféry v zahriatom stave. Zariadenia s kombinovaným cyklom využívajú toto teplo.

Konštrukcia generátorov s kombinovaným cyklom má parnú elektráreň, ktorá je umiestnená v koncovej časti turbíny. Obsahuje vodu, ktorá vrie zo zahriatych produktov spaľovania. Vytvára sa obrovské množstvo pary, ktorá otáča turbínu a poháňa prídavný generátor.

Plynové turbíny a elektrárne s kombinovaným cyklom možno použiť vo všetkých priemyselných odvetviachpriemysel, ale uprednostňuje sa druhý typ generátorov, pretože ich účinnosť je viac ako 60 %.

GTPS aplikácie

Použitie zariadení s plynovou turbínou sa odporúča pre spotrebiteľov vzdialených od centralizovaných napájacích vedení, ako aj pre sezónne fungujúce zariadenia. V tomto prípade budú náklady na zásobovanie podniku elektrickou energiou nižšie ako náklady na pripojenie k elektrickému vedeniu.

Ak existuje lacný zdroj paliva, namiesto tepelných elektrární by sa mali používať veľké GTPP. Táto situácia je typická pre ropné a plynárenské oblasti na severe. Zároveň je možné ušetriť na vykurovaní priestorov.

Pojazdná elektráreň s plynovou turbínou sa v poslednej dobe stala široko používanou v mestských oblastiach kvôli nízkej hladine hluku, vibrácií a toxicite výfukových plynov. Je vhodné ho použiť v prípadoch, keď je ťažké pripojiť sa k mestskej elektrickej sieti alebo sú náklady na elektrickú sieť príliš vysoké.