Для чего нужны гту
Газотурбинная установка (ГТУ)
Газотурбинная установка (ГТУ) — энергетическая установка
Оборудование ГТУ включает следующие части:
Выходящие из турбины отработанные газы в зависимости от потребностей заказчика используются для производства горячей воды или пара.
Силовая турбина и генератор размещаются в одном корпусе.
Поток газа высокой температуры воздействует на лопатки силовой турбины (создает крутящий момент).
Использование тепла посредством теплообменника или котла-утилизатора обеспечивает увеличение общего КПД установки.
Электрическая мощность газотурбинных энергоустановок колеблется от десятков кВт до десятков МВт.
Оптимальным режимом работы ГТУ является комбинированная выработка тепловой и электрической энергии (когенерация).
Наибольший КПД достигается при работе в режиме когенерации или тригенерации (одновременная выработка тепловой, электрической энергии и энергии холода).
Электрический КПД современных ГТУ составляет 33-39%.
С учетом высокой температуры выхлопных газов в мощных ГТУ, комбинированное использование газовых и паровых турбин позволяет повысить эффективность использования топлива и увеличивает электрический КПД установок до 57-59%.
ГТУ в энергетике работают как в базовом режиме, так и для покрытия пиковых нагрузок.
В настоящее время ГТУ начали широко применяться в малой энергетике.
ГТУ предназначены для эксплуатации в любых климатических условиях как основной или резервный источник электроэнергии и тепла для объектов производственного или бытового назначения.
Области применения газотурбинных установок практически не ограничены: нефтегазодобывающая промышленность, промышленные предприятия, муниципальные образования.
Блочно-модульное исполнение ГТУ обеспечивает высокий уровень заводской готовности газотурбинных электростанций (ГТЭС).
Степень автоматизации ГТУ позволяет отказаться от постоянного присутствия обслуживающего персонала в блоке управления.
Контроль работы станции может осуществляться с главного щита управления, дистанционно.
Возможность получения недорогой тепловой и электрической энергии предполагает быструю окупаемость поставленной ГТУ.
В ГТУ может использоваться газообразное и жидкое топливо:
Принцип работы гту
Общее устройство и принцип действия ГТУ
Газотурбинные установки (ГТУ) – тепловые машины, в которых тепловая энергия газообразного рабочего тела преобразуется в механическую энергию.
Основными компонентами являются: компрессор, камера сгорания и газовая турбина.
Для обеспечения работы и управления в установке присутствует комплекс объединенных между собой вспомогательных систем. ГТУ в совокупности с электрическим генератором называют газотурбинным агрегатом.
Вырабатываемая мощность одного устройства составляет от двадцати киловатт до десятков мегаватт.
Это классические газотурбинные установки. Производство электроэнергии на электростанции осуществляется при помощи одной или нескольких ГТУ.
Устройство и описание
Газотурбинные установки состоят из двух основных частей, расположенных в одном корпусе, – газогенератора и силовой турбины.
В газогенераторе, включающем в себя камеру сгорания и турбокомпрессор, создается поток газа высокой температуры, воздействующего на лопатки силовой турбины.
При помощи теплообменника производится утилизация выхлопных газов и одновременное производство тепла через водогрейный или паровой котел.
Работа газотурбинных установок предусматривает использование двух видов топлива – газообразного и жидкого.
В обычном режиме ГТУ работает на газе.
В аварийном или резервном при прекращении подачи газа осуществляется автоматический переход на жидкое (дизельное) топливо.
В оптимальном режиме газотурбинные установки комбинированно производят электрическую и тепловую энергию. Турбоагрегаты используются на электростанциях как для работы в базовом режиме, так и для компенсирования пиковых нагрузок.
Принцип работы ГТУ
Атмосферный воздух поступает в компрессор, сжимается и под высоким давлением через воздухоподогреватель и воздухораспределительный клапан направляется в камеру сгорания.
Одновременно через форсунки в камеру сгорания подается газ, который сжигается в воздушном потоке.
Сгорание газовоздушной смеси образует поток раскаленных газов, который с высокой скоростью воздействует на лопасти газовой турбины, заставляя их вращаться.
Тепловая энергия потока горячего газа преобразуется в механическую энергию вращения вала турбины, который приводит в действие компрессор и электрогенератор.
Электроэнергия с клемм генератора через трансформатор направляется в потребительскую электросеть.
Горячие газы через регенератор поступают в водогрейный котел и далее через утилизатор в дымовую трубу.
Между водогрейным котлом и центральным тепловым пунктом (ЦТП) при помощи сетевых насосов организована циркуляция воды.
Нагретая в котле жидкость поступает в ЦТП, к которому осуществляется подключение потребителей.
Термодинамический цикл газотурбинной установки состоит из адиабатного сжатия воздуха в компрессоре, изобарного подвода теплоты в камере сгорания, адиабатного расширения рабочего тела в газовой турбине, изобарного отвода теплоты.
Управление
Выделяют два основных режима работы, при которых эксплуатируются газотурбинные установки:
Применение в энергетике
В стационарной энергетике применяются ГТУ разного назначения.
В качестве основных приводных двигателей электрогенераторов на тепловых электростанциях газотурбинные установки используются в основном в районах с достаточным количеством природного газа.
Благодаря возможности быстрого пуска ГТУ широко применяются для покрытия пиковых нагрузок в энергосистемах в периоды максимального потребления энергии.
Резервные газотурбинные агрегаты обеспечивают внутренние нужды ТЭС во время остановки основного оборудования.
Достоинства и недостатки
К преимуществам газовых турбин относятся:
Энергетические газотурбинные установки. Циклы газотурбинных установок
Газотурбинные установки (ГТУ) представляют собой единый, относительно компактный энергетический комплекс, в котором спаренно работают силовая турбина и генератор. Система получила широкое распространение в так называемой малой энергетике. Отлично подходит для электро- и теплоснабжения крупных предприятий, отдаленных населенных пунктов и прочих потребителей. Как правило, ГТУ работают на жидком топливе либо газе.
Устройство газотурбинной установки
Установка включает три базовых узла: газовую турбину, камеру сгорания и воздушный компрессор.
Все агрегаты размещаются в сборном едином корпусе. Роторы компрессора и турбины соединяются друг с другом жестко, опираясь на подшипники.
Вокруг компрессора размещаются камеры сгорания, каждая в отдельном корпусе.
Для поступления в компрессор воздуха служит входной патрубок, из газовой турбины воздух уходит через выхлопной патрубок.
Базируется корпус ГТУ на мощных опорах, размещенных симметрично на единой раме.
Принцип работы
В ГТУ используется принцип непрерывного горения, или открытого цикла:
Установки прерывистого горения
В установках прерывистого горения применяются два клапана вместо одного.
Используемое топливо
Подавляющее большинство ГТУ рассчитаны на работу на природном газе.
Иногда жидкое топливо используется в системах малой мощности.
Новым трендом становится переход компактных газотурбинных систем на применение твердых горючих материалов (уголь, торф и древесина).
Газотурбинные установки (ГТУ)
Газотурбинная установка
В основу устройства газотурбинного агрегата положен принцип модульности: ГТУ состоят из отдельных блоков, включая блок автоматики. Модульная конструкция позволяет в кратчайшие сроки производить сервисное обслуживание и ремонт, наращивать мощность, а также экономить средства за счет того, что все работы могут производиться быстро на месте эксплуатации.
Принцип действия ГТУ был известен уже в XVIII в., а первый газотурбинный двигатель был построен в России инженером П.Д.Кузьминским в 1897—1900 гг. и тогда же прошел предварительные испытания. Полезная мощность от ГТУ была впервые получена в 1906 г. на установке французских инженеров Арменго и Лемаля.
На первых этапах развития газотурбинных установок (ГТУ) в них для сжигания топлива применяли два типа камер сгорания. В камеру сгорания первого типа топливо и окислитель (воздух) подавались непрерывно, их горение также поддерживалось непрерывно, а давление не изменялось. В камеру сгорания, второго типа топливо и окислитель (воздух) подавались порциями. Смесь поджигалась и сгорала в замкнутом объеме, а затем продукты сгорания поступали в турбину. В такой камере сгорания температура и давление не постоянны: они резко увеличиваются в момент сгорания топлива.
Со временем выявились несомненные преимущества камер сгорания первого типа. Поэтому в современных ГТУ топливо в большинстве случаев сжигают при постоянном давлении в камере сгорания.
Первые газотурбинные установки (ГТУ) имели низкий кпд, так как газовые турбины и компрессоры были несовершенны. По мере совершенствования этих агрегатов увеличивался кпд газотурбинных установок и они становились конкурентоспособными по отношению к другим видам тепловых двигателей.
В настоящее время газотурбинные установки являются основным видом двигателей, используемых в авиации, что обусловлено простотой их конструкции, способностью быстро набирать нагрузку, большой мощностью при малой массе, возможностью полной автоматизации управления. Самолет с газотурбинным двигателем впервые совершил полет в 1941 г.
В энергетике газотурбинные установки (ГТУ) работают в основном в то время, когда резко увеличивается потребление электроэнергии, т. е. во время пиков нагрузки. Хотя КПД ГТУ ниже КПД паротурбинных установок (при мощности 20—100 МВт КПД ГТУ достигает 20—30%), использование их в пиковом режиме оказывается выгодным, так как пуск занимает гораздо меньше времени.
В некоторых пиковых ГТУ в качестве источников газа для турбины, вращающей электрический генератор, применяют авиационные турбореактивные двигатели, отслужившие свой срок в авиации. Значительной экономии следует ожидать от парогазовых установок (ПГУ), в которых совместно работают паротурбинные и газотурбинные установки. Они позволяют на несколько процентов сократить расход топлива по сравнению с лучшими паротурбинными установками.
Наряду с паротурбинными установками и двигателями внутреннего сгорания ГТУ применяют в качестве основных двигателей на передвижных электростанциях.
В технологических процессах нефтеперегонных и химических производств горючие отходы используются в качестве топлива для газовых турбин.
Газотурбинные установки находят также широкое применение на железнодорожном, морском, речном и автомобильном транспорте. Так, на быстроходных судах на подводных крыльях и воздушной подушке ГТУ являются двигателями. На большегрузных автомобилях они могут использоваться в качестве как основного, так и вспомогательного двигателя, предназначенного для подачи воздуха в ‘основной двигатель внутреннего сгорания и работающего на его выхлопных газах.
Кроме того, ГТУ служат приводом нагнетателей природного газа на магистральных газопроводах, резервных электрогенераторов пожарных насосов.
Газотурбинные установки обычно надежны и просты в эксплуатации при условии строгого соблюдения установленных правил и режимов работы, отступление от которых может вызвать разрушение турбин, поломку компрессоров, взрывы в камерах сгорания и др.
Применение газотурбинных энергоустановок
Газотурбинные энергоустановки применяются в качестве постоянных, резервных или аварийных источников тепло- и электроснабжения в городах, а также отдаленных, труднодоступных районах. Основные потребители продуктов работы ГТУ следующие:
Электрическая мощность газотурбинных энергоустановок колеблется от десятков киловатт до сотен мегаватт. Наибольший КПД достигается при работе в режиме когенерации (одновременная выработка тепловой и электрической энергии) или тригенерации (одновременная выработка тепловой, электрической энергии и энергии холода).
Возможность получения недорогой тепловой и электрической энергии предполагает быструю окупаемость поставленной газотурбинной установки. Такая установка, совмещенная с котлом-утилизатором выхлопных газов, позволяет производить одновременно тепло и электроэнергию, благодаря чему достигаются наилучшие показатели по эффективности использования топлива.
Выходящие из турбины отработанные газы в зависимости от потребностей Заказчика используются для производства горячей воды или пара.
Топливо для газотурбинной установки
Газотурбинная установка может работать как на газообразном, так и на жидком топливе. Так, в газотурбинных агрегатах может использоваться:
Большинство газотурбинных установок могут работать на низкокалорийных топливах с минимальной концентрацией метана (до 30%).
Преимущества газотурбинных электростанций:
Газотурбинные установки (ГТУ) – тепловые машины, в которых тепловая энергия газообразного рабочего тела преобразуется в механическую энергию. Сама газовая турбина, камера сгорания, и компрессор являются основными компонентами. Существует комплекс вспомогательных систем, объединенных между собой, который служит непосредственно для обеспечения работ и управления в установке. Газотурбинный агрегат называется ГТУ в совокупности с электрическим генератором. Для того чтобы выработать мощность в двадцать киловатт до десятка мегаватт, всего потребуется одна наша установка. Такие установки можно назвать классическими.
Описание и устройство ГТУ
Из истории создания
Первый патент на устройство получил англичанин Джон Барбер в 1791 году., но так и не получил широкого применения в массовом производстве. Идея использовать энергию горячего газового потока и была в основе его устройства. Устройство Барбера состояло из воздушного и газового компрессоров, из камеры сгорания и турбинного колеса, то есть все те же составляющие, что и в современных ГТУ.
Многие ученые и изобретатели во всем мире и в 19 и 20 веках пытались найти практическое применение установки, но все безуспешно. Развитие науки и техники в те года желало быть лучше. Опытные образцы могли выдавать только 14 процентов полезной мощности. Конструктивная сложность и эксплуатационная надежность были очень низки.
В 1939 году впервые использовали газотурбинную установку на электростанции в Швейцарии. Электростанция с простейшим турбогенератором мощность которого была 5000кВт. В 50-ых годах этот проект был усовершенствован, что позволило увеличить мощность до 25 МВт и соответственно поднять КПД. Сейчас же производство газотурбинных установок во всех развитых странах находится на едином уровне. Только в Советском союзе и России суммарная мощность выпущенных ГТУ может исчисляться уже миллионами кВт.
Принцип работы газотурбинных установок
.jpg "Для чего нужны гту. Смотреть фото Для чего нужны гту. Смотреть картинку Для чего нужны гту. Картинка про Для чего нужны гту. Фото Для чего нужны гту")
Воздух из атмосферы начинает поступать в компрессор, далее он сжимается под воздействием высокого давления и отправляется в камеру сгорания, в сжатом состоянии через воздухонагреватель и воздухораспределительный клапан. Одновременно с воздухом в камеру сжигания происходит попадание газа через форсунки, который и сжигается в воздушном потоке. По мере сгорания газа и воздуха, что образует поток раскаленных газов, этот поток и начинает действовать с огромной скоростью на лопасти газовой турбины, и они начинают вращаться. Тепловая энергия преобразовывается в механическую энергию, которая и приводит к вращению вала турбины. Вал турбины воздействует на компрессор и электрогенератор, они начинают свою работу. И уже с клемм генератора электроэнергия отправляется в потребительскую сеть через трансформатор.
Через генератор горячие газы поступают в водогрейный котел, дальше проходят в дымовую трубу через утилизатор. Циркуляция воды организованна между ЦТП (центральным тепловым пунктом) и водогрейным котлом с помощью сетевых насосов. Горячая вода поступает в ЦТП, а далее уже непосредственно потребителю.
Весь термодинамический цикл ГТУ состоит:
Когенерация
Производство электричества с одновременной выработкой сопутствующей тепловой энергии называется когенерацией. Эта технология значительно повышает экономическую эффективность в использовании топлива. Наша газотурбинная установка может быть дополнительно оснащена водогрейными или паровыми котлами, это хорошая возможность получить дополнительно пар или же горячую воду.
Когенерация достигает максимальный экономический эффект, когда оптимально использованы два вида энергии. При этом коэффициент использования топлива равен 90 процентов.
Четыре ключевые части системы когенерации, она состоит из:
Управление
Существует два основных режима эксплуатации газотурбинных установок
Достоинства и недостатки
Достоинства газовых турбин:
Экология
Безусловно огромный плюс в практическом применении наших установок, это минимальное количество вредных примесей в выбросах., что позволяет строить ГТУ вблизи места проживания населения.
Не нужно строить дымовые трубы и тратиться на приобретение катализаторов.
Стоимость газотурбинных установок высока, о если поближе познакомиться с этими установками, их техническими характеристиками, стоит задуматься на нашим выгодным предложением.
На старте энергетических проектов высокие капиталовложения полностью компенсируются при последующей эксплуатации незначительными расходами. Значительное уменьшение платежей по экологии, уменьшены платежи за электроэнергию и тепловую энергию.
Ежегодно у нас приобретают и устанавливают сотни новых газотурбинных установок.
Получите информацию по стоимости микрогазовой турбины МГТУ мощностью 60-200 кВт, связавшись с нашим отделом продаж по телефону +7 (351) 737-01-53
Газотурбинная установка
Газотурбинная установка.
Газотурбинная установка — модульная энергетическая установка, которая состоит из газовой турбины, электрического генератора, газовоздушного тракта, системы управления и вспомогательных устройств, и используется для производства электроэнергии и тепла, в некоторых случаях – и холода.
Газотурбинная установка:
Газотурбинная установка (ГТУ) — модульная энергетическая установка, которая состоит из газовой турбины, электрического генератора, газовоздушного тракта, системы управления, а так же включает в себя вспомогательные устройства: пусковое устройство, компрессор, теплообменный аппарат или котёл-утилизатор для подогрева сетевой воды для промышленного снабжения.
Газотурбинные установки чаще всего используются для производства электроэнергии и тепла, в некоторых случаях – и холода.
ГТУ в энергетике работают как в базовом режиме, так и для покрытия пиковых нагрузок.
Отношение производимой электрической энергии к тепловой в газотурбинной установке составляет, как правило, 1 к 2. Таким образом, к примеру, если газотурбинная установка имеет мощность в 10 Мегаватт, то она способна выработать 20 МВт тепловой энергии.
Наибольший КПД газотурбинной установки достигается при работе в режиме когенерации (одновременная выработка тепловой и электрической энергии) или тригенерации (одновременная выработка тепловой, электрической энергии и энергии холода).
Электрический КПД современных газотурбинных установок составляет около 39%. А с учетом высокой температуры выхлопных газов в мощных ГТУ комбинированное использование газовых и паровых турбин позволяет повысить эффективность использования топлива и увеличивает электрический КПД установок примерно до 59%.
Топливо для газотурбинных установок:
Газотурбинная установка может работать как на жидком, так и на газообразном топливе. В обычном режиме она работает на газу, а в резервном (аварийном) — автоматически переключается на дизельное топливо.
В газотурбинных установках могут использоваться следующие виды топлива:
– коксовый, древесный, шахтный газ и другие виды;
Большинство газотурбинных установок могут работать на низкокалорийных топливах с минимальной концентрацией метана (до 30%).
Принцип действия (работы) газотурбинных установок:
Существует два типа циклов работы газотурбинных установок: разомкнутый (или открытый) и замкнутый цикл.
При разомкнутом (или открытом) цикле компрессор забирает воздух вне системы, а затем под высоким давлением передает его в специальную камеру сгорания, внутри которой выполняется его утилизация с последующим высвобождением энергии. При замкнутом цикле газ, минуя компрессор, попадает в калорифер, где собирается тепло от внешних агентов, после переходит в турбину с последующим расширением, затем в холодильный модуль, после которого тепло уходит наружу, а газ снова попадает в компрессор.
Преимущества современных газотурбинных установок:
– незначительный вред, причиняемый окружающей среде. Выброс в атмосферу вредных веществ у современных газотурбинных установок составляет порядка 25 ppm;
– малый расход масла;
– способность работать на отходах самого производства;
– небольшие габариты и вес. Это позволяет располагать данное оборудование на небольших площадках;
– незначительный уровень шума, а также вибрации. Данный показатель находится в пределах 80 – 85 дБА;
– способность газотурбинного оборудования работать на различном топливе;
– продолжительная работа с минимальной нагрузкой. Это касается и режима холостого хода;
– отсутствие водяного охлаждения;
– высокая надежность работы;
– продолжительный ресурс работы (около 200 000 часов);
– возможность использования оборудования в любых климатических условиях;
– умеренная цена строительства и небольшие затраты во время самой работы, ремонта и технического обслуживания.
Применение газотурбинных установок:
Газотурбинные установки могут применяться:
– в энергетике – как для компенсации потерь во время пиковых нагрузок, так и для постоянного режима работы;
– в металлургии, лесной и деревообрабатывающей промышленности;
– на предприятиях газодобычи, химической и нефтехимической отраслей;
– в сельскохозяйственной сфере;
– на магистральных газопроводах в качестве привода для нагнетания природного газа;
– на водоочистных сооружениях и мусороутилизирующих комплексах;
– в машиностроении, где газотурбинные модули устанавливаются на авиа, железнодорожный, морской и автомобильный транспорт.