gtu ინსტალაცია. ელექტროსადგურების გაზის ტურბინის დანადგარების სქემები და ინდიკატორები

გაზის ტურბინის ერთეულები (GTU) არის სითბოს ძრავები, რომლებშიც თერმული ენერგიააირისებრი სამუშაო სითხე გარდაიქმნება მექანიკურ ენერგიად. ძირითადი კომპონენტებია: კომპრესორი, წვის კამერა და გაზის ტურბინა. ოპერაციისა და კონტროლის უზრუნველსაყოფად, ინსტალაციას აქვს ურთიერთდაკავშირებული დამხმარე სისტემების კომპლექსი. გაზის ტურბინას ელექტრულ გენერატორთან ერთად ეწოდება გაზის ტურბინის ერთეული. ერთი მოწყობილობის გამომუშავებული სიმძლავრე მერყეობს ოცი კილოვატიდან ათეულ მეგავატამდე. ეს არის კლასიკური გაზის ტურბინის ერთეულები. ელექტროსადგურზე ელექტროენერგიის წარმოება ხორციელდება ერთი ან მეტი გაზის ტურბინის გამოყენებით.

მოწყობილობა და აღწერა

გაზის ტურბინის დანადგარები შედგება ორი ძირითადი ნაწილისაგან, რომლებიც განლაგებულია ერთ შენობაში - გაზის გენერატორი და დენის ტურბინა. გაზის გენერატორში, რომელიც მოიცავს წვის კამერას და ტურბოდამტენს, იქმნება გაზის ნაკადი. მაღალი ტემპერატურამოქმედებს ელექტრული ტურბინის პირებზე. სითბოს გადამცვლელის დახმარებით, გამონაბოლქვი აირები გამოიყენება და სითბო ერთდროულად წარმოიქმნება ცხელი წყლის ან ორთქლის ქვაბის მეშვეობით. გაზის ტურბინის ქარხნების ექსპლუატაცია გულისხმობს ორი ტიპის საწვავის გამოყენებას - აირისებრი და თხევადი.

ნორმალურ რეჟიმში გაზის ტურბინა მუშაობს გაზზე. საგანგებო სიტუაციებში ან რეზერვში, როდესაც გაზის მიწოდება წყდება, ხდება ავტომატური გადასვლა თხევად (დიზელზე) საწვავზე. ოპტიმალურ რეჟიმში, გაზის ტურბინის სადგურები აწარმოებენ კომბინირებულ ელექტროენერგიას და სითბოს ენერგიას. გამომუშავებული თერმული ენერგიის მოცულობით, გაზის ტურბინები მნიშვნელოვნად აღემატება გაზის დგუშის მოწყობილობებს. ტურბინის ბლოკები გამოიყენება ელექტროსადგურებში, როგორც საბაზისო მუშაობისთვის, ასევე პიკური დატვირთვის კომპენსაციისთვის.

შექმნის ისტორია

ცხელი გაზის ნაკადის ენერგიის გამოყენების იდეა უძველესი დროიდან იყო ცნობილი. პირველი პატენტი მოწყობილობისთვის, რომელიც წარმოადგენდა იგივე ძირითად კომპონენტებს, როგორც თანამედროვე გაზის ტურბინებს, გაიცა ინგლისელ ჯონ ბარბერზე 1791 წელს. გაზის ტურბინის ქარხანა მოიცავდა კომპრესორებს (ჰაერი და გაზი), წვის კამერა და აქტიური ტურბინის ბორბალი, მაგრამ არასოდეს მიუღია პრაქტიკული გამოყენება.

მე-19 და მე-20 საუკუნის დასაწყისში ბევრმა მეცნიერმა და გამომგონებელმა მთელს მსოფლიოში შეიმუშავა პრაქტიკული გამოყენებისთვის შესაფერისი ინსტალაცია, მაგრამ ყველა მცდელობა წარუმატებელი აღმოჩნდა იმდროინდელი მეცნიერებისა და ტექნოლოგიის დაბალი განვითარების გამო. პროტოტიპების მიერ წარმოებული სასარგებლო სიმძლავრე არ აღემატებოდა 14%-ს დაბალი ოპერაციული საიმედოობით და დიზაინის სირთულით.

პირველად 1939 წელს შვეიცარიაში გამოიყენეს გაზის ტურბინის ელექტროსადგურები. ექსპლუატაციაში შევიდა უმარტივესი სქემის მიხედვით დამზადებული ტურბოგენერატორის ელექტროსადგური 5000 კვტ სიმძლავრით. 1950-იან წლებში ეს სქემა დაიხვეწა და გართულდა, რამაც შესაძლებელი გახადა ეფექტურობისა და სიმძლავრის გაზრდა 25 მეგავატამდე. გაზის ტურბინის აგრეგატების წარმოება ინდუსტრიულ ქვეყნებში ჩამოყალიბდა განვითარების ერთიან დონეზე და მიმართულებად ტურბინის ბლოკების სიმძლავრეებითა და პარამეტრებით. საბჭოთა კავშირსა და რუსეთში წარმოებული გაზის ტურბინების მთლიანი სიმძლავრე შეფასებულია მილიონობით კვტ-ში.

გაზის ტურბინის მუშაობის პრინციპი

ატმოსფერული ჰაერი შედის კომპრესორში, იკუმშება და მაღალი წნევის ქვეშ ჰაერის გამაცხელებლისა და ჰაერის განაწილების სარქვლის მეშვეობით მიმართულია წვის კამერაში. ამავდროულად, საქშენების მეშვეობით გაზი მიეწოდება წვის კამერას, რომელიც იწვება ჰაერის ნაკადში. გაზ-ჰაერის ნარევის წვის შედეგად წარმოიქმნება ცხელი აირების ნაკადი, რომელიც მოქმედებს გაზის ტურბინის პირებზე დიდი სიჩქარით და იწვევს მათ ბრუნვას. ცხელი აირის ნაკადის თერმული ენერგია გარდაიქმნება ტურბინის ლილვის ბრუნვის მექანიკურ ენერგიად, რომელიც ამოძრავებს კომპრესორს და ელექტრო გენერატორს. ელექტროენერგია გენერატორის ტერმინალებიდან ტრანსფორმატორის მეშვეობით იგზავნება სამომხმარებლო ელექტრო ქსელში.

რეგენერატორის მეშვეობით ცხელი აირები შედიან ცხელი წყლის ქვაბში და შემდეგ სითბოს გადამცვლელის მეშვეობით ბუხარში. წყლის მიმოქცევა ორგანიზებულია ცხელი წყლის ქვაბსა და ცენტრალურ გათბობის წერტილს (CHP) შორის ქსელის ტუმბოების დახმარებით. ქვაბში გაცხელებული სითხე შემოდის ცენტრალურ გათბობის სადგურში, რომელზედაც დაკავშირებულია მომხმარებლები. გაზის ტურბინის ქარხნის თერმოდინამიკური ციკლი შედგება კომპრესორში ადიაბატური ჰაერის შეკუმშვისგან, წვის პალატაში იზობარული სითბოს მიწოდებისგან, გაზის ტურბინაში სამუშაო სითხის ადიაბატური გაფართოებისგან და იზობარული სითბოს მოცილებისგან.

ბუნებრივი აირი, მეთანი, გამოიყენება როგორც საწვავი გაზის ტურბინებისთვის. საგანგებო რეჟიმში, გაზის მიწოდების შეფერხების შემთხვევაში, GTU გადადის ნაწილობრივ დატვირთვაზე და დიზელის საწვავიან თხევადი აირები (პროპან-ბუტანი). შესაძლო ვარიანტებიგაზის ტურბინის ქარხნის ექსპლუატაცია: ელექტროენერგიის მიწოდება ან ელექტროენერგიის და თბოენერგიის კომბინირებული მიწოდება.

კოგენერაცია

ელექტროენერგიის წარმოებას თანმხლები თერმული ენერგიის ერთდროული გამომუშავებით ეწოდება კოგენერაცია. ამ ტექნოლოგიას შეუძლია მნიშვნელოვნად გაზარდოს საწვავის გამოყენების ეკონომიკური ეფექტურობა. საჭიროებიდან გამომდინარე, გაზის ტურბინის ქარხანა შეიძლება დამატებით აღჭურვილი იყოს ცხელი წყლით ან ორთქლის ქვაბებით. ეს შესაძლებელს ხდის მიღებას ცხელი წყალიან ორთქლი სხვადასხვა წნევით.

ორი ტიპის ენერგიის ოპტიმალური გამოყენებით მიიღწევა კოგენერაციის მაქსიმალური ეკონომიკური ეფექტი და საწვავის გამოყენების კოეფიციენტი (FFU) აღწევს 90%-ს. ამ შემთხვევაში, გამონაბოლქვი აირის სითბო და თერმული ენერგია იმ ერთეულების გაგრილების სისტემიდან, რომლებიც ბრუნავენ ელექტრო გენერატორებს (ფაქტობრივად, ნარჩენების ენერგია) გამოიყენება დანიშნულებისამებრ. საჭიროების შემთხვევაში, აღდგენილი სითბო შეიძლება გამოყენებულ იქნას შთანთქმის მანქანებში (ტრიგენერაცია) სიცივის წარმოებისთვის. კოგენერაციის სისტემა შედგება ოთხი ძირითადი ნაწილისაგან: ძირითადი მამოძრავებელი (გაზის ტურბინა), ელექტრო გენერატორი, სითბოს აღდგენის სისტემა, კონტროლისა და მონიტორინგის სისტემა.

კონტროლი

არსებობს ორი ძირითადი ოპერაციული რეჟიმი, რომლებშიც მუშაობს გაზის ტურბინები:

  • სტაციონარული. ამ რეჟიმში, ტურბინა მუშაობს ფიქსირებული ნომინალური ან ნაწილობრივი დატვირთვით. ბოლო დრომდე სტაციონარული რეჟიმი იყო მთავარი გაზის ტურბინებისთვის. ტურბინის გამორთვა ტარდებოდა წელიწადში რამდენჯერმე გეგმიური რემონტის ან გაუმართაობის შემთხვევაში.
  • ცვლადი რეჟიმი ითვალისწინებს გაზის ტურბინის სიმძლავრის შეცვლის შესაძლებლობას. ტურბინის მუშაობის რეჟიმის შეცვლის აუცილებლობა შეიძლება გამოწვეული იყოს ორიდან ერთი მიზეზით: თუ ელექტროგენერატორის მიერ მოხმარებული სიმძლავრე შეიცვალა მასთან დაკავშირებული მომხმარებლის დატვირთვის ცვლილების გამო, და თუ ატმოსფერული წნევადა კომპრესორის მიერ მიღებული ჰაერის ტემპერატურა. არასტაციონარული და ყველაზე რთული რეჟიმები მოიცავს გაზის ტურბინის ქარხნის გამორთვას და გაშვებას. ამ უკანასკნელთან ერთად, გაზის ტურბინის დანადგარების ოპერატორმა უნდა შეასრულოს მრავალი ოპერაცია როტორის პირველ დარტყმამდე. ინსტალაციის სრულ დაწყებამდე ტარდება როტორის წინასწარი დატრიალება.

ინსტალაციის მუშაობის რეჟიმის შეცვლა ხორციელდება წვის კამერაში საწვავის მიწოდების რეგულირებით. სტუ-ს კონტროლის მთავარი ამოცანაა საჭირო სიმძლავრის უზრუნველყოფა. გამონაკლისი არის გაზის ტურბინის ელექტროსადგური, რომლის კონტროლის მთავარი ამოცანაა ელექტრული გენერატორის ტურბინასთან დაკავშირებული ბრუნვის სიხშირის მუდმივობა.

ენერგიის აპლიკაცია

სტაციონარული ენერგეტიკის ინდუსტრიაში გამოიყენება გაზის ტურბინები სხვადასხვა მიზნებისთვის. როგორც თბოელექტროსადგურების ელექტრული გენერატორების მთავარი მამოძრავებელი ძრავები, გაზის ტურბინები ძირითადად გამოიყენება იმ ადგილებში, სადაც საკმარისი ბუნებრივი აირია. სწრაფი გაშვების შესაძლებლობის გამო, გაზის ტურბინები ფართოდ გამოიყენება ენერგოსისტემებში პიკური დატვირთვების დასაფარად ენერგიის მაქსიმალური მოხმარების პერიოდებში. ლოდინის გაზის ტურბინის ბლოკები უზრუნველყოფენ თბოსადგურის შიდა საჭიროებებს ძირითადი აღჭურვილობის გამორთვის დროს.

ეფექტურობა

ზოგადად, გაზის ტურბინების ელექტრული ეფექტურობა უფრო დაბალია, ვიდრე სხვა ელექტროსადგურების. მაგრამ გაზის ტურბინის ბლოკის თერმული პოტენციალის სრული რეალიზებით, ამ ინდიკატორის მნიშვნელობა ნაკლებად აქტუალური ხდება. მძლავრი გაზის ტურბინების ქარხნებისთვის არსებობს საინჟინრო მიდგომა, რომელიც გულისხმობს ორი ტიპის ტურბინების ერთობლივ გამოყენებას გამონაბოლქვი აირების მაღალი ტემპერატურის გამო.

გამომუშავებული თერმული ენერგია გამოიყენება ორთქლის ტურბინისთვის ორთქლის წარმოებისთვის, რომელიც გამოიყენება გაზის ტურბინის პარალელურად. ეს აუმჯობესებს ელექტრო ეფექტურობას 59%-მდე და საგრძნობლად აუმჯობესებს საწვავის ეფექტურობას. ამ მიდგომის მინუსი არის კონსტრუქციული გართულება და პროექტის ღირებულების ზრდა. GTP-ის მიერ წარმოებული ელექტრო და თერმული ენერგიის თანაფარდობა არის დაახლოებით 1:2, ანუ 10 მეგავატ ელექტროენერგიაზე იწარმოება 20 მეგავატი თერმული ენერგია.

Დადებითი და უარყოფითი მხარეები

გაზის ტურბინების უპირატესობებში შედის:

  • მოწყობილობის სიმარტივე. ქვაბის ბლოკის, რთული მილსადენის სისტემის და მრავალი დამხმარე მექანიზმის არარსებობის გამო, ლითონის ხარჯები ენერგიის ერთეულზე გაზის ტურბინისთვის გაცილებით დაბალია.
  • წყლის მინიმალური ნაკადის სიჩქარე, რომელიც გაზის ტურბინაში საჭიროა მხოლოდ საკისრებისთვის მიწოდებული ზეთის გასაგრილებლად.
  • სწრაფი გაშვება. გაზის ტურბინის ერთეულებისთვის, გაშვების დრო ცივი მდგომარეობიდან დატვირთვის მიღებამდე არ აღემატება 20 წუთს. თბოელექტროსადგურის ორთქლის ელექტროსადგურისთვის გაშვებას რამდენიმე საათი სჭირდება.

ხარვეზები:

  • გაზის ტურბინის ბლოკების ექსპლუატაციაში გამოიყენება გაზი ძალიან მაღალი საწყისი ტემპერატურის მქონე - 550 გრადუსზე მეტი. ეს იწვევს გაზის ტურბინების პრაქტიკულ განხორციელებაში სირთულეებს, რადგან ყველაზე მწვავე ნაწილებისთვის საჭიროა სპეციალური სითბოს მდგრადი მასალები და სპეციალური გაგრილების სისტემები.
  • ტურბინის მიერ შემუშავებული სიმძლავრის დაახლოებით ნახევარი გამოიყენება კომპრესორის მართვისთვის.
  • გაზის ტურბინები შეზღუდულია საწვავის თვალსაზრისით, გამოიყენება ბუნებრივი აირი ან მაღალი ხარისხის თხევადი საწვავი.
  • ერთი გაზის ტურბინის სადგურის სიმძლავრე შემოიფარგლება 150 მეგავატით.

ეკოლოგია

გაზის ტურბინების გამოყენების დადებითი ფაქტორი არის მინიმალური შემცველობა მავნე ნივთიერებებიემისიებში. ამ კრიტერიუმის მიხედვით, გაზის ტურბინები უსწრებენ უახლოეს კონკურენტს - ორმხრივ ელექტროსადგურებს. გარემოსდაცვითი კეთილგანწყობის გამო, გაზის ტურბინები ადვილად შეიძლება განთავსდეს ხალხის საცხოვრებელ ადგილებთან ახლოს. გაზის ტურბინების ექსპლუატაციის დროს მავნე გამონაბოლქვის დაბალი შემცველობა საშუალებას იძლევა დაზოგოთ ფული ბუხრების მშენებლობაში და კატალიზატორების შეძენაში.

სტუ-ს ეკონომიკა

ერთი შეხედვით, გაზის ტურბინის ერთეულების ფასები საკმაოდ მაღალია, მაგრამ ამ ენერგეტიკული აღჭურვილობის შესაძლებლობების ობიექტური შეფასებით, ყველა ასპექტი თავის ადგილზე დგება. მაღალი კაპიტალური ინვესტიციები ენერგეტიკული პროექტის დაწყებისას სრულად კომპენსირდება დაბალი ხარჯებით შემდგომი ექსპლუატაციის დროს. გარდა ამისა, მნიშვნელოვნად მცირდება ეკოლოგიური გადასახადები, მცირდება ელექტროენერგიის და სითბოს შესყიდვის ხარჯები და ზემოქმედება გარემოდა მოსახლეობას. ამ მიზეზების გამო ყოველწლიურად ასობით ახალი გაზის ტურბინის აგრეგატი ყიდულობს და მონტაჟდება.

გაზის ტურბინაარის ძრავა, რომელიც აერთიანებს ორთქლის ტურბინისა და ძრავის უპირატესობებს შიგაწვის. ორთქლის ტურბინისგან განსხვავებით, აქ სამუშაო სითხე არის არა ქვაბების ორთქლი, არამედ სპეციალურ კამერებში საწვავის წვის დროს წარმოქმნილი აირები. შიდა წვის ძრავისგან განსხვავებით, სამუშაო სითხის ენერგია გარდაიქმნება ლილვის ბრუნვის მექანიკურ ენერგიად არა ცილინდრში დგუშის ორმხრივი მოძრაობის შედეგად, არამედ ტურბინის ბორბლის ბრუნვით მაღალი სიჩქარის მოქმედებით. გაზების ჭავლი, რომელიც მიედინება საქშენიდან.

გაზის ტურბინა, ისევე როგორც ორთქლის ტურბინა, არის შეუქცევადი მექანიზმი, ამიტომ გაზის ტურბინის დანადგარებში შებრუნებისთვის აუცილებელია ტურბინის უზრუნველყოფა. უკუქცევაან ნებისმიერი სხვა მოწყობილობა, როგორიცაა კონტროლირებადი ხრახნიანი ხრახნი (CPP).

გაზის ტურბინის ქარხანა(GTU) შედგება შემდეგი ძირითადი ნაწილებისგან: გაზის ტურბინა, რომელშიც ცხელი აირების თერმული ენერგია გარდაიქმნება მექანიკურად; ჰაერის კომპრესორი, საწვავის წვისთვის საჭირო ჰაერის შეწოვა და შეკუმშვა; წვის კამერები(გაზის გენერატორი), რომელშიც ატომირებული თხევადი საწვავი შერეულია ჰაერთან და იწვება, წარმოქმნის სამუშაო სითხეს - ცხელი გაზი; მილსადენებიგაზის გენერატორისთვის ჰაერის მიწოდებისთვის, გენერატორიდან გაზის ტურბინამდე გაზებით და ატმოსფეროში გამონაბოლქვი აირების მიწოდებისთვის; გადამუშავების მოწყობილობები, რომელიც უზრუნველყოფს გამონაბოლქვი აირების სითბოს გამოყენებას.

ბრინჯი. 124. ზოგადი ფორმაა) და წვის კამერით გაზის ტურბინის დიაგრამა (ბ) (ძაბვა 4040 კვტ).

1 - კომპრესორი დაბალი წნევა; 2 - ჰაერის გამაცხელებელი; 3 - TVD; 4 - კომპრესორი მაღალი წნევა; 5 - საწყისი ტურბინა; 6 - წვის პალატა; 7 - nozzle; 8 - TND;

9 - ჰაერის გამაგრილებელი; 10 - გადაცემათა კოლოფი

გარდა ამისა, სტუ მოიცავს საწვავის და ნავთობის სისტემები, წვის კამერისთვის საწვავის მიწოდება და ტურბინის საკისრებისა და გადაცემათა მატარებლის ზეთის მიწოდება, ასევე მცირე დამწყები ორთქლის ტურბინა დამხმარე ქვაბიდან ორთქლის გამოყენებით.

გაზის ტურბინის მოწყობილობა ორთქლის ტურბინის მსგავსია. მაგრამ გაზის ტურბინა განიცდის უფრო მაღალ ტემპერატურულ დატვირთვას: მისი როტორის პირები მუშაობს ცხელი აირების ტემპერატურაზე (650-850°), ხოლო სამუშაო ორთქლის ტემპერატურა 400-500°-ია. ეს მნიშვნელოვნად ამცირებს გაზის ტურბინის სიცოცხლეს. ჰაერის შეკუმშვის და ცხელი აირების წარმოქმნის მიღებული მეთოდიდან გამომდინარე, განასხვავებენ გაზის ტურბინებს წვის კამერით და გაზის ტურბინები თავისუფალი დგუშის გაზის გენერატორებით (SPGG).

წვის კამერით GTP-ში (ნახ. 124), გარე ჰაერი შეიწოვება დაბალი წნევის ცენტრიდანული კომპრესორით და ჰაერის გამაგრილებლის მეშვეობით მიეწოდება მაღალი წნევის კომპრესორს, იქიდან კი ჰაერის გამაცხელებლის მეშვეობით წვის კამერაში.

ამავდროულად, საწვავი შეჰყავთ წვის პალატაში საქშენის მეშვეობით. ხდება წვა და ცხელი აირების წარმოქმნა, რომლებიც თანმიმდევრულად შედიან მაღალი წნევის და დაბალი წნევის გაზის ტურბინებში და გამოდიან ატმოსფეროში გამონაბოლქვი მილსადენით. გამონაბოლქვი აირის ბილიკის გასწვრივ დამონტაჟებულია ჰაერის გამაცხელებელი და ნარჩენი სითბოს ქვაბი, რომელთა ორთქლი შეიძლება გამოყენებულ იქნას ტურბოგენერატორისთვის ან დამხმარე ტურბინისთვის, რომელიც იკვებება პროპელერის ლილვით. დაბალი და მაღალი წნევის ცენტრიდანული კომპრესორები მართავენ, შესაბამისად, დაბალი და მაღალი წნევის ტურბინებით. მხოლოდ დაბალი წნევის ტურბინა მუშაობს პროპელერზე გადაცემათა კოლოფით.

ბრინჯი. 125. ზოგადი ხედი (ა) და სპგგ (ბ) სქემა.

1 - კომპრესორის შესასვლელი სარქველები; 2 - კომპრესორის გამონაბოლქვი სარქველები;

3 - კომპრესორი დგუში; 4 - კომპრესორის ცილინდრი;

5 - შესასვლელი ფანჯრები; 6 - გასასვლელი ფანჯრები; 7 - nozzle; 8 - სამუშაო ცილინდრი; 9 - ბუფერული ცილინდრი; 10 - ბუფერული დგუში; 11 - გამწმენდი ჰაერის მიმღები; 12 - სამუშაო დგუში; 13 - დგუშის სინქრონიზაციის მექანიზმი

გაზის ტურბინა თავისუფალი დგუშის გაზის გენერატორებით (SPGG) (ნახ. 125) განსხვავდება წვის კამერით გაზის ტურბინისგან იმით, რომ ცხელი აირები იქმნება სპეციალურ გაზის გენერატორში, რომელიც მუშაობს შიდა წვის ძრავის პრინციპით თავისუფლად განსხვავებული დგუშებით. SPGG არის სიმეტრიული ერთეული, რომელიც შედგება ორტაქტიანი ერთცილინდრიანი ძრავისგან, საპირისპირო მოძრავი დგუშებით, ერთსაფეხურიანი კომპრესორით. მარტივი მოქმედებადა ორი ბუფერული ცილინდრი. ცილინდრი შეიცავს ორ სამუშაო დგუშს, რომლებიც დაკავშირებულია კომპრესორებთან და ბუფერულ დგუშებთან.

ბრინჯი. 126. გაზის ტურბინის ელექტროსადგურის განლაგება SGSG-ით.

1 - SPGG; 3 - გაზის ტურბინა; 3 - რედუქტორი; 4 - დიზელის გენერატორი

დგუშის ჯგუფების სამუშაო (განსხვავებული) დარტყმა ხორციელდება სამუშაო ცილინდრში გაშლილი აირის მოქმედებით. ამ შემთხვევაში, კომპრესორის ცილინდრებში ჰაერი ჯერ შეკუმშულია, შემდეგ კი გამონაბოლქვი სარქველების მეშვეობით შედის გამწმენდი ჰაერის მიმღებში. კომპრესორის ცილინდრებში ჰაერის შეკუმშვის პარალელურად ხდება ჰაერის შეკუმშვა ბუფერულ ცილინდრებში, რის შემდეგაც მისი ენერგია იხარჯება სამუშაო დგუშების საპირისპირო დარტყმაზე და სამუშაო ცილინდრში ჰაერის შეკუმშვაზე.

დგუშის დარტყმის ბოლოს ჯერ იხსნება გამონაბოლქვი პორტები, შემდეგ კი შემავალი პორტები. გამოსასვლელი პორტების მეშვეობით გამონაბოლქვი აირები შედიან გაზის ტურბინაში, ხოლო შესასვლელი პორტების მეშვეობით მიმღებიდან შეკუმშული გამწმენდი ჰაერი ავსებს სამუშაო ცილინდრს.

ჭარბი გამწმენდი ჰაერი ერევა ცხელ გამონაბოლქვი აირებს და ასევე მიედინება გაზის ტურბინაში.

სამუშაო დგუშების საპირისპირო დარტყმის დროს ბუფერულ ცილინდრებში შეკუმშული ჰაერის მოქმედებით იკეტება შესასვლელი ფანჯრები, შემდეგ გამოსასვლელი ფანჯრები და ამავდროულად ჰაერი სარქველების მეშვეობით იწოვება კომპრესორის ცილინდრებში. იმ მომენტში, როდესაც დგუშები ერთმანეთს უახლოვდებიან, საწვავის შეყვანა ხდება სამუშაო ცილინდრში საქშენის მეშვეობით და პროცესი მეორდება.

GTP და SPSG არის კომპაქტური, შედარებით მცირე წონა 16-24 კგ/კვტ და საწვავის დაბალი მოხმარება 260 გ/(კვტ-სთ). უპირატესობა არის ელექტროსადგურის აწყობის შესაძლებლობა რამდენიმე SGSG-დან, რაც შესაძლებელს ხდის MCO მოცულობის უფრო რაციონალურად გამოყენებას (სურ. 126). ზემოაღნიშნული ტიპის გაზის ტურბინების გარდა მცირე ჩქაროსნულ გემებზე, განსაკუთრებით ჰიდროფოლტებზე, ფართოდ გამოიყენება მსუბუქი თვითმფრინავის ტიპის გაზის ტურბინები (1,5-4,0 კგ/კვტ). მაგრამ მათ აქვთ მცირე საავტომობილო რესურსი და გაზრდილი საწვავის მოხმარება (340-380 გ / კვტ.სთ).

ყველა ტიპის გაზის ტურბინების მინუსი, გარდა გაზრდილი საწვავის მოხმარებისა და ხანმოკლე მომსახურების ვადისა, არის მაღალი ხმაური MKO-ში, რომლის შესამცირებლად აუცილებელია სპეციალური ზომების გამოყენება.

თქვენი კარგი სამუშაოს გაგზავნა ცოდნის ბაზაში მარტივია. გამოიყენეთ ქვემოთ მოცემული ფორმა

Კარგი ნამუშევარიასაიტზე">

სტუდენტები, კურსდამთავრებულები, ახალგაზრდა მეცნიერები, რომლებიც იყენებენ ცოდნის ბაზას სწავლასა და მუშაობაში, ძალიან მადლობლები იქნებიან თქვენი.

მსგავსი დოკუმენტები

    ტექნოლოგიური ღუმელის ნარჩენი აირების სითბოს გამოყენების დანადგარის ტექნოლოგიური სქემის აღწერა. წვის პროცესის გაანგარიშება, საწვავის შემადგენლობა და საშუალო სპეციფიკური სითბოს შესაძლებლობებიგაზები. Გაანგარიშება სითბოს ბალანსიღუმელი და მისი ეფექტურობა. ნარჩენი-სითბოს ქვაბის მოწყობილობა.

    საკურსო ნაშრომი, დამატებულია 10/07/2010

    ნახშირწყალბადების საწვავის წვადი მასის და კალორიული ღირებულების განსაზღვრა. წვისთვის საჭირო ჰაერის თეორიული და ფაქტობრივი რაოდენობის გაანგარიშება. წვის პროდუქტების შემადგენლობა, რაოდენობა, მასა. ნავთობისა და გაზის წვის პროდუქტების ენთალპიის განსაზღვრა.

    პრაქტიკული სამუშაო, დამატებულია 16.12.2013წ

    „მეთანის“ კომპლექსის, როგორც მაღაროს დამოუკიდებელი გაზის დამცავი დანიშნულება, მოწყობილობა, კომპონენტები და მუშაობის პრინციპი. ტექნიკის სიჯანსაღის შემოწმება. მეთანის გაზომვა ატმოსფეროში და აღჭურვილობის მუშაობა მეთანის კონცენტრაციის გადაჭარბებისას.

    ლაბორატორიული სამუშაო, დამატებულია 15.10.2009წ

    მეთანის კატალიზური წვა. აზოტის ოქსიდების კონცენტრაციის შემცირების მეთოდების ძიება. ფიჭური ჩარჩოს ლითონის მატარებელზე დეპონირებული პალადიუმის და ოქსიდის კატალიზატორების მომზადების პირობები და ფიზიკოქიმიური მახასიათებლების შესწავლა.

    ნაშრომი, დამატებულია 19/12/2011

    ნარჩენი სითბოს ქვაბის მოწყობილობა P-83. აირების ენთალპიების და სითბოს გამოყენების ფაქტორის განსაზღვრის პროცედურა. ზეგამათბობლების, აორთქლებისა და მაღალი და დაბალი წნევის ეკონომიისატორების, აგრეთვე დამატებითი და მდუღარე ეკონომაიზერების გაანგარიშების თავისებურებები.

    საკონტროლო სამუშაო, დამატებულია 25/06/2010

    სს "ურალის ფოლადის" სითბოს და გაზმომარაგების მაღაზიის ენერგოეკონომიის ანალიზი. ნარჩენი სითბოს ქვაბის KST-80 რეკონსტრუქცია კონდენსატორული ტურბინის დაყენების მიზნით. წარმოების პროცესების ავტომატიზაცია და მექანიზაცია. შრომის უსაფრთხოება და გარემოსდაცვითი კეთილგანწყობა.

    ნაშრომი, დამატებულია 17/02/2009

    გოგირდმჟავას და მასზე დაფუძნებული პროდუქტების წარმოების ტექნოლოგია. ნარჩენების სითბოს ქვაბის აგრეგატების დიზაინის შემუშავება. ნარჩენი სითბოს ქვაბის განყოფილების ტექნიკური და სარემონტო სამუშაოების მექანიზაცია. განვითარება ტექნოლოგიური პროცესი"თოკის ბარაბნის" წარმოება.

    ნაშრომი, დამატებულია 11/09/2016

ელექტროსადგურების გაზის ტურბინის დანადგარების სქემები და ინდიკატორები

გაზის ტურბინის ელექტროსადგურები სსრკ-ში, როგორც დამოუკიდებელი ელექტროსადგურები, მიიღეს შეზღუდული განაწილება. სერიული გაზის ტურბინის აგრეგატები (GTU) არ არის ძალიან ეფექტური და მოიხმარენ, როგორც წესი, მაღალი ხარისხის საწვავს (თხევადი ან აირისებრი). მშენებლობისთვის დაბალი კაპიტალური დანახარჯებით, მათ ახასიათებთ მაღალი მანევრირება, ამიტომ ზოგიერთ ქვეყანაში, მაგალითად, აშშ-ში, ისინი გამოიყენება როგორც პიკური ელექტროსადგურები. GTP-ები გაიზარდა ორთქლის ტურბინებთან შედარებით ხმაურის მახასიათებლებისაჭიროებს ძრავის ოთახისა და ჰაერის მიმღების დამატებით ხმის იზოლაციას. ჰაერის კომპრესორი მოიხმარს გაზის ტურბინის შიდა სიმძლავრის მნიშვნელოვან ნაწილს (50-60%). კომპრესორისა და გაზის ტურბინის სიმძლავრის სპეციფიკური თანაფარდობის გამო, გაზის ტურბინის ელექტრული დატვირთვის ცვლილებების დიაპაზონი მცირეა.

დამონტაჟებული გაზის ტურბინების ერთეულის სიმძლავრე არ აღემატება 100-150 მგვტ-ს, რაც გაცილებით ნაკლებია დიდი ელექტროსადგურების საჭირო ერთეულის სიმძლავრეზე.

თანამედროვე გაზის ტურბინების უმეტესობა მუშაობს საწვავის უწყვეტი წვის სქემის მიხედვით და ხორციელდება ღია (ღია) ან დახურული (დახურული) ციკლით, რაც დამოკიდებულია დამწვარი საწვავის ტიპზე.

IN ღია ციკლის გაზის ტურბინაგამოყენებული საწვავი არის თხევადი დაბალი გოგირდის გაზის ტურბინის საწვავი ან ბუნებრივი აირი, რომლებიც იკვებება წვის კამერაში (ნახ. 9.1). საწვავის წვისთვის საჭირო ჰაერი იწმინდება ჰაერის კომპლექსურ გამწმენდ მოწყობილობაში (ფილტრში) და შეკუმშულია კომპრესორში მპა წნევამდე. გაზის ტურბინის წინ მოცემული გაზის ტემპერატურის მისაღებად °C წვის კამერაში შენარჩუნებულია საჭირო ჭარბი ჰაერი (2,5-5,0) საწვავის წვის თეორიული ტემპერატურის, საწვავის ტიპის, მისი წვის მეთოდის და ა.შ. სამუშაო სითხეა ცხელი აირები. გაზის ტურბინა, სადაც ისინი ფართოვდებიან და შემდეგ ტემპერატურა °C ყრიან საკვამურში.

ბრინჯი. 9.1. ღია ციკლის გაზის ტურბინის სქემატური დიაგრამა:

TO- ჰაერის კომპრესორი; GT- გაზის ტურბინა; G -ელექტრო გენერატორი; PU- გაშვების მოწყობილობა; F-საჰაერო ფილტრი; კს- საწვავის წვის პალატა

დახურული ციკლის გაზის ტურბინა(ნახ. 9.2) საშუალებას იძლევა გამოიყენოთ როგორც მყარი, ასევე მაღალი გოგირდის შემცველობით თხევადი საწვავი (საწვავის ზეთი), რომელიც დამწვარია წვის კამერაში, სადაც დამონტაჟებულია სამუშაო სითხის გამაცხელებელი, ჩვეულებრივ ჰაერი. ჩართვაში ჰაერის გამაგრილებლის ჩართვა ამცირებს კომპრესორში შეკუმშვის მუშაობას, ხოლო რეგენერატორი ზრდის გაზის ტურბინის ეფექტურობას. აქამდე არ გამოუყენებიათ დახურული ციკლის გაზის ტურბინები სხვა სამუშაო სითხეებით (ჰელიუმი და ა.შ.).

გაზის ტურბინების მთავარი უპირატესობა ენერგოსისტემისთვის არის მათი მობილურობა. ინსტალაციის სახეობიდან გამომდინარე, მისი გაშვების და ჩატვირთვის დრო შეადგენს 5-20 წუთს. GTU ხასიათდება ქვედა ერთეულის ღირებულებით (50-80% ნაკლები, ვიდრე ძირითადი ენერგობლოკები), მაღალი ხარისხიგაშვებისთვის მზადყოფნა, გამაგრილებელი წყლის არ საჭიროება, ელექტროსადგურის მცირე ზომების მქონე თბოელექტროსადგურების სწრაფი მშენებლობის შესაძლებლობა და გარემოს მცირე დაბინძურება. ამავდროულად, გაზის ტურბინებს აქვთ ელექტროენერგიის წარმოების დაბალი ეფექტურობა (28-30%), მათი ქარხნული წარმოება უფრო რთულია, ვიდრე ორთქლის ტურბინები, მათ სჭირდებათ ძვირი და მწირი საწვავი. ამ გარემოებებმა ასევე განსაზღვრა ენერგოსისტემაში გაზის ტურბინების გამოყენების ყველაზე რაციონალური არეალი, როგორც პიკური და ჩვეულებრივ ავტონომიურად გაშვებული ერთეულები 500-1000 სთ/წელი დადგმული სიმძლავრის გამოყენებით. ასეთი დანადგარებისთვის სასურველია საპროექტო სქემა მარტივი ციკლის ერთლილოვანი GTP-ის სახით რეგენერაციის გარეშე ან გამონაბოლქვი აირების სითბოს რეგენერატორით (ნახ. 9.3, ა, ბ). ასეთი სქემა ხასიათდება ინსტალაციის დიდი სიმარტივით და კომპაქტურობით, რომელიც ძირითადად მზადდება და აწყობილია ქარხანაში. ელექტრო გაზის ტურბინები, რომელთა ექსპლუატაცია დაგეგმილია ელექტრული დატვირთვის განრიგის ნახევრად ძირითად ნაწილში, ეკონომიკურად გამართლებულია უფრო რთული საპროექტო სქემის მიხედვით (ნახ. 9.3, გ).

ბრინჯი. 9.2. დახურული ციკლის გაზის ტურბინის ერთეულის სქემატური დიაგრამა:

VP- ჰაერის გამაცხელებელი; GT- გაზის ტურბინა; რ- რეგენერატორი; VC-ჰაერის კომპრესორი; გ- ელექტრო გენერატორი; PU- გაშვების მოწყობილობა

ბრინჯი. 9.3. სტრუქტურული სქემები სხვადასხვა სახის GTU:

ა- მარტივი ციკლის GTU რეგენერაციის გარეშე; ბ - მარტივი ციკლის GTP გამონაბოლქვი აირების სითბოს რეგენერატორით; ვ- ორი ლილვის GTU ორეტაპიანი საწვავის სითბოს მიწოდებით: თ- საწვავის მიწოდება; KVD. ეფექტურობა- მაღალი და დაბალი წნევის ჰაერის კომპრესორები; GTVD, GTND -მაღალი და დაბალი წნევის გაზის ტურბინები

საბჭოთა კავშირში გაზის ტურბინის ელექტროსადგურები მუშაობენ GT-25-700, GT-45-3, GT-100-750-2 გაზის ტურბინებით და სხვა ტიპის გაზის ტურბინებით 700 გაზის ტურბინის წინ. -950 ° C. Leningrad Metal Works-მა შეიმუშავა პროექტები გაზის ტურბინების ახალი სერიის 125-200 მეგავატი სიმძლავრის მქონე გაზის საწყის ტემპერატურაზე 950, 1100 და 1250 °C შესაბამისად. ისინი მზადდება მარტივი სქემის მიხედვით, ოპერაციის ღია ციკლით, ერთლილოვანი, რეგენერატორის გარეშე (ცხრილი 9.1). GT-100-750-2 LMZ გაზის ტურბინის ქარხნის თერმული დიაგრამა ნაჩვენებია ნახ. 9.4, ა და ელექტროსადგურის განლაგება ასეთი ტურბინებით ნაჩვენებია ნახ. 9.4ბ. ეს გაზის ტურბინები ფუნქციონირებს კრასნოდარის ელექტროსადგურზე, GRES im. Klassona Mosenergo, უნგრეთის ქალაქ ინოტში მდებარე პიკ თბოელექტროსადგურზე სახალხო რესპუბლიკადა ა.შ.

ცხრილი 9.1

გაზის ტურბინის ინდიკატორები
გაზის ტურბინის ქარხანა ელექტროენერგია, მეგავატი ჰაერის მოხმარება კომპრესორის მეშვეობით, კგ/წმ შეკუმშვის კოეფიციენტი კომპრესორში აირების საწყისი ტემპერატურა, o C ელექტროეფექტურობა,%
GT-25-700* 194,5 4,7/9,7
GT-35-770 6,7 27,5
GTE-45-2** 54,3(52,9) 7,7 28(27,6)
GT-100-750-2M* 4,5/6,4 750/750
GTE-150
GTE-200 15,6
M9 7001 General Electric 9,6 30,7

* ტურბინიანი და ორლილოვანი კომპრესორი; ლილვი ტურბინით და მაღალი წნევის კომპრესორით აქვს გაზრდილი სიხშირეროტაცია.

** მუშაობა ბუნებრივი აირი(თხევადი გაზის ტურბინის საწვავი).

ბრინჯი. 9.4. გაზის ტურბინის ქარხანა GT-100-750-2 LMZ:

ა- თერმული სქემა: 1-8 - GTU საკისრები; / - ჰაერი ატმოსფეროდან; II- გამაგრილებელი წყალი; III- საწვავი (ბუნებრივი აირი); /V - გამავალი აირები; V - ორთქლი სასტარტო ტურბინამდე (p=1,2 მპა, t=235°C); GSH-ხმაურის ჩამქრალი; KND - დაბალი წნევის კომპრესორი; IN- ჰაერის გამაგრილებელი; KVD- მაღალი წნევის კომპრესორი; KSVD -მაღალი წნევის წვის პალატა; TVD- მაღალი წნევის ტურბინა; KSND -დაბალი წნევის წვის პალატა; TND- დაბალი წნევის ტურბინა; VP- შიდა საკისარი; IN- პათოგენი; პარასკევი- სასტარტო ტურბინა; APK -ტალღის საწინააღმდეგო სარქველები LPC-ს უკან; ბ - განლაგება (ჯვარედინი განყოფილება): / - KND; 2-VO; 3 - HPC; 4 - KSVD; 5 - TVD; 6 - KSND; 7-TND; 8 - PT; 9 - ბუხარი; 10 - ტალღის საწინააღმდეგო სარქველი (APC); L- ელექტრო გენერატორი (G); 12- ოვერჰედის ამწე; 13- ფილტრები ჰაერის გაწმენდისთვის; 14 - ხმაურის ჩამხშობი საშუალებები; 15 - კონტროლის სისტემის ზეთის ტუმბოები; 16- გათბობის გამათბობლები; /7 - კარიბჭე სარქველები გამონაბოლქვი აირის არხებზე; 18 - ზეთის მაცივრები

თხევადი გაზის ტურბინის საწვავი, რომელიც გამოიყენება საყოფაცხოვრებო გაზის ტურბინებისთვის, ექვემდებარება ფილტრაციას და რეცხვას ელექტროსადგურში ტუტე ლითონის მარილებისგან. შემდეგ საწვავს ემატება მაგნიუმის დანამატი ვანადიუმის კოროზიის თავიდან ასაცილებლად. ექსპლუატაციის მონაცემების მიხედვით, ასეთი საწვავის მომზადება ხელს უწყობს გაზის ტურბინების ხანგრძლივ მუშაობას ნაკადის ბილიკის დაბინძურებისა და კოროზიის გარეშე.

ATEP-ის როსტოვის ფილიალმა შეიმუშავა სტანდარტული დიზაინი პიკური გაზის ტურბინის ელექტროსადგურისთვის GTE-150-1100 გაზის ტურბინის ერთეულით. ნახ. 9.5 გვიჩვენებს ასეთი გაზის ტურბინის სქემატური თერმული დიაგრამა, რომელიც შექმნილია თხევადი გაზის ტურბინის საწვავის ან ბუნებრივი აირის დასაწვავად. გაზის ტურბინა დამზადებულია მარტივი ღია სქემის მიხედვით, გაზის ტურბინა და კომპრესორის როტორები განლაგებულია ერთ ტრანსპორტირებად კორპუსში, რაც მნიშვნელოვნად ამცირებს ინსტალაციის დროს და შრომის ხარჯებს. ელექტროსადგურის საავტომობილო განყოფილებაში განივი დგას გაზის ტურბინის დანადგარები 36 დიაპაზონით და ბლოკის უჯრედი 24 მ. გამონაბოლქვი აირები ჩაედინება ბუხარში 120 მ სიმაღლით სამი ლითონის გაზის გამონაბოლქვი ლილვით.

ბრინჯი. 9.5. გაზის ტურბინის ქარხნის LMZ GTE-150-1100 სქემატური დიაგრამა:

VC- დამხმარე კომპრესორი საწვავის პნევმატური ატომიზაციისთვის: პარასკევი- ორთქლის ტურბინა; რ- ამაჩქარებელი მოწყობილობის ბლოკის რედუქტორი; ED -დამხმარე კომპრესორის ძრავა GT- გაზის ტურბინა; თ- თხევადი საწვავის მიწოდება, რომელიც შეესაბამება GOST 10743-75 = 42,32 MJ/კგ (10 110 კკალ/კგ) DT- ბუხარი; APK- ტალღის საწინააღმდეგო სარქველი

გაზის ტურბინის ქარხნების მნიშვნელოვანი მახასიათებელია მათი მუშაობის დამოკიდებულება გარე ჰაერის პარამეტრებზე და, პირველ რიგში, მის ტემპერატურაზე. მისი გავლენით იცვლება კომპრესორის გავლით ჰაერის ნაკადი, კომპრესორისა და გაზის ტურბინის შიდა სიმძლავრის თანაფარდობა და შედეგად, გაზის ტურბინის ელექტროენერგია და მისი ეფექტურობა. MPEI-მ შეასრულა GTE-150-ის მუშაობის მრავალვარიანტი გამოთვლები თხევადი გაზის ტურბინის საწვავზე და ტიუმენის ბუნებრივ აირზე, გარე ჰაერის ტემპერატურისა და წნევის მიხედვით (ნახ. 9.6, 9.7). მიღებული შედეგები ადასტურებს გაზის ტურბინის თერმული ეფექტურობის ზრდას გაზის ტურბინის წინ გაზის ტემპერატურის მატებით და გარე ჰაერის ტემპერატურის შემცირებით. ტემპერატურის ზრდა =800°C-დან =1100°C-მდე ზრდის GTP-ის ელექტრულ ეფექტურობას 3%-ით = -40°C-ზე და 19%-ით =40°C-ზე. გარე ჰაერის ტემპერატურის დაწევა +40-დან -40°C-მდე იწვევს გაზის ტურბინის ელექტროენერგიის მნიშვნელოვან ზრდას. სხვადასხვა საწყისი ტემპერატურისთვის ეს ზრდა 140-160%-ია. იმისათვის, რომ შეზღუდოს GTU სიმძლავრის ზრდა გარე ჰაერის ტემპერატურის შემცირებით და ელექტრო გენერატორის გადატვირთვის შესაძლებლობის გათვალისწინებით (TGV-200 ტიპის განხილვის შემთხვევაში), აუცილებელია გავლენა მოახდინოს ან გაზის ტურბინის წინ აირების ტემპერატურა, საწვავის მოხმარების შემცირება (მრუდები 4 ნახ. 9.6 და 9.7), ან გარე ჰაერის ტემპერატურაზე მცირე რაოდენობის გამონაბოლქვი აირების შერევით (2-4%) კომპრესორის მიერ შეწოულ ჰაერთან. ჰაერის მუდმივი ნაკადი დატვირთვის დიაპაზონში 100-80% ასევე შეიძლება შენარჩუნდეს GTU კომპრესორის შესასვლელი მიდის (VNA) დაფარვით.

ბრინჯი. 9.6. გაზის ტურბინის ელექტროენერგიის დამოკიდებულება გარე ტემპერატურაზე:

1- =1100°C; 2- = 950°С; 3 - = 800 °С; 4- = ; - GTP-ის მუშაობა ბუნებრივ აირზე; გაზის ტურბინის მუშაობა თხევად საწვავზე

ბრინჯი. 9.7. გაზის ტურბინის ბლოკის ელექტრული ეფექტურობის დამოკიდებულება გარე ჰაერის ტემპერატურაზე (იხ. სიმბოლოები ნახ. 9.6).

ელექტრული ეფექტურობის ცვლილება მისი შემცირების მიმართულებით განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია გარე ტემპერატურაზე 5-10 °C-ზე ზემოთ (ნახ. 9.7). გარე ჰაერის ტემპერატურის +15-დან +40 C-მდე მატებით, ეს ეფექტურობა მცირდება 13-27%-ით, რაც დამოკიდებულია გაზის ტურბინის წინ არსებული გაზების ტემპერატურაზე და დამწვარი საწვავის ტიპზე.

გარე ჰაერის ტემპერატურის მატება ზრდის გაზის ტურბინის მიღმა ჭარბი ჰაერის თანაფარდობას და გამონაბოლქვი აირების ტემპერატურას, რაც ხელს უწყობს გაზის ტურბინის ენერგოეფექტურობის გაუარესებას.

გაზის ტურბინის ქარხანა (სტუ) შედგება ორი ძირითადი ნაწილისაგან - ელექტროტურბინისა და გენერატორისგან, რომლებიც განლაგებულია ერთ შენობაში. მაღალი ტემპერატურის გაზის ნაკადი მოქმედებს ენერგეტიკული ტურბინის პირებზე (ქმნის ბრუნვას). სითბოს აღდგენა სითბოს გადამცვლელის ან ნარჩენი სითბოს ქვაბის მეშვეობით ზრდის ინსტალაციის საერთო ეფექტურობას.

სტუ-ს შეუძლია მუშაობა როგორც თხევად, ასევე აირისებრ საწვავზე. მუშაობის ნორმალურ რეჟიმში - გაზზე, ხოლო სარეზერვო (გადაუდებელ) რეჟიმში - ავტომატურად გადადის დიზელის საწვავზე. გაზის ტურბინის ქარხნის მუშაობის ოპტიმალური რეჟიმი არის სითბოს და ელექტროენერგიის ერთობლივი გამომუშავება. გაზის ტურბინას შეუძლია იმუშაოს როგორც ბაზის რეჟიმში, ასევე პიკური დატვირთვის დასაფარავად.

მარტივი გაზის ტურბინის ქარხანა უწყვეტი წვის და მისი ძირითადი ელემენტების მოწყობისთვის

მარტივი გაზის ტურბინის ქარხნის სქემატური დიაგრამა ნაჩვენებია სურათზე 1.

სურათი 1.გაზის ტურბინის სქემატური დიაგრამა: 1 - კომპრესორი; 2 - წვის პალატა; 3 - გაზის ტურბინა; 4 - ელექტრო გენერატორი

კომპრესორი 1 იწოვს ჰაერს ატმოსფეროდან, შეკუმშავს მას გარკვეულ წნევამდე და აწვდის წვის კამერაში 2. აქ ასევე მუდმივად მიეწოდება თხევადი ან აირისებრი საწვავი. ამ სქემაში საწვავის წვა ხდება მუდმივად, მუდმივი წნევით, ამიტომ ასეთ GTP-ებს უწოდებენ გაზის ტურბინის უწყვეტი წვის სადგურებს ან GTP-ებს წვის დროს მუდმივი წნევით.

საწვავის წვის შედეგად წვის პალატაში წარმოქმნილი ცხელი აირები შედის ტურბინაში 3. ტურბინაში გაზი ფართოვდება და შინაგანი ენერგიაგადაკეთდა მექანიკურ სამუშაოდ. გამონაბოლქვი აირები გამოდის ტურბინიდან გარემოში (ატმოსფეროში).

გაზის ტურბინის მიერ შემუშავებული სიმძლავრის ნაწილი იხარჯება კომპრესორის ბრუნვაზე, ხოლო დანარჩენი (სასარგებლო სიმძლავრე) მიეცემა მომხმარებელს. კომპრესორის მიერ მოხმარებული სიმძლავრე შედარებით დიდია და მარტივ სქემებში სამუშაო გარემოს ზომიერ ტემპერატურაზე შეიძლება იყოს 2-3-ჯერ მეტი გაზის ტურბინის სასარგებლო სიმძლავრეზე. ეს ნიშნავს, რომ თავად გაზის ტურბინის მთლიანი სიმძლავრე დიდი ხნის განმავლობაში გაცილებით მეტი იქნება, ვიდრე გაზის ტურბინის სასარგებლო სიმძლავრე.

ვინაიდან გაზის ტურბინას შეუძლია იმუშაოს მხოლოდ შეკუმშული ჰაერის თანდასწრებით, რომელიც მიიღება მხოლოდ ტურბინით ამოძრავებული კომპრესორიდან, აშკარაა, რომ GTU უნდა დაიწყოს ენერგიის გარე წყაროდან (საწყისი ძრავა), რომლის დახმარებითაც კომპრესორი ბრუნავს კამერის წვამდე, გარკვეული პარამეტრების გაზი და იმ რაოდენობით, რომელიც საკმარისია გაზის ტურბინის მუშაობის დასაწყებად, არ დაიწყებს ნაკადს.

ზემოაღნიშნული აღწერილობიდან ირკვევა, რომ გაზის ტურბინის ქარხანა შედგება სამი ძირითადი ელემენტისგან: გაზის ტურბინი, კომპრესორი და წვის კამერა. განვიხილოთ მოქმედების პრინციპი და ამ ელემენტების მოწყობილობა.

ტურბინა. სურათი 2 გვიჩვენებს მარტივი ერთსაფეხურიანი ტურბინის დიაგრამას. მისი ძირითადი ნაწილებია; ტურბინის კორპუსი (ცილინდრი) 1, რომელშიც დამაგრებულია სახელმძღვანელო ფარები 2, სამუშაო პირი 3, დამონტაჟებული დისკის 4 რგოლზე მთელ გარშემოწერილობაზე, დამონტაჟებული ლილვზე 5. ტურბინის ლილვი ბრუნავს საკისრებში 6. ბოლო ლუქები 7 დამონტაჟებულია იმ ადგილებში, სადაც ლილვი გამოდის კორპუსიდან, რაც ზღუდავს ცხელი აირების გაჟონვას ტურბინის გარსაცმიდან. ყველა მბრუნავი ნაწილი, ტურბინები (პირები, დისკი, ლილვი) ქმნიან მის როტორს. კორპუსი ფიქსირებული სახელმძღვანელო ფლოტებით და ლუქებით ქმნის ტურბინის სტატორს. დისკი პირებით ქმნის იმპულს.

სურათი 2.ერთსაფეხურიანი ტურბინის სქემა

რიგი სახელმძღვანელო და სამუშაო პირების კომბინაციას ეწოდება ტურბინის ეტაპი. სურათი 3 ზემოთ გვიჩვენებს ასეთი ტურბინის საფეხურის დიაგრამას და ქვემოთ არის ცილინდრული სახელმძღვანელოს და როტორის პირების მონაკვეთი ზედაპირები a-a, შემდეგ გაფართოვდა ნახატის სიბრტყეზე.

სურათი 3ტურბინის საფეხურის დიაგრამა

სახელმძღვანელო ფარები 1 ქმნიან შევიწროების არხებს განივი მონაკვეთში, რომელსაც ეწოდება საქშენები. არხებს, რომლებიც წარმოიქმნება როტორის პირებით 2, ასევე ჩვეულებრივ აქვთ შეკუმშული ფორმა.

ცხელი გაზი ზე სისხლის მაღალი წნევაშედის ტურბინის საქშენებში, სადაც ფართოვდება და ხდება სიჩქარის შესაბამისი ზრდა. შედეგად, გაზის წნევა და ტემპერატურა მცირდება. ამრიგად, ტურბინის საქშენებში, გაზის პოტენციური ენერგია გარდაიქმნება კინეტიკურ ენერგიად. საქშენებიდან გასვლის შემდეგ გაზი ხვდება სამუშაო პირების პირთაშორის არხებში, სადაც იცვლის მიმართულებას. როდესაც გაზი მიედინება როტორის პირების ირგვლივ, მათ ჩაზნექილ ზედაპირზე ზეწოლა უფრო მეტია, ვიდრე ამოზნექილზე და ამ წნევის სხვაობის გავლენით, იმპულარი ბრუნავს (როტაციის მიმართულება 3-ზე ნაჩვენებია ისრით u) . ამრიგად, გაზის კინეტიკური ენერგიის ნაწილი გარდაიქმნება როტორის პირებზე მექანიკურ ენერგიად, რაც მიუღებელია როტორის პირების ან ტურბინის დისკის სიმტკიცის გამო. ასეთ შემთხვევებში ტურბინები მრავალსაფეხურიანია. მრავალსაფეხურიანი ტურბინის დიაგრამა ნაჩვენებია სურათზე 4.

სურათი 4მრავალსაფეხურიანი ტურბინის სქემა: 1-საკისრები; 2 ბოლო ბეჭედი; 3-შემშვები მილი; 4-სხეული; 5-გამმართველი ფურცლები; 6 სამუშაო პირი; 7-როტორი; ტურბინის 8 გასასვლელი მილი

ტურბინა შედგება რიგად მოწყობილი ცალკეული საფეხურებისგან, რომლებშიც გაზი თანდათან ფართოვდება. წნევის ვარდნა, რომელიც მიეკუთვნება თითოეულ საფეხურს და, შესაბამისად, სიჩქარე c1 ასეთი ტურბინის თითოეულ საფეხურზე ნაკლებია, ვიდრე ერთსაფეხურიანზე. ნაბიჯების რაოდენობა შეიძლება შეირჩეს ისე, რომ მოცემული პერიფერიული სიჩქარით და სასურველი თანაფარდობა მიიღება

.

კომპრესორი. მრავალსაფეხურიანი ღერძული კომპრესორის სქემა ნაჩვენებია სურათზე 5.

სურათი 5მრავალსაფეხურიანი ღერძული კომპრესორის სქემა: 1-შემშვები მილი; 2 ბოლო ბეჭედი; 3-საკისრები; 4-შესასვლელი გზამკვლევი; 5-სამუშაო პირები; 6-გამმართველი ფურცლები; 7-ქეისი;8-გასწორება; 9 დიფუზორი; 10 გასასვლელი მილი; 11-როტორი.

მისი მთავარი შემადგენელი ნაწილებიარის: როტორი 2 მასზე დამაგრებული სამუშაო პირებით 5, კორპუსი 7 (ცილინდრი), რომელზედაც მიმაგრებულია სახელმძღვანელო ფარები 6 და ბოლო ლუქები 2, და საკისრები 3. ერთი რიგის მბრუნავი პირებისა და ერთი რიგის ფიქსირებული გზამკვლევი ფარების კომბინაცია. მათ უკან ეწოდება კომპრესორის ეტაპი. კომპრესორის მიერ შეწოვილი ჰაერი თანმიმდევრულად გადის კომპრესორის შემდეგ ელემენტებში, რომლებიც ნაჩვენებია სურათზე 5: შესასვლელი მილი 1, შესასვლელი გზამკვლევი 4, ეტაპის ჯგუფი 5, 6, გასწორება 8, დიფუზორი 9 და გამოსასვლელი მილი 10.

განვიხილოთ ამ ელემენტების დანიშნულება. შესასვლელი განშტოების მილი გათვლილია ჰაერის ერთგვაროვანი მიწოდებისთვის ატმოსფეროდან შემავალი გზამკვლევი ფანჯრისკენ, რომელმაც პირველ ხარისხში შესვლამდე უნდა მისცეს ნაკადს საჭირო მიმართულება. ეტაპობრივად, ჰაერი შეკუმშულია მბრუნავი პირებიდან ჰაერის ნაკადზე მექანიკური ენერგიის გადაცემის გამო. ბოლო საფეხურიდან ჰაერი შედის გასწორებაში, რომელიც შექმნილია დიფუზორში შესვლამდე ღერძულ მიმართულებაზე. დიფუზორში გაზის შეკუმშვა გრძელდება მისი კინეტიკური ენერგიის შემცირების გამო. გამოსასვლელი მილი შექმნილია დიფუზერიდან შემოვლითი მილსადენამდე ჰაერის მიწოდებისთვის. კომპრესორის პირები 1 (სურათი 6) ქმნიან გაფართოების არხების სერიას (დიფუზერები). როდესაც როტორი ბრუნავს, ჰაერი შედის პირთაშორის არხებში მაღალი ფარდობითი სიჩქარით (ჰაერის სიჩქარე შეინიშნება მოძრავი პირებიდან). როდესაც ჰაერი მოძრაობს ამ არხებით, მისი წნევა იზრდება ფარდობითი სიჩქარის შემცირების შედეგად. ფიქსირებული სახელმძღვანელო 2-ის მიერ წარმოქმნილ გაფართოებულ არხებში შეინიშნება ჰაერის წნევის შემდგომი ზრდა, რასაც თან ახლავს მისი კინეტიკური ენერგიის შესაბამისი შემცირება. ამრიგად, ენერგიის გარდაქმნა კომპრესორის ეტაპზე ხდება საპირისპირო მიმართულებით ტურბინის სტადიასთან შედარებით.

სურათი 6ღერძული კომპრესორის საფეხურის დიაგრამა

წვის პალატა

წვის კამერის დანიშნულებაა სამუშაო სითხის ტემპერატურის გაზრდა შეკუმშული ჰაერის გარემოში საწვავის წვის გამო. წვის კამერის სქემა ნაჩვენებია სურათზე 7.

სურათი 7წვის პალატა

საქშენის 1-ში შეფრქვეული საწვავის წვა ხდება კამერის წვის ზონაში, რომელიც შემოიფარგლება ალი მილით 2. ეს ზონა იღებს მხოლოდ ჰაერის იმ რაოდენობას, რომელიც აუცილებელია საწვავის სრული და ინტენსიური წვისთვის (ეს ჰაერი არის პირველადი ეწოდება).

წვის ზონაში შემავალი ჰაერი გადის მორევში 3, რაც ხელს უწყობს საწვავის ჰაერთან კარგ შერევას. წვის ზონაში აირების ტემპერატურა 1300...2000°C აღწევს. გაზის ტურბინის პირების სიმტკიცის პირობების მიხედვით, ასეთი ტემპერატურა მიუღებელია. ამიტომ კამერის წვის ზონაში წარმოქმნილი ცხელი აირები იხსნება ცივი ჰაერით, რომელსაც მეორადი ეწოდება. მეორადი ჰაერი მიედინება ალი 2-სა და სხეულს 4-ს შორის არსებულ რგოლურ სივრცეში. ამ ჰაერის ნაწილი შედის წვის პროდუქტებში მე-5 ფანჯრებიდან, დანარჩენი კი შერეულია ცხელ თვალებში ალი მილის შემდეგ. ამრიგად, კომპრესორმა უნდა მიაწოდოს წვის კამერას რამდენჯერმე მეტი ჰაერი, ვიდრე საჭიროა საწვავის წვისთვის, ხოლო წვის პროდუქტები, რომლებიც შედიან ტურბინაში, ძლიერად განზავდება ჰაერით და გაცივდება.



 

შეიძლება სასარგებლო იყოს წაკითხვა: