ऊर्जा गैस टर्बाइन। साइकिल गैस टर्बाइन

गैस टरबाइन संयंत्र (जीटीपी) एक एकल, अपेक्षाकृत कॉम्पैक्ट ऊर्जा जटिल है, जिसमें बनती काम शक्ति टरबाइन और जनरेटर का गठन। प्रणाली को व्यापक रूप से तथाकथित कम ऊर्जा में प्रयोग किया जाता है। बड़े उद्यमों, दूरदराज के क्षेत्रों और अन्य उपभोक्ताओं की ऊर्जा और गर्मी की आपूर्ति के लिए बढ़िया है। आमतौर पर, गैस टरबाइन तरल ईंधन या गैस पर काम कर रहा।

अत्याधुनिक

संयुक्त चक्र गैस टरबाइन (CCGT) - बिजली उत्पादन क्षमता अग्रणी भूमिका की क्षमता एक गैस टरबाइन संयंत्र और उनके बाद विकास को जाता है। इस प्रकार, अमेरिका ऊर्जा संयंत्रों 1990 के दशक के बाद से, इनपुट और आधुनिक सुविधाओं के 60% से अधिक पहले से ही गैस टर्बाइन और CCGT बनाने के लिए, और कुछ देशों में अपने हिस्से का कुछ वर्षों में 90% पर पहुंच गया।

एक बड़ी संख्या में भी एक साधारण गैस टरबाइन का निर्माण किया। गैस टरबाइन संयंत्र - मोबाइल, संचालित करने के लिए किफायती और मरम्मत करने के लिए आसान - पीक लोड कवर करने के लिए सबसे अच्छा समाधान था। सदी (1999-2000) के मोड़ पर गैस टर्बाइन की कुल क्षमता 120,000 मेगावाट तक पहुँच गया है। तुलना के लिए, 80 साल में सिस्टम के इस प्रकार के कुल क्षमता 8000-10 000 मेगावाट थी। गैस टरबाइन (60%) लगभग 350 मेगावाट की एक औसत क्षमता के साथ बड़े बाइनरी संयुक्त चक्र पौधों में काम करने का इरादा का एक महत्वपूर्ण हिस्सा।

ऐतिहासिक जानकारी

संयुक्त चक्र प्रौद्योगिकी के इस्तेमाल के लिए सैद्धांतिक आधार जल्दी '60 के दशक में हमारे देश में कुछ विस्तार से अध्ययन किया गया है। उस समय पहले से ही यह स्पष्ट हो गया है कि बिजली प्रणाली के विकास के सामान्य पाठ्यक्रम संयुक्त चक्र प्रौद्योगिकी के साथ जुड़ा हुआ है। हालांकि, उनके सफल कार्यान्वयन विश्वसनीय और उच्च प्रदर्शन गैस टर्बाइन की जरूरत थी।

यही कारण है कि पर्याप्त प्रगति पहचान आधुनिक गैस टरबाइन बिजली प्रणाली एक गुणात्मक छलांग है। विदेशी कंपनियों के एक नंबर सफलतापूर्वक एक समय में कुशल स्थिर गैस टर्बाइन बनाते समय घरेलू एक कमांड अर्थव्यवस्था की स्थिति में अग्रणी संगठनों सिर दर्द कम से कम उन्नत भाप टरबाइन प्रौद्योगिकी (PTU) को बढ़ावा देने में लगे हुए की समस्या को हल कर दिया है।

60 के दशक हैं की दक्षता गैस टरबाइन पौधों 24-32% पर खड़ा था देर से 80 की सबसे अच्छी ऊर्जा स्थिर गैस टर्बाइन में, पहले से ही (स्टैंडअलोन उपयोग के लिए) क्षमता 36-37% थी। इससे उन्हें PGU के आधार जिसका दक्षता 50% थी बनाने की अनुमति दी। नई सदी की शुरुआत से यह आंकड़ा 40% थी, और संयुक्त चक्र के साथ संयोजन के रूप में - और 60% पर।

और भाप टर्बाइन की तुलना संयुक्त चक्र पौधों

संयुक्त चक्र गैस टर्बाइन के आधार पर पौधों, और निकटतम वास्तविक संभावना 65% दक्षता या उससे अधिक प्राप्त करने के लिए किया गया था। भाप टरबाइन इकाइयों के लिए एक ही समय (सोवियत संघ में विकसित) में, केवल जटिल वैज्ञानिक पीढ़ी और सुपरक्रिटिकल भाप मापदंडों के उपयोग से संबंधित समस्याओं की एक संख्या के सफल समाधान के मामले में, आप 46-49 से अधिक नहीं% की क्षमता पर भरोसा कर सकते हैं। इस प्रकार, भाप टरबाइन संयुक्त चक्र प्रणाली की दक्षता बुरी खो देते हैं।

लागत और निर्माण के समय के रूप में गौरतलब है कि अवर के लिए भाप टर्बाइन बिजली संयंत्र। 2005 में, वैश्विक ऊर्जा बाजार, 1 किलोवाट 200 मेगावाट CCGT करने के लिए और अधिक की कीमत $ 500-600 / किलोवाट था। पीएसयू के लिए छोटे क्षमता मूल्य 600-900 $ / किलोवाट की रेंज में था। शक्तिशाली गैस टर्बाइन $ 200-250 / किलोवाट के अनुरूप हैं। कीमत बढ़ जाती है की इकाई क्षमता में कमी, लेकिन साथ आमतौर पर $ 500 / किलोवाट से अधिक नहीं है। इन मूल्यों बिजली भाप टरबाइन प्रणालियों की एक किलोवाट की लागत का एक अंश है। उदाहरण के लिए, भाप टरबाइन ऊर्जा संयंत्रों संघनक में स्थापित किलोवाट प्रति कीमत $ 2000-3000 / किलोवाट से लेकर।

योजना गैस टरबाइन संयंत्र

: संयंत्र तीन बुनियादी इकाइयां शामिल एक गैस टरबाइन combustor और हवा कंप्रेसर। और सभी इकाइयों पूर्वनिर्मित एकल पैकेज में रखा जाता है। कंप्रेसर और टरबाइन के रोटार सख्ती से एक दूसरे से जुड़े हुए हैं, बेयरिंग पर आराम।

कंप्रेसर के दहन कक्ष के आसपास की व्यवस्था कर रहे हैं (उदाहरण के लिए, 14 पीसी।), अपनी अलग आवास में प्रत्येक। कंप्रेसर हवा प्रवेश में प्रवेश के लिए निकास पाइप के माध्यम से गैस टरबाइन हवा पलायन से है। शक्तिशाली गैस टरबाइन आवरण का समर्थन करता है के आधार पर, एक भी फ्रेम पर संतुलित रखा।

आपरेशन के सिद्धांत

सबसे गैस टरबाइन निरंतर दहन सिद्धांत या खुले चक्र का उपयोग कर प्रतिष्ठानों में:

• प्रारंभ में, काम कर रहे तरल पदार्थ (हवा) वायुमंडलीय दबाव संबंधित कंप्रेसर के तहत पंप किया जाता है।
• इसके बाद, हवा में एक उच्च दबाव के लिए संकुचित और दहन कक्ष के लिए भेजा जाता है।
• यह ईंधन जो एक निरंतर दबाव पर जला दिया जाता है साथ आपूर्ति की है, गर्मी के एक निरंतर आपूर्ति सुनिश्चित करना। ईंधन के दहन के कारण काम कर शरीर के तापमान बढ़ जाता है।
• इसके अलावा, तरल पदार्थ गैस टरबाइन जहां यह वायुमंडलीय दबाव के लिए विस्तारित करने के लिए बहती है (अब यह एक गैस है जो हवा और दहन उत्पादों का एक मिश्रण है है), प्रदर्शन करती उपयोगी काम (टरबाइन बदल जाता है, बिजली उत्पन्न करता है)।
• बाद गैस टरबाइन वातावरण में छुट्टी दे दी है जो कर्तव्य चक्र और बंद के माध्यम से।
• टरबाइन और कंप्रेसर के बीच का अंतर एक इलेक्ट्रिक जनरेटर टरबाइन और कंप्रेसर के साथ एक आम शाफ्ट पर व्यवस्थित देखा जाता है।

फिटिंग रुक-रुक कर दहन

पिछले रचनात्मक योजना के विपरीत, दो वाल्व दहन पौधों एक के बजाय असंतत में किया जाता है।

• कंप्रेसर पहली बार एक वाल्व के माध्यम से दहन चेंबर में पंप हवा जब दूसरा वाल्व बंद है।
• जब दबाव दहन कक्ष में उगता है, पहली वाल्व बंद है। चैम्बर की मात्रा बंद कर दिया है।
• जब स्वाभाविक रूप से बंद कर दिया एक कक्ष में ईंधन को जलाने के वाल्व, इसके दहन स्थिर आयतन पर होता है। नतीजतन, काम कर द्रव दबाव आगे बढ़ जाती है।
• इसके बाद, दूसरा वाल्व खोला जाता है और तरल पदार्थ गैस टरबाइन के लिए आपूर्ति की है। दबाव टरबाइन की नदी के ऊपर धीरे-धीरे कम हो जाएगा। जब यह वायुमंडलीय दबाव के करीब है, दूसरा वाल्व बंद किया जाना चाहिए, और पहले खोलने के लिए और चरणों को दोहराएँ।

साइकिल गैस टर्बाइन

एक thermodynamic के चक्र के व्यावहारिक अहसास की ओर मुड़ते, डिजाइनरों दुर्गम तकनीकी बाधाओं का एक बहुत से निपटने के लिए। सबसे विशिष्ट उदाहरण: भाप नमी प्रवाह अनुभाग में एक से अधिक 8-12% नुकसान भाप टरबाइन की बढ़ जाती है तेजी से, गतिशील लोड बढ़ रही है, कटाव होता है। यह अंततः टरबाइन के प्रवाह भाग के विनाश की ओर जाता।

(काम के लिए) सत्ता में इन सीमाओं के परिणामस्वरूप व्यापक रूप से इस्तेमाल कर रहे हैं तो अब तक केवल दो बुनियादी thermodynamic चक्र: चक्र रैंकिन और Brayton साइकिल। बिजली संयंत्रों के बहुमत इन चक्रों की तत्वों के संयोजन पर आधारित है।

रैंकिन चक्र काम कर रहे तरल पदार्थ है, जो चक्र प्राप्ति के दौरान इस तरह के काम कर चक्र भाप बिजली संयंत्र के तहत चरण संक्रमण के लिए प्रतिबद्ध के लिए प्रयोग किया जाता है। काम कर शव है, जो असली दुनिया में सघन नहीं किया जा सकता है, और जिसके लिए हम Brayton साइकिल का इस्तेमाल किया गैसों कहते हैं। इस चक्र के अनुसार गैस टर्बाइन और आंतरिक दहन इंजन इंजन काम कर रहे।

इस्तेमाल ईंधन

गैस टर्बाइन के विशाल बहुमत प्राकृतिक गैस पर संचालित करने के लिए डिजाइन किए हैं। कभी कभी एक तरल ईंधन कम बिजली प्रणालियों में इस्तेमाल किया जाता है (कम से कम - औसत बहुत मुश्किल से ही - बड़ी क्षमता)। संक्रमण का एक नया चलन कॉम्पैक्ट गैस टरबाइन प्रणालियों ठोस ईंधन (कोयला, लकड़ी और कम पीट) का उपयोग हो जाता है। इन प्रवृत्तियों तथ्य यह है कि प्रक्रिया गैस रसायन उद्योग के लिए एक महत्वपूर्ण कच्चा माल है के साथ जुड़े रहे, इसके उपयोग अक्सर ऊर्जा की तुलना में अधिक लागत प्रभावी है। गैस टर्बाइन का उत्पादन है कि ठोस ईंधन पर प्रभावी ढंग से काम कर सकते हैं, जोर पकड़ रहा है।

GTU को डीआईसी विपरीत

मुख्य अंतर आंतरिक दहन इंजन के और गैस टरबाइन प्रणाली इस प्रकार है। हवा, दहन और दहन उत्पादों के विस्तार के संपीड़न के आंतरिक दहन इंजन प्रक्रिया एक भी संरचनात्मक तत्व के भीतर हो, इंजन सिलेंडर के रूप में भेजा। GTU इन प्रक्रियाओं अलग संरचनात्मक नोड्स पर किया जाता है:

• संपीड़न कंप्रेसर में किया जाता है;
• दहन में क्रमश: एक विशेष कक्ष में;
• दहन उत्पादों के विस्तार के एक गैस टरबाइन में किया जाता है।

रचनात्मक गैस टर्बाइन और आंतरिक दहन इंजन एक छोटे से समान का एक परिणाम के रूप में, हालांकि समान thermodynamic के चक्र पर काम करते हैं।

निष्कर्ष

कम ऊर्जा के विकास, गैस टर्बाइन और व्यावसायिक प्रणाली की दक्षता में वृद्धि के साथ दुनिया में समग्र ऊर्जा प्रणाली में एक बढ़ती शेयर कवर किया। तदनुसार, अधिक से अधिक मांग आशाजनक कैरियर मशीन गैस टर्बाइन। पश्चिमी भागीदारों के बाद रूसी निर्माताओं में से एक नंबर लागत प्रभावी टरबाइन प्रतिष्ठानों प्रकार के उत्पादन में महारत हासिल है। रूस में नई पीढ़ी के पहले संयुक्त चक्र विद्युत संयंत्र सेंट पीटर्सबर्ग में उत्तर-पश्चिम थर्मल पावर प्लांट बन गया है।