A gázturbinás erőmű egy modern high-tech létesítmény, amely villamos energiát és hőenergiát termel.
A gázturbinás erőmű alapja egy vagy több gázturbinás motor - olyan erőegységek, amelyek mechanikusan kapcsolódnak egy elektromos generátorhoz , és egy vezérlőrendszerrel egyetlen energiakomplexummá egyesítik. Egy gázturbinás erőmű elektromos teljesítménye húsz kilowatttól több száz megawattig terjedhet . A gázturbina a villanygenerátor turbina általi közvetlen forgatásán túl jelentős mennyiségű (kétszeres villamos teljesítmény) hőenergiát is képes eljuttatni a fogyasztóhoz, amivel a hulladékhőben gőzt lehet előállítani. kazán , amely viszont további villamosenergia-termelésre vagy hőellátási igényekre használható. Ebben az esetben az erőművet kombinált ciklusú vagy gázturbinás CHP- nek nevezik .
Tiszta levegő kerül a gázturbinás tápegység kompresszorába (1 ) . Nagy nyomás alatt a kompresszor levegője az égéskamrába (2) kerül, ahol a fő tüzelőanyag, a gáz is betáplálódik. A keverék meggyullad. Gáz-levegő keverék elégetésekor az energia forró gázok áramlása formájában keletkezik. Ez az áramlás nagy sebességgel a turbinakerékhez (3) rohan, és elforgatja azt. A forgási kinetikus energia a turbina tengelyén keresztül hajtja a kompresszort (1) és az elektromos generátort (4). A generátor kapcsairól a megtermelt villamos energia általában egy transzformátoron keresztül kerül az elektromos hálózatba, az energiafogyasztókhoz.
A nagy teljesítményű félvezető feszültségátalakítók ( inverterek ) és a nagy teljesítményű, állandó mágneses kefe nélküli generátorok széles körű gyakorlatba lépésével indokolttá vált több tíz kilowatt teljesítményű gázturbinás erőművek létrehozása, amelyeket a "mikroturbinák" jelölnek. Egy ilyen beépítésnél nincs sebességváltó, a turbina fordulatszáma szükség szerint változtatható (terhelésváltozás stb.) A generátor viszonylag nagy frekvenciájú áramot (kHz) állít elő, amit egyenirányítanak és háromfázisú ipari frekvenciává alakítanak áram egy inverterrel. Az egyetlen mozgó alkatrész, amely egyesíti a turbina és a kompresszor kerekeit, valamint a generátor forgórészét , a kopást kiküszöbölő gázdinamikus csapágyakban felfüggeszthető. Az ilyen telepítés tartósságának fő tényezője a járókerék eróziója és az indítás során bekövetkező kopás. A konténeres formátumú mikroturbinás generátorok szervizintervalluma körülbelül egy év folyamatos üzemben, élettartamuk pedig körülbelül 60 000 óra (kb. 7 év) a nagyjavítás előtt [1] . A dugattyús egységek közvetlen versenytársaként a mikroturbinák azonban veszítenek velük szemben a költség és az elektromos hatásfok (azaz a megtermelt elektromos és hőenergia aránya) tekintetében. Ugyanakkor az indítások száma évente körülbelül 300-ra korlátozódik, ami megnehezíti a tartalék forrásként való felhasználásukat.
A kisméretű gázturbinás erőművek alkalmazása olyan távoli vagy gazdaságilag elszigetelt fogyasztók számára javasolt, amelyeket hosszú folyamatos üzemidő (szemben a dugattyús egységekkel) vagy állásidő (amely veszteségessé teszi a központi elektromos hálózatokhoz való erőteljes csatlakozások létrehozását) jellemezni. különösen akkor, ha a létesítmény fűtésére vagy a párhuzamosan kapott hő egyéb módon történő felhasználására van szükség.
A nagy GTPP-k tiszta formájukban indokoltak a termikus (gőzturbinás) állomásokhoz képest az olcsó tüzelőanyag elérhetősége és a túlzott beruházási költségek miatt (az északi olaj- és gázrégiók).
Helyhez kötött hálózati villamosenergia-termeléshez indokoltabb olyan kombinált ciklusú erőművek alkalmazása, amelyek a gázturbinás generátoron kívül hulladékhő- gőzkazánt és gőzturbinát tartalmaznak további villamosenergia-termeléshez, amely lehetővé teszi a magas elektromos hatásfok elérését .
A gázturbinás erőművek felhasználási területei igen kiterjedtek:
és a gazdaság más ágazataiban .
A gázturbinás erőművekből nagy mennyiségű kapcsolódó hőenergiát lehet nyerni, és ennek felhasználása előrelátható és kiszámítható időn belül megtérül a befektetésen. A gyakorlatban a turbinaüzem hulladékhőjének felhasználása a dugattyús erőműhöz vagy a központi áramellátáshoz képest döntő tényező, amely indokolja annak használatát, kivéve az olaj- és gázkomplexum sajátos körülményeit (rendelkezésre álló tüzelőanyag és magas követelmények) motoros erőforrásokhoz ) .
A kiserőművek alacsony rezgése, zajszintje és toxicitása, valamint a gázhálózatok rendelkezésre állása indokolja a folyamatos energiaellátás autonóm forrásaként való alkalmazásukat a városokban, ha a hálózati villamos energia költsége magas és az elektromos hálózathoz való csatlakozás megszervezése megfelelő. nehéz.
| Motorok | |||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| |||||||||||||||||
| |||||||||||||||||
| |||||||||||||||||
| |||||||||||||||||
| |||||||||||||||||
| |||||||||||||||||
| Lásd még örökmozgó Fogaskerék motor gumi motor | |||||||||||||||||