Мазмұны I. Кіріспе II. Жылу энергиясының тиімді технологиялары
жүктеу/скачать 2,92 Mb.
|
Ғылыми жоба финал
- Бұл бет үшін навигация:
- 3.3.Бу газ турбиналы ЖЭС
| 3.2.Газ турбиналы ЖЭС
Газ турбиналы қондырғыны (ГТҚ) транспортта, электростанцияларда, газ және өндірістерде, мұнай өңдеуші зауыттарда, газ және мұнай құбырлы магистралдардың сығымдаушылары мен сұйық сорғыш жетектеріне арналған, металлургиялық зауыттарда, химиялы өндірістерінің кәсіпорындарында және т.б. қолданады. Газ турбиналы қондырғылар жинақты, салмағы аз, піспекті қозғалтқыштардың, іштен жанатын бөлшектерінің қайтымды - ілгерілемелі қозғалысты, қасиеті болмайтын, пайдалану құны арзан, суды пайдаланбай-ақ жұмыс атқара алады. ГТҚ артықшылығына - жанушы камерасында, жағу мүмкіндігі және газ түріндегі мен сұйық отынды қолдануға болатындағы. Отынның сапасына байланысты, ГТҚ-ның жұмыс істеудегі жағдайының сенімділігі және газдың, ең жоғарғы температурасын таңдап алуға болатындығы. Арзан жағушы мазуттарды жағуда, егер турбинаға кірердегі, газ температурасы 650°С жоғары болмаған жағдайда, ешқандай қиындықсыз қолдануға болатындығы. ГТҚ-ның артықшылығына байланысты болатыны, бір газ турбиналы агрегаттарда, сол сияқты, бу турбиналы қондырғыларда, үлкен қуат алу мүмкіндігінің болуы. Сонымен қатар ГТҚ арқылы, бір білікті сүлбемен, өте қарапайым түрінде орындалуы, ерекше кемшілігіне жатады. Жұмыс істеу кезіндегі, қондырғының толық жүктемесіздігі, үнемділігін едәуір кемітеді. ГТҚ-ның ПӘК, жарым-жартылай жүктемеде, газ турбинасының, тұрақты айналу жиілігі жұмысындағы ГТҚ-ның ПӘК, өте тез төмендейді. ГТҚ-ға жүктемені кеміткен кезде, жану камерасына, сығымдаушыдан ауаның тұрақты келуі кезінде, отынның берілуі азаяды, бұл жағдайда, турбина алдында, газ температурасының тез кемуіне жеткізеді және қондырғының үнемділігін едәуір азайтады. ГТҚ-ның жұмысына қоршаған ауаның температурасы мен қысымы, үлкен әсерін тигізеді. Температураның артуынан және атмосфера қысымының кемуі, газ турбиналы қондырғының қуатын кемітеді. Мысал үшін, ең бірінші жанған газ турбиналы кондырғының С.М.Кировтың ХТГЗ көрсетілген. Бұл ГТҚ-50-800 қос біліктінің, қуаты 50000 кВт, қос аралықты салқындатқышы және жылулықты регенерациялаушысы бар. Турбина алдындағы газ температурасы 800°С. Сорылатын ауаның сығымдаушыдағы төменгі қысымы 1, одан кейін, ауа, салқындатқышқа келіп түседі 2. Денені салқындатуға суды қолданады. Салқындатылған ауа, орташа қысыммен сығымдаушыда 4 сығылады, одан кейін қайтадан ауа салқындатқыш 5 бағытталады. Жану сығымдаушыдан 8 кейін, жоғарғы қысымды жану камерасы 10, келіп кіреді де, онда оның, температурасы артады және будан соң, төменгі қысымды турбинада 11 кеңееді, ал одан кейін, генератор 7 пайдаланылады. Генератордан 7 кейін, жұмыс атқарған газ атмосфераға шығады. Ауа салқындатқыштан 5 шыққан соң, ауа жоғарғы қысымды сығымдаушыға 7 келіп кіреді, одан регенераторға 7 бағытталады, мұнда оның температурасы артады және одан ары, жану камерасына 8 кіреді. Электрлі тоқтың генераторы 3, төменгі қысымды турбинаның білігіне 11 орналасқан. Атап өту қажет, ГТҚ-ның ауа даңғылында, ауа салқындатқыш қысымның жоғалуына әкеліп соғады. Осы қысымның жоғалуы, турбина алдындағы газ қысымына қатынасы, шамамен 2% кұра 3.3.Бу газ турбиналы ЖЭС ЖЭС пен ЖЭО-ның жылу үнемділігінің едәуір артуы біріктірілген термодинамикалық циклдарды қолданумен байланысты – бу турбиналық циклдің бір схемасында әртүрлі жоғары температуралық циклдармен үйлесуі болып табылады. Бу-газ қондырғылары аралас жылу энергетикалық қондырғылардың бір түрі болып табылады. Біріктірілген қондырғылардың термодинамикалық циклдары температураның өзгеруінің әртүрлі диапазонында әдетте әртүрлі жұмыс денелері орындайтын екі немесе одан да көп қарапайым циклдардан тұрады. Жоғары температура аймағында жүзеге асырылатын циклдар әдетте жоғарғы, ал төменгі температура аймағында төменгі деп аталады. Газ бен буды энергетикалық қондырғыда қоспа түрінде (монарлық) немесе бөлек тізбектерде (бинарлық цикл) қолдануға болады. Мұндай алғашқы циклдарды Карно 1824 жылы ойлап тапқан. Әлемдегі алғашқы қондырғы, оның жұмыс денесі жанармай мен су буының қоспасы болды, оны Ресейде (1892-1900) Әскери-теңіз күштерінің офицері п.д. Кузьминский құрды. Бұл орнату монарным циклімен жұмыс тұрақты қысым, жану үшін қомақты быстроходного катерлер. Бу шығаратын катушкамен қорғалған жану камерасында керосин жағылды. Оның жану өнімдерінің су буымен қоспасы радиалды типтегі турбинада жұмыс жасады. Жану камерасының кіреберісіндегі ауа қысымы шамамен 10 ата, катушканың кіреберісіндегі су шамамен 50 ата болды. Ол кезде ыстыққа төзімді болаттардың болмауы жану камерасын және жоғары температурада ұзақ уақыт жұмыс істей алатын басқа қондырғы элементтерін жасауға мүмкіндік бермеді. Орнату тиімділігі төмен болды-3 %. 1901-1910 жылдары Францияда инженерлер Арманго мен Лемаль П.Д. Кузьминскийге ұқсас схема бойынша бу-газ қоспасында газ турбиналық қондырғылар жасады. Олардың екінші қондырғысы 4 ата, 450-470 °С газдың бастапқы параметрлерінде 83 л.с. пайдалы қуатын дамытты. тиімділігі шамамен 3%. Компрессор шамамен 400 л.с. газ температурасын төмендету үшін жану камерасына су құйылды. Кейінірек керосиннің жану өнімдерінің су буымен қоспасы алдымен поршеньді, содан кейін турбиналық торпедалық қозғалтқыштарда жұмыс денесі ретінде қолданылды. Электр станцияларындағы алғашқы БГҚ ХХ ғасырдың 50-ші жылдарының басында АҚШ пен Батыс Еуропада салына бастады. Бұл аз қуатты қондырғылар болды, олар негізінен энергетикалық газ турбиналарының көрсеткіштері жақсарған сайын жақсарды. Соңғы 30 жылда ГТҚ ең қарқынды дамып келе жатқан жылу қозғалтқышы болып табылады. Осы уақыт ішінде олардың бірлік қуаты 200 МВт-тан асты. Автономды жұмыс кезінде тиімділік 27-ден 37% - ға дейін өсті (көп қабатты ГТҚ үшін 40% - ға дейін), қысу коэффициенті 7-ден 15-17-ге дейін өсті, газдардың бастапқы температурасы 1300-1600 °С-қа жетті БГҚ-ның негізгі артықшылықтары (жоғары тиімділік, орташа меншікті құн, жақсы экологиялық көрсеткіштер, жылдам кезеңдік құрылыс мүмкіндігі) әсіресе Ресейдің жағдайына тән табиғи газдың қол жетімділігі мен салыстырмалы түрде төмен құнымен көрінеді. PGU артықшылықтарын көрсетудің тағы бір маңызды шарты GTU кеңейту процесінде газдың жоғары бастапқы температурасына қол жеткізу мүмкіндігі. Қазіргі уақытта стационарлық және кеме энергетикасында бинарлық немесе монарлық циклдарда жұмыс істейтін БГҚ-ның осындай негізгі түрлері қолданылады: а) жоғары қысымды бу генераторымен (ПГУ с ВПГ); б) ағызу түрі – төмен қысымды бу генераторымен (ПГУ с НПГ); в) кәдеге жарату қазаны бар кәдеге жарату типі (ПГУ с КУ); г) параллель схемамен; д) ГТУ шығатын газдардың жылуы есебінен қоректік суды қыздырумен (ПГУ ПВ); е) қысыммен айналымдағы қайнаған қабатта қатты отынды жағумен (ПГУ ЦКСД); ж) көмірді циклішілік газдандырумен (ПГУ ВЦГУ); з) су немесе бу бүркуімен (ПГУ араластыру). Тізімдегі алғашқы бес түрі (А-д) газды немесе сұйық отынды жағатын PGU тобына, ал келесі екі түрі (E, F) қатты отынды жағатын PGU тобына жатады. Алайда, NPG бар PGU – да газ турбинасының шығатын газдары кәдімгі қазандықтың оттығына түседі және қосымша отынды жағу үшін қолданылады-тек сұйық немесе газ тәрізді емес, мысалы, көмір. жүктеу/скачать 2,92 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|