Два основных типа
Существуют два основных типа турбин для горения (ТТ), отличных от микротурбин:
- Промышленные турбины тяжелой рамы и
- Аэродинамические турбины. Тяжелые системы рамы производятся из аналогичных моделей, которые были конструкциями паровых турбин.
Генерация электричества с турбинами сгорания (фото кредит: SIEMENS)
Как видно из названия, они имеют очень тяжелую конструкцию. Аэродинамические системы имеют историю проектирования от авиаперевозок и имеют гораздо более легкий и более быстрый дизайн.
Эти типы турбин, хотя и аналогичные в эксплуатации, имеют некоторые существенные различия в дизайне в областях, отличных от физических. К ним относятся такие области, как проектирование турбин, зоны сжигания, скорость вращения и воздушные потоки.
Хотя эти устройства первоначально не были разработаны как технология « распределенного поколения », но, тем не менее, для центральных станций и крупных приложений для совместной генерации технология начинает экономически производить единицы с рейтингами в сотни киловатт и однозначными мегаваттами.
Эти турбины работают как системы Brayton Cycle и способны работать с различными источниками топлива.
Большинство применений турбин в качестве распределенной генерации будут работать на природном газе или мазуте. Рабочие характеристики между двумя системами лучше всего описывать в табличной форме, как показано на рисунке 2.
Рисунок 1 - Основные эксплуатационные характеристики турбины
| Тяжелая рама | Турбинный | |
| Размер (одинаковый общий рейтинг) | большой | компактный |
| Скорость вала | синхронный | Более высокая скорость (соединенная через коробку передач) |
| Воздушный поток | Высокое (нижнее сжатие) | Нижнее (высокое сжатие) |
| Время запуска | 15 минут | 2-3 минуты |
Блок турбины сгорания состоит из трех основных механических компонентов: компрессора, камеры сгорания и турбины.
Компрессор принимает входной воздух и сжимает его, что увеличивает температуру и уменьшает объем за цикл Brayton. Затем топливо добавляется, и сгорание происходит в камере сгорания, что увеличивает как температуру, так и объем газовой смеси, но оставляет давление постоянным. Затем этот газ расширяется через турбину, где мощность извлекается за счет снижения давления и температуры и увеличения объема.
Если эффективность является движущей проблемой, а капитал, необходимый для повышения эффективности, доступен, системы Brayton Cycle могут иметь либо системы совместной генерации, либо парогенераторы с рекуперацией тепла, либо простые рекуператоры, добавленные в турбину сгорания.
Сжигание турбинной электростанции (иллюстрация кредита: tva.com)
Другие модификации и усовершенствования оборудования могут быть включены в эти типы турбин для сжигания, таких как многоступенчатые турбины с повторной закачкой топлива, межохладитель между многоступенчатыми компрессорами и инжекцией пара / воды.
Типичные коэффициенты теплоты для турбин с турбокомпрессором простого цикла варьируются у разных производителей, но находятся в диапазоне от 11 000 до 20 000 БТЕ / кВтч. Однако эти цифры уменьшаются по мере добавления рекуперации и когенерации. КТ обычно имеют стартовую надежность в диапазоне 99% и надежность работы приближается к 98%. Эксплуатационная среда оказывает большое влияние на производительность турбин внутреннего сгорания.
Высота, на которой работает КТ, имеет коэффициент деградации около 3, 5% на 1000 футов повышенной высоты, а температура окружающей среды имеет аналогичное ухудшение на 10 °.
Рисунок 2 - Основные конструкции турбины внутреннего сгорания
На рисунке 2 показана блок-схема турбины с простым циклом сгорания с рекуператором (слева) и турбиной сгорания с многоступенчатой турбиной и повторной закачкой топлива (справа).
Газовая турбина на электростанции (ВИДЕО)
Не могу посмотреть это видео? Нажмите здесь, чтобы посмотреть его на Youtube.
Ссылка: Руководство по электротехнике - LL Grigsby (Книга с твердым переплетом из Amazon)