Что такое гту в энергетике
Принцип работы гту
Общее устройство и принцип действия ГТУ
Газотурбинные установки (ГТУ) – тепловые машины, в которых тепловая энергия газообразного рабочего тела преобразуется в механическую энергию.
Основными компонентами являются: компрессор, камера сгорания и газовая турбина.
Для обеспечения работы и управления в установке присутствует комплекс объединенных между собой вспомогательных систем. ГТУ в совокупности с электрическим генератором называют газотурбинным агрегатом.
Вырабатываемая мощность одного устройства составляет от двадцати киловатт до десятков мегаватт.
Это классические газотурбинные установки. Производство электроэнергии на электростанции осуществляется при помощи одной или нескольких ГТУ.
Устройство и описание
Газотурбинные установки состоят из двух основных частей, расположенных в одном корпусе, – газогенератора и силовой турбины.
В газогенераторе, включающем в себя камеру сгорания и турбокомпрессор, создается поток газа высокой температуры, воздействующего на лопатки силовой турбины.
При помощи теплообменника производится утилизация выхлопных газов и одновременное производство тепла через водогрейный или паровой котел.
Работа газотурбинных установок предусматривает использование двух видов топлива – газообразного и жидкого.
В обычном режиме ГТУ работает на газе.
В аварийном или резервном при прекращении подачи газа осуществляется автоматический переход на жидкое (дизельное) топливо.
В оптимальном режиме газотурбинные установки комбинированно производят электрическую и тепловую энергию. Турбоагрегаты используются на электростанциях как для работы в базовом режиме, так и для компенсирования пиковых нагрузок.
Принцип работы ГТУ
Атмосферный воздух поступает в компрессор, сжимается и под высоким давлением через воздухоподогреватель и воздухораспределительный клапан направляется в камеру сгорания.
Одновременно через форсунки в камеру сгорания подается газ, который сжигается в воздушном потоке.
Сгорание газовоздушной смеси образует поток раскаленных газов, который с высокой скоростью воздействует на лопасти газовой турбины, заставляя их вращаться.
Тепловая энергия потока горячего газа преобразуется в механическую энергию вращения вала турбины, который приводит в действие компрессор и электрогенератор.
Электроэнергия с клемм генератора через трансформатор направляется в потребительскую электросеть.
Горячие газы через регенератор поступают в водогрейный котел и далее через утилизатор в дымовую трубу.
Между водогрейным котлом и центральным тепловым пунктом (ЦТП) при помощи сетевых насосов организована циркуляция воды.
Нагретая в котле жидкость поступает в ЦТП, к которому осуществляется подключение потребителей.
Термодинамический цикл газотурбинной установки состоит из адиабатного сжатия воздуха в компрессоре, изобарного подвода теплоты в камере сгорания, адиабатного расширения рабочего тела в газовой турбине, изобарного отвода теплоты.
Управление
Выделяют два основных режима работы, при которых эксплуатируются газотурбинные установки:
Применение в энергетике
В стационарной энергетике применяются ГТУ разного назначения.
В качестве основных приводных двигателей электрогенераторов на тепловых электростанциях газотурбинные установки используются в основном в районах с достаточным количеством природного газа.
Благодаря возможности быстрого пуска ГТУ широко применяются для покрытия пиковых нагрузок в энергосистемах в периоды максимального потребления энергии.
Резервные газотурбинные агрегаты обеспечивают внутренние нужды ТЭС во время остановки основного оборудования.
Достоинства и недостатки
К преимуществам газовых турбин относятся:
Энергетические газотурбинные установки. Циклы газотурбинных установок
Газотурбинные установки (ГТУ) представляют собой единый, относительно компактный энергетический комплекс, в котором спаренно работают силовая турбина и генератор. Система получила широкое распространение в так называемой малой энергетике. Отлично подходит для электро- и теплоснабжения крупных предприятий, отдаленных населенных пунктов и прочих потребителей. Как правило, ГТУ работают на жидком топливе либо газе.
Устройство газотурбинной установки
Установка включает три базовых узла: газовую турбину, камеру сгорания и воздушный компрессор.
Все агрегаты размещаются в сборном едином корпусе. Роторы компрессора и турбины соединяются друг с другом жестко, опираясь на подшипники.
Вокруг компрессора размещаются камеры сгорания, каждая в отдельном корпусе.
Для поступления в компрессор воздуха служит входной патрубок, из газовой турбины воздух уходит через выхлопной патрубок.
Базируется корпус ГТУ на мощных опорах, размещенных симметрично на единой раме.
Принцип работы
В ГТУ используется принцип непрерывного горения, или открытого цикла:
Установки прерывистого горения
В установках прерывистого горения применяются два клапана вместо одного.
Используемое топливо
Подавляющее большинство ГТУ рассчитаны на работу на природном газе.
Иногда жидкое топливо используется в системах малой мощности.
Новым трендом становится переход компактных газотурбинных систем на применение твердых горючих материалов (уголь, торф и древесина).
Газотурбинная установка
Газотурбинная установка (ГТУ) — энергетическая установка: конструктивно объединённая совокупность газовой турбины, электрического генератора, газовоздушного тракта, системы управления и вспомогательных устройств (пусковое устройство, компрессор, теплообменный аппарат или котёл-утилизатор для подогрева сетевой воды для промышленного снабжения). [источник не указан 404 дня]
Содержание
Описание ГТУ
Газотурбинная установка состоит из двух основных частей: силовая турбина и генератор, которые размещаются в одном корпусе. Поток газа высокой температуры воздействует на лопатки силовой турбины (создает крутящий момент). Использование тепла посредством теплообменника или котла-утилизатора обеспечивает увеличение общего КПД установки.
ГТУ может работать как на жидком, так и на газообразном топливе [1] : в обычном рабочем режиме — на газе, а в резервном (аварийном) — автоматически переключается на дизельное топливо. Оптимальным режимом работы газотурбинной установки является комбинированная выработка тепловой и электрической энергии. ГТУ в энергетике работают как в базовом режиме, так и для покрытия пиковых нагрузок.
Применение ГТУ
ГТУ предназначены для эксплуатации в любых климатических условиях как основной или резервный источник электроэнергии и тепла для объектов производственного или бытового назначения. Области применения газотурбинных установок практически не ограничены: нефтегазодобывающая промышленность, промышленные предприятия, муниципальные образования.
Примечания
См. также
Ссылки
| Основные типы |
| ||||
|---|---|---|---|---|---|
| Модификации и гибридные системы | Мотокомпрессорный воздушно-реактивный двигатель • Гиперзвуковые прямоточные | ||||
| См. также: Газотурбинные двигатели | |||||
| Химические |
| ||||
|---|---|---|---|---|---|
| Ядерные | Термоядерные • Газофазно-ядерные • Солевые | ||||
| Электрические | Плазменные (электромагнитный ускоритель VASIMR) • Ионные • Электротермические • Электростатические | ||||
| Другие | Клиновоздушный • Двигатель Бассарда |
 Энергетика структура по продуктам и отраслям | ||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Электроэнергетика: электроэнергия |
|  | ||||||||||||||||||||||||||
| Теплоснабжение: теплоэнергия |
| |||||||||||||||||||||||||||
| Топливная промышленность: топливо |
| |||||||||||||||||||||||||||
| Перспективная энергетика : |
| |||||||||||||||||||||||||||
| Портал: Энергетика | ||||||||||||||||||||||||||||
Полезное
Смотреть что такое «Газотурбинная установка» в других словарях:
газотурбинная установка — ГТУ Конструктивно объединенная совокупность газовой турбины, газовоздушного тракта, системы управления и вспомогательных устройств. Примечание В зависимости от вида газотурбинной установки в нее могут входить компрессоры, камеры сгорания,… … Справочник технического переводчика
Газотурбинная установка — силовая установка, состоящая из газовой турбины и механизмов, обеспечивающих ее работу. Допускает быстрое включение, но имеет повышенный расход топлива по сравнению с дизелем. Используются на некоторых кораблях (судах) на воздушной подушке,… … Морской словарь
Газотурбинная установка — конструктивно объединенная совокупность газовой турбины, газовоздушного тракта, системы управления и вспомогательных устройств. В зависимости от вида газотурбинной установки в нее могут входить компрессоры, газовая турбина, пусковое устройство,… … Официальная терминология
газотурбинная установка — 3.6 газотурбинная установка; ГТУ: Газотурбинный двигатель и все основное оборудование, необходимое для генерирования энергии в полезной форме. Примечание Энергией в полезной форме может быть электрическая, механическая и энергия других видов.… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
газотурбинная установка, — 2. газотурбинная установка, ГТУ: Газотурбинный двигатель и все основное оборудование, необходимое для генерирования энергии в полезной форме. Источник: ГОСТ Р 51852 2001: Установки газотурбинные. Термины и определения оригинал документа … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
газотурбинная установка с конвертированным двигателем — Стационарная газотурбинная установка, в состав которой входит один или несколько транспортных газотурбинных двигателей. [ГОСТ 23290 78] Тематики установки газотурбинные EN air craft derivative type gas turbine plant DE Gasturbinenanlage mit… … Справочник технического переводчика
Газотурбинная установка с конвертированным двигателем — 17. Газотурбинная установка с конвертированным двигателем Е. Air craft derivative type gas turbine plant D. Gasturbinenanlage mit Flugzeugtriebwerk als Trei bgasserzeuger F. Installation de turbine a gaz avec un croupe turbine moteur a conversion … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
газотурбинная установка открытого цикла — 3.11 газотурбинная установка открытого цикла: Газотурбинная установка, в которую воздух поступает из атмосферы, а выхлопные газы отводятся в атмосферу. Источник: СТО 17230282.27.040.002 2008: Газотурбинные установки. Организация эксплуатации и те … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
газотурбинная установка простого цикла — 3.10 газотурбинная установка простого цикла: Газотурбинная установка, термодинамический цикл которой состоит только из следующих друг за другом процессов сжатия, нагрева и расширения рабочего тела. Источник: СТО 17230282.27.040.002 2008: Газотурб … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
газотурбинная установка с независимой силовой турбиной — 3.12 газотурбинная установка с независимой силовой турбиной: Газотурбинная установка, в которой силовая турбина механически не связана с компрессором. Источник: СТО 17230282.27.040.002 2008: Газотурбинные установки. Организация эксплуатации и тех … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Газотурбинные установки (ГТУ)
Газотурбинная установка
В основу устройства газотурбинного агрегата положен принцип модульности: ГТУ состоят из отдельных блоков, включая блок автоматики. Модульная конструкция позволяет в кратчайшие сроки производить сервисное обслуживание и ремонт, наращивать мощность, а также экономить средства за счет того, что все работы могут производиться быстро на месте эксплуатации.
Принцип действия ГТУ был известен уже в XVIII в., а первый газотурбинный двигатель был построен в России инженером П.Д.Кузьминским в 1897—1900 гг. и тогда же прошел предварительные испытания. Полезная мощность от ГТУ была впервые получена в 1906 г. на установке французских инженеров Арменго и Лемаля.
На первых этапах развития газотурбинных установок (ГТУ) в них для сжигания топлива применяли два типа камер сгорания. В камеру сгорания первого типа топливо и окислитель (воздух) подавались непрерывно, их горение также поддерживалось непрерывно, а давление не изменялось. В камеру сгорания, второго типа топливо и окислитель (воздух) подавались порциями. Смесь поджигалась и сгорала в замкнутом объеме, а затем продукты сгорания поступали в турбину. В такой камере сгорания температура и давление не постоянны: они резко увеличиваются в момент сгорания топлива.
Со временем выявились несомненные преимущества камер сгорания первого типа. Поэтому в современных ГТУ топливо в большинстве случаев сжигают при постоянном давлении в камере сгорания.
Первые газотурбинные установки (ГТУ) имели низкий кпд, так как газовые турбины и компрессоры были несовершенны. По мере совершенствования этих агрегатов увеличивался кпд газотурбинных установок и они становились конкурентоспособными по отношению к другим видам тепловых двигателей.
В настоящее время газотурбинные установки являются основным видом двигателей, используемых в авиации, что обусловлено простотой их конструкции, способностью быстро набирать нагрузку, большой мощностью при малой массе, возможностью полной автоматизации управления. Самолет с газотурбинным двигателем впервые совершил полет в 1941 г.
В энергетике газотурбинные установки (ГТУ) работают в основном в то время, когда резко увеличивается потребление электроэнергии, т. е. во время пиков нагрузки. Хотя КПД ГТУ ниже КПД паротурбинных установок (при мощности 20—100 МВт КПД ГТУ достигает 20—30%), использование их в пиковом режиме оказывается выгодным, так как пуск занимает гораздо меньше времени.
В некоторых пиковых ГТУ в качестве источников газа для турбины, вращающей электрический генератор, применяют авиационные турбореактивные двигатели, отслужившие свой срок в авиации. Значительной экономии следует ожидать от парогазовых установок (ПГУ), в которых совместно работают паротурбинные и газотурбинные установки. Они позволяют на несколько процентов сократить расход топлива по сравнению с лучшими паротурбинными установками.
Наряду с паротурбинными установками и двигателями внутреннего сгорания ГТУ применяют в качестве основных двигателей на передвижных электростанциях.
В технологических процессах нефтеперегонных и химических производств горючие отходы используются в качестве топлива для газовых турбин.
Газотурбинные установки находят также широкое применение на железнодорожном, морском, речном и автомобильном транспорте. Так, на быстроходных судах на подводных крыльях и воздушной подушке ГТУ являются двигателями. На большегрузных автомобилях они могут использоваться в качестве как основного, так и вспомогательного двигателя, предназначенного для подачи воздуха в ‘основной двигатель внутреннего сгорания и работающего на его выхлопных газах.
Кроме того, ГТУ служат приводом нагнетателей природного газа на магистральных газопроводах, резервных электрогенераторов пожарных насосов.
Газотурбинные установки обычно надежны и просты в эксплуатации при условии строгого соблюдения установленных правил и режимов работы, отступление от которых может вызвать разрушение турбин, поломку компрессоров, взрывы в камерах сгорания и др.
Применение газотурбинных энергоустановок
Газотурбинные энергоустановки применяются в качестве постоянных, резервных или аварийных источников тепло- и электроснабжения в городах, а также отдаленных, труднодоступных районах. Основные потребители продуктов работы ГТУ следующие:
Электрическая мощность газотурбинных энергоустановок колеблется от десятков киловатт до сотен мегаватт. Наибольший КПД достигается при работе в режиме когенерации (одновременная выработка тепловой и электрической энергии) или тригенерации (одновременная выработка тепловой, электрической энергии и энергии холода).
Возможность получения недорогой тепловой и электрической энергии предполагает быструю окупаемость поставленной газотурбинной установки. Такая установка, совмещенная с котлом-утилизатором выхлопных газов, позволяет производить одновременно тепло и электроэнергию, благодаря чему достигаются наилучшие показатели по эффективности использования топлива.
Выходящие из турбины отработанные газы в зависимости от потребностей Заказчика используются для производства горячей воды или пара.
Топливо для газотурбинной установки
Газотурбинная установка может работать как на газообразном, так и на жидком топливе. Так, в газотурбинных агрегатах может использоваться:
Большинство газотурбинных установок могут работать на низкокалорийных топливах с минимальной концентрацией метана (до 30%).