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.
Газотурбинная установка — модульная энергетическая установка, которая состоит из газовой турбины, электрического генератора, газовоздушного тракта, системы управления и вспомогательных устройств, и используется для производства электроэнергии и тепла, в некоторых случаях – и холода.
Газотурбинная установка:
Газотурбинная установка (ГТУ) — модульная энергетическая установка, которая состоит из газовой турбины, электрического генератора, газовоздушного тракта, системы управления, а так же включает в себя вспомогательные устройства: пусковое устройство, компрессор, теплообменный аппарат или котёл-утилизатор для подогрева сетевой воды для промышленного снабжения.
Газотурбинные установки чаще всего используются для производства электроэнергии и тепла, в некоторых случаях – и холода.
ГТУ в энергетике работают как в базовом режиме, так и для покрытия пиковых нагрузок.
Отношение производимой электрической энергии к тепловой в газотурбинной установке составляет, как правило, 1 к 2. Таким образом, к примеру, если газотурбинная установка имеет мощность в 10 Мегаватт, то она способна выработать 20 МВт тепловой энергии.
Наибольший КПД газотурбинной установки достигается при работе в режиме когенерации (одновременная выработка тепловой и электрической энергии) или тригенерации (одновременная выработка тепловой, электрической энергии и энергии холода).
Электрический КПД современных газотурбинных установок составляет около 39%. А с учетом высокой температуры выхлопных газов в мощных ГТУ комбинированное использование газовых и паровых турбин позволяет повысить эффективность использования топлива и увеличивает электрический КПД установок примерно до 59%.
Топливо для газотурбинных установок:
Газотурбинная установка может работать как на жидком, так и на газообразном топливе. В обычном режиме она работает на газу, а в резервном (аварийном) — автоматически переключается на дизельное топливо.
В газотурбинных установках могут использоваться следующие виды топлива:
– коксовый, древесный, шахтный газ и другие виды;
Большинство газотурбинных установок могут работать на низкокалорийных топливах с минимальной концентрацией метана (до 30%).
Принцип действия (работы) газотурбинных установок:
Существует два типа циклов работы газотурбинных установок: разомкнутый (или открытый) и замкнутый цикл.
При разомкнутом (или открытом) цикле компрессор забирает воздух вне системы, а затем под высоким давлением передает его в специальную камеру сгорания, внутри которой выполняется его утилизация с последующим высвобождением энергии. При замкнутом цикле газ, минуя компрессор, попадает в калорифер, где собирается тепло от внешних агентов, после переходит в турбину с последующим расширением, затем в холодильный модуль, после которого тепло уходит наружу, а газ снова попадает в компрессор.
Преимущества современных газотурбинных установок:
– незначительный вред, причиняемый окружающей среде. Выброс в атмосферу вредных веществ у современных газотурбинных установок составляет порядка 25 ppm;
– малый расход масла;
– способность работать на отходах самого производства;
– небольшие габариты и вес. Это позволяет располагать данное оборудование на небольших площадках;
– незначительный уровень шума, а также вибрации. Данный показатель находится в пределах 80 – 85 дБА;
– способность газотурбинного оборудования работать на различном топливе;
– продолжительная работа с минимальной нагрузкой. Это касается и режима холостого хода;
– отсутствие водяного охлаждения;
– высокая надежность работы;
– продолжительный ресурс работы (около 200 000 часов);
– возможность использования оборудования в любых климатических условиях;
– умеренная цена строительства и небольшие затраты во время самой работы, ремонта и технического обслуживания.
Применение газотурбинных установок:
Газотурбинные установки могут применяться:
– в энергетике – как для компенсации потерь во время пиковых нагрузок, так и для постоянного режима работы;
– в металлургии, лесной и деревообрабатывающей промышленности;
– на предприятиях газодобычи, химической и нефтехимической отраслей;
– в сельскохозяйственной сфере;
– на магистральных газопроводах в качестве привода для нагнетания природного газа;
– на водоочистных сооружениях и мусороутилизирующих комплексах;
– в машиностроении, где газотурбинные модули устанавливаются на авиа, железнодорожный, морской и автомобильный транспорт.
Газотурбинная установка (ГТУ)
Газотурбинная установка (ГТУ) — энергетическая установка
Оборудование ГТУ включает следующие части:
Выходящие из турбины отработанные газы в зависимости от потребностей заказчика используются для производства горячей воды или пара.
Силовая турбина и генератор 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.
Электрическая мощность газотурбинных энергоустановок колеблется от десятков кВт до десятков МВт.
Оптимальным режимом работы ГТУ является комбинированная выработка тепловой и электрической энергии (когенерация).
Наибольший КПД достигается при работе в режиме когенерации или тригенерации (одновременная выработка тепловой, электрической энергии и энергии холода).
Электрический КПД современных ГТУ составляет 33-39%.
С учетом высокой температуры выхлопных газов в мощных ГТУ, комбинированное использование газовых и паровых турбин позволяет повысить эффективность использования топлива и увеличивает электрический КПД установок до 57-59%.
ГТУ в энергетике работают как в базовом режиме, так и для покрытия пиковых нагрузок.
В настоящее время ГТУ начали широко применяться в малой энергетике.
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.
Блочно-модульное исполнение ГТУ обеспечивает высокий уровень заводской готовности газотурбинных электростанций (ГТЭС).
Степень автоматизации ГТУ позволяет отказаться от постоянного присутствия обслуживающего персонала в блоке управления.
Контроль работы станции может осуществляться с главного щита управления, дистанционно.
Возможность получения недорогой тепловой и электрической энергии предполагает быструю окупаемость поставленной ГТУ.
В ГТУ может использоваться газообразное и жидкое топливо:
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