Lub zog roj turbine kev teeb tsa. Lub voj voog ntawm cov nroj tsuag roj turbine

2024 Tus sau: Howard Calhoun | [email protected]. Kawg hloov kho: 2023-12-17 10:28

Gas turbine units (GTP) yog ib qho, muaj zog sib zog ua haujlwm, uas lub zog turbine thiab lub tshuab hluav taws xob ua haujlwm ua khub. Lub kaw lus tau dhau los ua qhov dav hauv lub npe hu ua kev lag luam hluav taws xob me me. Zoo heev rau kev siv hluav taws xob thiab cua sov ntawm cov tuam txhab loj, cov chaw nyob deb nroog thiab lwm cov neeg siv khoom. Raws li txoj cai, roj turbines ua haujlwm ntawm cov roj ua kua lossis roj.

Nyob ntawm ntug kev nce qib

Nyob rau hauv kev ua kom lub zog muaj peev xwm ntawm cov chaw tsim hluav taws xob, lub luag haujlwm tseem ceeb yog hloov mus rau cov roj turbine thiab lawv cov kev hloov pauv ntxiv - cov nroj tsuag sib xyaw ua ke (CCGT). Yog li, ntawm Asmeskas cov chaw tsim hluav taws xob txij li thaum xyoo 1990, ntau dua 60% ntawm cov khoom siv hluav taws xob thiab cov khoom siv niaj hnub no twb yog cov roj turbines thiab cov nroj tsuag sib xyaw ua ke, thiab hauv qee lub tebchaws hauv qee lub xyoo lawv feem tau nce mus txog 90%.

Cov roj turbines yooj yim kuj tau ua ntau tus. Gas turbine cog - txawb, kev lag luam kev lag luam thiab kev kho yooj yim - ua pov thawj tias yog qhov kev daws teeb meem zoo tshaj plaws los npog cov khoom siab tshaj plaws. Thaum lub sij hawm tig ntawm lub xyoo pua (1999-2000), tag nrho muaj peev xwmroj turbine units mus txog 120,000 MW. Rau kev sib piv: hauv xyoo 1980, tag nrho cov peev txheej ntawm cov tshuab ntawm hom no yog 8,000-10,000 MW. Ib feem tseem ceeb ntawm cov roj turbines (ntau dua 60%) tau npaj los ua haujlwm ua ib feem ntawm cov nroj tsuag loj binary ua ke nrog lub zog nruab nrab ntawm txog 350 MW.

keeb kwm keeb kwm

Lub hauv paus ntawm kev siv theoretical rau kev siv cov thev naus laus zis sib xyaw ua ke tau kawm paub meej txaus hauv peb lub tebchaws thaum ntxov 60s. Twb tau nyob rau lub sijhawm ntawd, nws tau pom tseeb tias txoj hauv kev dav dav rau kev txhim kho ntawm thermal fais fab engineering yog txuas nrog cov thev naus laus zis sib xyaw ua ke. Txawm li cas los xij, lawv txoj kev ua tiav yuav tsum tau ua kom ntseeg tau thiab ua tau zoo ntawm cov roj turbine units.

Nws yog qhov kev nce qib tseem ceeb hauv kev tsim cov roj turbine uas txiav txim siab qhov kev hloov pauv niaj hnub zoo hauv thermal zog engineering. Ntau lub tuam txhab txawv teb chaws tau ua tiav qhov teeb meem ntawm kev tsim cov roj turbines muaj txiaj ntsig zoo nyob rau lub sijhawm thaum cov thawj coj hauv tebchaws hauv kev tswj hwm kev lag luam tau txhawb nqa qhov kev cog lus tsawg kawg ntawm chav turbine technologies (STP).

Yog tias nyob rau xyoo 60s qhov kev ua haujlwm ntawm cov roj turbine kev teeb tsa yog nyob rau theem ntawm 24-32%, ces nyob rau hauv lub lig 80s qhov zoo tshaj plaws nyob twj ywm hwj chim gas turbine installation twb muaj ib tug efficiency (nrog autonomous siv) ntawm 36-37. %. Qhov no ua rau nws muaj peev xwm tsim CCGTs ntawm lawv lub hauv paus, qhov ua tau zoo ntawm qhov tau mus txog 50%. Thaum pib ntawm lub xyoo pua tshiab, daim duab no sib npaug li 40%, thiab ua ke nrog kev sib xyaw ua ke ntawm cov pa roj carbon monoxide, nws yog 60%.

Kev sib piv ntawm chav turbinethiab cov nroj tsuag sib xyaw ua ke

Hauv cov nroj tsuag sib xyaw ua ke raws li cov roj turbines, qhov kev cia siab tam sim thiab tiag tiag yog kom tau txais txiaj ntsig ntawm 65% lossis ntau dua. Nyob rau tib lub sij hawm, rau chav turbine nroj tsuag (tsim nyob rau hauv lub USSR), tsuas yog hais tias ib tug xov tooj ntawm complex scientific teeb meem cuam tshuam rau tiam thiab kev siv ntawm supercritical chav yuav ua tau zoo daws, ib tug muaj peev xwm cia siab rau ib tug efficiency ntawm tsis ntau tshaj 46- 49%. Yog li, nyob rau hauv cov nqe lus ntawm efficiency, chav turbine systems yog hopelessly inferior mus ua ke lub voj voog systems.

Qhov tseem ceeb tsis zoo rau chav turbine fais fab nroj tsuag kuj hais txog tus nqi thiab lub sijhawm tsim kho. Nyob rau hauv 2005, nyob rau hauv lub ntiaj teb no lub zog ua lag luam, tus nqi ntawm 1 kW rau ib chav tsev CCGT nrog lub peev xwm ntawm 200 MW los yog ntau tshaj yog $ 500-600 / kW. Rau CCGTs ntawm cov peev txheej me, tus nqi yog nyob rau hauv thaj tsam ntawm $ 600-900 / kW. Cov nroj tsuag muaj zog roj turbine sib haum rau cov nqi ntawm 200-250 $ / kW. Nrog rau kev txo qis hauv chav tsev, lawv cov nqi nce, tab sis feem ntau tsis tshaj $ 500 / kW. Cov nqi no yog ob peb zaug tsawg dua tus nqi ntawm ib kilowatt ntawm hluav taws xob hauv chav turbine systems. Piv txwv li, tus nqi ntawm ib kilowatt ntsia ntawm condensing chav turbine fais fab nroj tsuag yog li ntawm 2000-3000 $ / kW.

Scheme of a gas turbine plant

Qhov kev teeb tsa suav nrog peb lub hauv paus: lub tshuab hluav taws xob roj, lub tshuab hluav taws xob thiab lub tshuab cua compressor. Ntxiv mus, tag nrho cov chav nyob yog nyob rau hauv ib lub tsev prefabricated. Lub compressor thiab turbine rotors tau txuas nrog ib leeg, txhawb nqa los ntawm bearings.

combustion chambers (piv txwv li, 14 daim) muab tso rau ib ncig ntawm lub compressor, txhua tus nyob rau hauv nws tus kheej cais vaj tse. Rau kev nkag mus rauLub tshuab cua compressor ua haujlwm raws li cov yeeb nkab inlet, cua tawm ntawm cov roj turbine los ntawm cov yeeb nkab. Cov roj turbine lub cev yog ua raws li cov kev txhawb nqa muaj zog tso rau ntawm ib lub thav duab.

Txoj Cai Ua Haujlwm

Feem ntau cov roj turbine siv lub hauv paus ntsiab lus ntawm kev sib txuas txuas ntxiv, lossis qhib lub voj voog:

• Ua ntej, cov kua ua haujlwm (cua) yog nqus ntawm atmospheric siab los ntawm compressor tsim nyog.
• Ntxiv mus, huab cua yog compressed rau siab dua thiab xa mus rau lub combustion chamber.
• Nws yog nkag nrog roj, uas kub hnyiab ntawm lub siab tsis tu ncua, muab cov cua sov tas li. Vim yog cov roj combustion, qhov kub ntawm cov dej ua haujlwm nce.
• Tom ntej no, cov kua dej ua haujlwm (tam sim no nws twb yog cov pa roj, uas yog cov khoom sib xyaw ntawm huab cua thiab cov khoom sib txuas) nkag mus rau cov roj turbine, qhov twg, nthuav dav rau atmospheric siab, nws ua haujlwm tau zoo (hloov lub turbine uas tsim tawm. hluav taws xob).
• Tom qab lub turbine, cov pa roj tawm mus rau hauv qhov chaw, dhau los ntawm kev ua haujlwm kaw.
• Qhov txawv ntawm kev ua haujlwm ntawm lub turbine thiab compressor yog pom los ntawm lub tshuab hluav taws xob nyob rau ntawm ib qho kev sib txuas nrog lub turbine thiab compressor.

Cov nroj tsuag tsis sib haum xeeb

Tsis zoo li qhov tsim yav dhau los, kev sib txuas sib txuas siv ob lub li qub es tsis yog ib qho.

• Lub compressor quab yuam cua rau hauv chav combustion los ntawm thawj lub valve thaum lub valve thib ob kaw.
• Thaum lub siab nyob rau hauv lub combustion chamber nce, thawj lub valve raug kaw. Yog li ntawd, lub ntim ntawm lub chamber raug kaw.
• Thaum cov li qub raug kaw, roj tau hlawv hauv lub chamber, ib txwm, nws qhov kev sib txuas tshwm sim ntawm qhov ntim tas li. Raws li qhov tshwm sim, lub siab ntawm cov dej ua haujlwm nce ntxiv.
• Tom ntej no, lub valve thib ob tau qhib, thiab cov dej ua haujlwm nkag mus rau hauv lub tshuab hluav taws xob. Nyob rau hauv rooj plaub no, lub siab nyob rau hauv pem hauv ntej ntawm lub turbine yuav maj mam txo. Thaum nws los ze rau ntawm huab cua, lub valve thib ob yuav tsum raug kaw, thiab thawj tus yuav tsum tau qhib thiab rov ua cov txheej txheem ntawm kev ua.

Gas turbine cycles

Tig mus rau qhov ua tau zoo ntawm ib lossis lwm lub voj voog thermodynamic, cov neeg tsim qauv yuav tsum tau ntsib ntau yam teeb meem uas cuam tshuam tsis tau. Qhov zoo tshaj plaws piv txwv: thaum cov av noo ntau tshaj 8-12%, qhov poob ntawm txoj kev ntws ntawm chav turbine nce sharply, dynamic loads, thiab yaig tshwm sim. Qhov no thaum kawg ua rau kev puas tsuaj ntawm txoj kev ntws ntawm lub turbine.

Raws li qhov tshwm sim ntawm cov kev txwv no hauv lub zog hluav taws xob (kom tau txais txoj haujlwm), tsuas yog ob lub voj voog thev naus laus zis tau dav siv los txog tam sim no: lub voj voog Rankine thiab lub voj voog Brayton. Cov nroj tsuag fais fab feem ntau yog ua los ntawm kev sib xyaw ua ke ntawm cov voj voog no.

Lub voj voog Rankine yog siv rau cov dej ua haujlwm uas ua rau lub sijhawm hloov pauv thaum siv lub voj voog; chav fais fab nroj tsuag ua haujlwm raws li lub voj voog no. Rau cov dej ua haujlwm uas tsis tuaj yeem condensed nyob rau hauv cov xwm txheej tiag tiag thiab uas peb hu ua gases, lub voj voog Brayton yog siv. Los ntawm lub voj voog noCov nroj tsuag roj turbine thiab cov tshuab hluav taws xob sab hauv yog ua haujlwm.

siv roj

Feem ntau ntawm cov roj turbines yog tsim los khiav ntawm cov pa roj. Qee zaum cov kua roj siv hauv cov tshuab hluav taws xob tsawg (tsawg dua - nruab nrab, tsis tshua muaj zog - siab zog). Ib qho kev hloov tshiab yog kev hloov pauv ntawm cov pa roj turbine rau kev siv cov khoom siv hluav taws xob (coal, tsawg dua peat thiab ntoo). Cov qauv no yog vim lub fact tias cov roj yog ib tug tseem ceeb technological raw khoom rau cov tshuaj lom neeg kev lag luam, qhov twg nws siv yog feem ntau muaj txiaj ntsim tshaj nyob rau hauv lub zog sector. Kev tsim cov roj turbine cov nroj tsuag muaj peev xwm ua haujlwm tau zoo ntawm cov khoom siv roj tau ua haujlwm tau zoo.

Qhov txawv ntawm ICE thiab GTU

Qhov sib txawv ntawm qhov sib txawv ntawm lub tshuab hluav taws xob sab hauv thiab cov roj turbine complexes yog raws li hauv qab no. Nyob rau hauv ib lub cav combustion sab hauv, cov txheej txheem ntawm huab cua compression, roj combustion thiab expansion ntawm combustion khoom tshwm sim nyob rau hauv ib tug structural element, hu ua lub cav cylinder. Hauv cov roj turbines, cov txheej txheem no tau muab cais ua cov txheej txheem cais:

• compression yog nqa tawm hauv compressor;
• combustion ntawm roj, feem, nyob rau hauv ib tug tshwj xeeb chamber;
• Kev nthuav dav ntawm cov khoom siv hluav taws xob yog ua tiav hauv lub tshuab hluav taws xob roj.

Vim li ntawd, kev tsim qauv, cov roj turbines thiab cov tshuab hluav taws xob sab hauv muaj qhov sib xws me me, txawm hais tias lawv ua haujlwm raws li qhov zoo sib xws.

Zaj lus

Nrog rau kev txhim kho ntawm lub zog me me, nce nws cov txiaj ntsig, GTP thiab STP systems tuav qhov kev sib koom ua ke ntxiv hauv tag nrho.zog system ntawm lub ntiaj teb no. Yog li ntawd, kev cog lus txoj haujlwm ntawm cov neeg ua haujlwm roj turbine cog yog nce hauv kev thov. Ua raws li Western cov neeg koom tes, ntau lub tuam txhab Lavxias tau paub txog kev tsim cov roj turbine uas raug nqi zoo. Severo-Zapadnaya CHPP nyob rau hauv St. Petersburg tau los ua thawj koom ua ke-cycle fais fab nroj tsuag ntawm ib tiam tshiab nyob rau hauv Russia.