Принцип работы установки МГТУ

Принцип работы микрогазотурбинной энергоустановки схематично показан на рисунке. Перед подачей в газотурбинный двигатель внешний воздух проходит через входной воздушный фильтр малого сопротивления, использующийся для очистки воздуха. Отфильтрованный внешний воздух поступает на вход в компрессор. Часть воздуха проходит через стартер-генератор, охлаждает обмотки статора и магниты ротора. Компрессор сжимает воздух, далее воздух поступает в рекуператор. В рекуператоре сжатый воздух подогревается за счет тепла выхлопных газов и поступает в камеру сгорания. В камере сгорания нагретый сжатый воздух смешивается с топливом, происходит воспламенение смеси и ее стабильное горение. Камера сгорания и колесо турбины выполнены из специальных высокотемпературных материалов.

Из камеры сгорания продукты сгорания попадают на вход в сопловой аппарат турбины а затем в проточную часть колеса турбины в результате чего кинетическая энергия продуктов сгорания переходит в механическую энергию вращения ротора турбокомпрессора. Часть мощности турбины расходуется на работу воздушного компрессора, а оставшаяся часть является полезной выходной мощностью.

Турбокомпрессор приводит во вращение высокооборотный стартер-генератор.

На выходе стартера-генератора формируется трехфазный электрический ток переменного напряжения и частоты в зависимости от скорости вращения генератора, который конвертируется в постоянный ток, а затем преобразуется в выходной переменный ток напряжением 380В и частотой 50Гц.

Топливная система выполняет функцию регулирования подачи газообразного углеводородного топлива в камеру сгорания по сигналам, поступающим от блока управления.

В случае автономной работы, напряжение и частота тока задаются пользователем и поддерживаются блоками электроники постоянно неизменными. В случае работы параллельно с сетью контроллерами проводится оценка напряжения и частоты сети, потом эти параметры повторяются для выходного напряжения и частоты турбины.

Для оптимального режима работы турбина должна быть подключена к газовой сети. Использовать газ в баллонах не выгодно. Поэтому турбину лучше применять в населенных пунктах для обеспечения бесперебойной подачи электричества на предприятия и в жилые дома.

 

Паровые двигателиSpilling

Паровой двигатель Spilling предлагается для использования на паровых котельных малой и средней мощности, в том числе:

· на мини-ТЭЦ, работающих на биотопливе, при тепловой мощности топлива от 2 МВт.

· при использовании на предприятии редуцированного пара расходом от 2,5 т/ч.

· на установках утилизации отходов.

Паровой двигатель SPILLING поставляется с генератором как готовый к работе электроагрегат с панелью системы управления и программными средствами. Кроме того, такой двигатель может работать на природном газе высокого давления в качестве детандера.

См. статью «Возвращение паровой машины» (на англ.)

Технические данные паровых двигателей

Электрическая мощность 100 — 1200 кВт

Частота вращения 750, 900, 1000 об/мин, переменная скорость для привода насосов, компрессоров и т.п.

Давление и температура пара на входе 4 — 60 бар изб., от температуры насыщения до 480°С.

Давление на выхлопе 0,2 — 15 бар изб.

Ориентировочная стоимость агрегата мощностью 500 кВт — 500 тыс. Евро, FCA.

Компания Eco Link Power Ltd. (Великобритания) комплектует паромоторными электроагрегатами Spilling единичной мощностью от 120 до 1200 кВт модульные когенерационные и тригенерационные энергетические установки AES, которые работают на биомассе. Рабочее давление свежего пара – от 0,6 до 6 МПа.

 

Когенерационне микротурбинные установки Flex Energy Микротурбины MT250 и МТ333обеспечивают длительную выработку электрической энергии высокого качества, работая совместно с внешней электросетью или изолированно, и одновременно могут полностью или частично покрывать тепловую нагрузку ГВС, промышленных процессов и т.п. Микротурбины могут работать в качестве надежного источника энергообеспечения резервной или основной мощности. Установки Flex Energy являются компактными сборно-разборными агрегатами, весьма удобными для эксплуатации и обслуживания. Основные узлы сконструированы как интегрированные блоки, в большинстве случаев заменяемые как один элемент. Большинство вспомогательных подсистем включены в базовый комплект.

Широкий диапазон газовых топлив с теплотворной способностью от 9130 до 70700 кДж/м3 и содержанием метана от 30 до 97 %, включая попутный нефтяной газ. Расчетный ресурс компонентов: 80 000 часов или 10 лет эксплуатации, по истечении которых рекомендуется выполнение первого капитального ремонта. Затраты на эксплуатацию минимальны Микротурбины имеют более длительные интервалы между обслуживаниями, чем газопоршневые машины. Интервал между регламентными работами, во время которых осуществляется проверка работоспособности оборудования и замена расходных материалов, составляет 8 000 часов. Плановые ремонты выполнятся на месте эксплуатации.     Присоединяется к объектам Заказчика простым подключением: газпроводов вентиляционных каналов электрокабелей водопроводов линии связи Варианты конструктивного исполнения для установки внутри помещения при температурах + 2… + 46 оС для наружной установки при температурах = - 60…+ 46 оС Технические характеристики микротурбин Flex Energy MT250 и MT333

Достоинства

• полностью автоматизированные готовые к работе модули
• электрический КПД – 30 %
• рабочий диапазон электрических нагрузок 10 – 100 %
• компактность и отсутствие вибрации (возможна установка на крыше)
• надежный источник электроэнергии и тепла для локальных энергопотребителей
• первый капремонт после 10 лет эксплуатации
• интервал между обслуживаниями – 8 тыс. ч
• межремонтные интервалы от 40 до 60 тыс. ч
• встроенная система утилизации тепла
• низкие вредные выбросы: NOx - < 5 ppm; CO - < 5 ppm (природный газ)
• встроенный дожимной газовый компрессор
• надежные в эксплуатации подшипники, охлаждаемые маслом
• наружный корпус, надежно защищающий от непогоды
• возможность работы параллельно с сетью, в автономном режиме или резерве
• возможность работы на газовом топливе с теплотворной способностью 9130 - 70700 и кДж/м3 и содержанием метана от 30 до 97 %, включая попутный нефтяной газ

Особенности технологии

В микротурбинных установках FlexTurbine воплощена самая чистая технология горения и низкая эмиссия при высоком КПД. В основе этого оборудования простой дизайн одновальной конструкции, являющейся одной из самых надежных в этом диапазоне мощности.

Газовое топливо подается в камеру сгорания где смешивается с воздухом, сжатым в компрессоре и предварительно подогретым в рекуператоре выхлопных газов турбины. Газовоздушная смесь, сгорая в камере сгорания, образует горячий, газ высокого давления.

Газ от камеры сгорания поступает в турбину и расширяется, передавая свою энергию ротору турбины. Ротор турбины, в свою очередь, вращает ротор электрического генератора через редуктор, одновременно вращая ротор компрессора, находящегося на том же валу. Выхлоп от турбины проходит через рекуператор, предварительно подогревая воздух, подаваемый компрессором в камеру сгорания.

Если газовая турбина оборудована дополнительной системой утилизации теплоты, то выхлоп из рекуператора проходит через теплообменник утилизации сбросного тепла. Этот теплообменник переносит теплоту выхлопного газа к сетевой воде, пригодной для использования в сетях отопления и ГВС. Далее выхлопной газ удаляется через дымовую трубу.