Газотурбинная ТЭЦ

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
ГТ ТЭЦ 009М в Рязанской области

Газотурбинная теплоэлектроцентраль (ГТ ТЭЦ или ГТУ-ТЭЦ) — теплосиловая установка, служащая для совместного производства электрической энергии в газотурбинной установке и тепловой энергии в котле-утилизаторе.

Устройство ГТ ТЭЦ[править | править вики-текст]

Единичный агрегат ГТ ТЭЦ состоит из газотурбинного двигателя, электрогенератора и котла-утилизатора[1]. При работе газовой турбины образующаяся механическая энергия идёт на вращение генератора и выработку электроэнергии, а неиспользованная тепловая — для подогрева теплоносителя в котле. Комплексное использование энергии топлива для электрогенерации и отопления позволяет, как и для всякой ТЭЦ в сравнении с чисто электрической станцией, увеличить суммарный КПД установки примерно с 30 до 90 %.

Оптимальная частота вращения газовой турбины превышает необходимую для непосредственной выработки тока промышленной частоты, поэтому в составе электрогененрирующей части агрегата присутствует либо понижающий механический редуктор, либо статический электронный преобразователь частоты.

В оборудование ГТ ТЭЦ также входят система газоподготовки (осушение, механическая очистка, буферное хранение), электрический распределительный узел, устройства охлаждения генераторов, система автоматического управления и др.

Преимущества и недостатки ГТ ТЭЦ[править | править вики-текст]

Преимущества[править | править вики-текст]

  • В сравнении с паротурбинными тепловыми электростанциями ГТ ТЭЦ требуют меньших суммарных капитальных затрат при возведении, более просты в обслуживании. Они не имеют котлов высокого давления, не требуют специальных охлаждающих устройств для сброса избыточной тепловой энергии, мощность на единицу массы у них значительно выше. В то же время мощность единичного агрегата ГТ ТЭЦ ограничена более тяжёлыми условиями работы турбины. ГТ ТЭЦ не может использовать тяжёлое и твёрдое топливо, возможности оптимизации процесса сгорания на паровой ТЭЦ шире.
  • В сравнении с крупными газопоршневыми станциями ГТ ТЭЦ отличается гораздо большим ресурсом, но при этом дороже и требует более квалифицированного обслуживания. Газовая турбина менее требовательна к горючим качествам газа, чем поршневая машина, и более экологически чиста.

Недостатки[править | править вики-текст]

  • По соотношению вырабатываемой электрической энергии к тепловой ГТ ТЭЦ, как правило, проигрывает другим типам станций.
  • К недостаткам ГТ-ТЭЦ можно отнести высокую шумность. Шум вблизи станции может достигать 110 дБ, что сравнимо с шумом от самолёта. В отсутствие шумоизоляции, шум от станции распространяется на расстояние 3 км, с шумоизоляцией около от 1,5 до 2 км.

Область применения[править | править вики-текст]

Строительство ГТ ТЭЦ оправдано в случае необходимости быстрого введения локальных генерирующих и отопительных мощностей при минимизации начальных затрат: увеличение мощности или реконструкция сетей масштаба микрорайона, посёлка, небольшого города, основание новых населённых пунктов, особенно в сложных для строительства условиях. Всё, что необходимо для работы станции — лишь наличие стабильного газоснабжения; крайне желателен достаточный спрос на тепловую энергию.

Совершенствование технологии газотурбинных агрегатов удешевляет их производство и эксплуатацию и значительно продляет ресурс. Применение бесконтактных подшипников (магнитных, газодинамических), совершенствование материалов, работающих в пламени, снижение тепловой напряжённости крупных турбин позволяет добиться наработки 60-150 тыс.ч. до замены основных изнашивающихся деталей и межсервисного интервала порядка года. В настоящее время (2010-е) разработаны и серийно выпускаются как мощные тихоходные (6 тыс.об/мин) энергетические турбины для капитальных стационарных ГТ ТЭЦ, так и компактные турбоагрегаты с высокой частотой вращения (около 100 тыс. об/мин) и высокочастотными генераторами в законченном «контейнерном» исполнении, также в той или иной мере пригодные в качестве основного источника энергоснабжения населённого пункта.

Технологическое совершенство современных газотурбинных агрегатов в известной мере снимает барьер, заставивший на заре электроэнергетики ввести в турбогенератор «лишнюю» паровую ступень. Всё это вместе с увеличением спроса на локальные мощности способствует распространению ГТ ТЭЦ из газоносных районов с суровым климатом и сложными условиями строительства во всё более обширные умеренные области, где при дешёвом газоснабжении ощущается возрастающий недостаток электроэнергии, а наращивание мощности централизованных сетей нецелесообразно по экономическим или организационным соображениям.

Пользователи[править | править вики-текст]

РТЭС «Курьяново», «Люблино», «Пенягино», «Переделкино», «Тушино», «Павшино» установлены по 2 газо-турбинные установки (ГТУ) по 6 МВт[2][3][4]

Газовые теплоэлектростанции — модернизация и надежность энергоснабжения

Газовые электростанции, производя электроэнергию, способны обеспечивать утилизацию тепла с выдачей тепловой энергии, делая различные потери крайне низкими. Система утилизации тепла газовой электростанции предусматривает производство горячей воды, пара для отопления (когенерация), а также холода (охлажденной воды +6 °С) для систем кондиционирования и вентиляции (тригенерация). При использовании системы утилизации тепла суммарный коэффициент использования топлива (КИТ) может достигать 95%. Газовые электростанции имеют высокий коэффициент отдачи тепловой энергии — с 6 МВт можно получать 5 Гкал в час.

Газовые электростанции имеют минимальные уровни вибрации и шума (68–70 дБ), что дает возможность оптимального размещения в непосредственной близости к конечному потребителю энергии, а это, в свою очередь, исключает потери в ЛЭП и тепловой сети. По уровню воздействия на экологию газовые электростанции соответствуют самым жестким мировым стандартам, включая российские нормативы, калифорнийские CARB, немецкие нормы TA–Luft, ½TA–Luft.

Основные преимущества тепловых газовых электростанций[править | править вики-текст]

  • Коэффициент использования топлива (КИТ) газовых электростанций — до 94%
  • Гарантированное бесперебойное энергоснабжение ваших объектов.
  • Независимость от монопольных источников энергии.
  • Длительный срок эксплуатации — ресурс.
  • Малые сроки планирования, проектирования и строительства.
  • Возможность работы на самом доступном, дешевом и экологически чистом топливе — природном газе.
  • Возможность работы на двух видах топлива.
  • Газовые электростанции могут поставляться в модульных зданиях или контейнерах.
  • Низкая цена — стоимость строительства газовой теплоэлектростанции «под ключ»

Мощность газовых электростанций легко увеличивать, так как сопряжение дополнительных модулей с уже установленными модулями, и последующий монтаж энергоблоков осуществляются в установленные сроки.

Важно отметить, что в случае установки газовых электростанций не возникает дополнительных проблем с подачей топлива, так как требуемые давление и качество газа являются нормой для российских газопроводов. Кроме того, электростанциям, имеющим высокую степень автоматизации, требуется минимальное количество персонала. Газовые электростанции способны работать без ущерба для своего заявленного срока службы, при 3–5 % нагрузке, сохраняя достаточный электрический КПД, что выгодно отличает их от газопоршневых установок.

Надежная газовая электростанция с использованием газотурбинных силовых машин работает около 8 500 ч/год. Турбины газовой электростанции имеют большие интервалы техобслуживания, которое может проводиться силами персонала.

Размещаясь рядом с потребителем, газовые электростанции имеют локальные электросети. Локальные электрические сети дешевы и менее подвержены различным внешним воздействиям, что также повышает надежность энергоснабжения.

Турбины газовых электростанций предназначены для постоянной работы в течение 30–40 лет при условии соблюдения всех регламентных работ и правильного технического обслуживания. Для получения максимальной гибкости газовая электростанция может устанавливаться с пиковым тепловым модулем, который запускается для удовлетворения внезапных экстремальных нагрузок. [5]

Интересные факты[править | править вики-текст]

Проект строительства ГТУ-ТЭЦ в центре города Звенигорода был отвергнут как экологически опасный.[6]

См. также[править | править вики-текст]

Примечания[править | править вики-текст]

Ссылки[править | править вики-текст]