Elektroenerģijas ģenerēšana ar sadedzināšanas turbīnām

The mind behind Tesla, SpaceX, SolarCity ... | Elon Musk (Jūlijs 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

Divi pamata veidi

Ir divi iekšdedzes turbīnu veidi (DT), kas nav mikroturbīnas:

  1. Smago rāmju rūpnieciskās turbīnas un
  2. Aeroderivatīvās turbīnas . Smagās rāmis sistēmas ir iegūtas no līdzīgiem modeļiem, kas bija tvaika turbīnu konstrukcijas.

Elektroenerģijas ģenerēšana ar sadedzināšanas turbīnām (foto kredīts: SIEMENS)

Kā var identificēt pēc nosaukuma, tie ir ļoti smagas konstrukcijas. Aerodinamikas sistēmām ir gaisa kuģu industrijas dizaina vēsture, un tās ir daudz vieglākas un lielākas ātruma konstrukcijas.

Šiem turbīnu veidiem, lai arī tiem ir līdzīga darbība, ir būtiskas dizaina atšķirības citās jomās, izņemot fizisko izmēru. Tie ietver tādas jomas kā turbīnu konstrukcija, degšanas zonas, rotācijas ātrums un gaisa plūsmas .

Lai gan šīs vienības sākotnēji nebija izveidotas kā " sadalītas paaudzes " tehnoloģijas, bet gan centrālās stacijas un lielas koģenerācijas lietojumprogrammas, tehnoloģija sāk ekonomiski ražot vienības ar simtiem kilovatu un vienciparu megavatu vērtībām.

Šīs turbīnas darbojas kā Braitona cikla sistēmas un tās var darbināt ar dažādiem degvielas avotiem.

Lielākā daļa turbīnu izmantošanas, kas tiek sadalītas paaudzē, darbosies vai nu ar dabasgāzi, vai mazutu. Darbības raksturojumu starp abām sistēmām vislabāk var raksturot tabulā, kā parādīts 2. attēlā.

1. attēls. Galvenās iekšdedzes turbīnas darbības īpašības

Smagais rāmisAeroderivative
Izmērs (tāds pats vispārējais vērtējums)LielsKompakts
Shaft speedSinhronaisAugstāks ātrums (savienots ar pārnesumkārbu)
Gaisa plūsmaAugsta (zemāka kompresija)Apakšējā (augsta kompresija)
Iedarbināšanas laiks15 minūtes2-3 minūtes

Sadegšanas turbīnas agregāts sastāv no trim galvenajām mehāniskajām sastāvdaļām: kompresoru, degšanas kameru un turbīnu.

Kompresors uzņem ieejas gaisu un saspiež to, kas palielina temperatūru un samazina skaļumu Braitona cikla laikā. Tad pievieno degvielu un sadedzina degšanas procesā, kas palielina gan gāzveida maisījuma temperatūru, gan tilpumu, bet atstāj spiedienu kā konstantu. Šo gāzi pēc tam paplašina caur turbīnu, ja jaudu iegūst, samazinot spiedienu un temperatūru, kā arī palielinot tilpumu.

Ja efektivitāte rada bažas un ir pieejams kapitāls, kas nepieciešams, lai palielinātu efektivitāti, Braitona cikla sistēmām var būt vai nu koģenerācijas sistēmas, vai siltuma atgūšanas tvaika ģeneratori, vai vienkārši rekuperatori, kas pievienoti degšanas turbīnas vienībai.

Degšanas spēka turbīnu spēkstacija (ilustrācijas kredīts: tva.com)

Citas aprīkojuma izmaiņas un uzlabojumi var tikt iekļauti šādos sadegšanas turbīnu veidos, piemēram, daudzpakāpju turbīnās ar degvielas atkārtotu iepludināšanu, starpklases starp daudzpakāpju kompresoriem un tvaika / ūdens injekcijām.

Vienkāršā cikla sadegšanas turbīnu tipiskie siltumietilpības rādītāji dažādās ražotāju grupās atšķiras no 11 000 līdz 20 000 BTU / kWh . Tomēr šie skaitļi samazinās, jo tiek atjaunota atveseļošanās un koģenerācija. Datoriem parasti ir 99% sākuma uzticamība, un ekspluatācijas drošums sasniedz 98%. Darbības vide būtiski ietekmē sadegšanas turbīnu darbību.

Augstums, kādā darbojas DT, degradācijas koeficientam ir aptuveni 3, 5% uz 1000 pēdu lielāku augstumu un apkārtējās vides temperatūrai ir līdzīga sabrukšana par 10 ° pieaugumu.

2. attēls - galvenās degvielas turbīnu konstrukcijas

2. attēlā parādīta vienkārša cikla degšanas turbīna ar rekuperatoru (pa kreisi) un sadegšanas turbīna ar daudzpakāpju turbīnu un degvielas atkārtotas iesmidzināšanas (labais) blokshēma.

Gāzes turbīnas elektrostacijā (VIDEO)

Vai nevarat redzēt šo videoklipu? Noklikšķiniet šeit, lai skatītos to vietnē Youtube.

Atsauce: Elektroenerģijas inženiertehniskā rokasgrāmata - LL Grigsby (iegādājoties grāmatzīmi no Amazon)

Saistītie elektriskie ceļveži un izstrādājumi

MEKLĒŠANA: raksti, programmatūra un ceļveži