Реферат: Теплоэлектроцентраль на базе турбовинтового двигателя АИ-20

Министерство  высшего и среднего специального образования

РеспубликиУзбекистан

Ташкентский Государственный Технический Университет им. АбуРайхана Беруни

На правах рукописи

Умиров Умид Рустамович

Энергоэкономическая эффективность применения авиационныхдвигателей на ТЭС

Специальность: 5А520104

«Тепловые электрическиестанции»

Диссертация

на соискание степенимагистра теплоэнергетики

Работа рассмотрена и                                                                                   Научныйруководитель

допускается к защите                                                                                   доц.Родимкин С.Е.

                                                                                                                        _________________

Зав. кафедрой «Тепловые                                                                            Научный консультант

электрические станции»                                                                              проф. Соколова Л.А.

доц. Алимов Х.А.                                                                                         _________________

____________________

«___»__________2003 г.

Ташкент – 2003

<span Times New Roman",«serif»; mso-fareast-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language: EN-US;mso-bidi-language:AR-SA;mso-bidi-font-weight:bold">

СОДЕРЖАНИЕ

 TOC o «1-2» h z Общая характеристика работы… PAGEREF _Toc44863019 h 3

Введение. PAGEREF _Toc44863020 h 5

Глава 1. Литературный обзор. PAGEREF _Toc44863021 h 9

1.1. Конвертация авиационныхгазотурбинных двигателей для энергетических целей  PAGEREF _Toc44863022 h 9

1.2. Электростанции на базеАГТД в странах СНГ. PAGEREF_Toc44863023 h 12

1.3. Зарубежныеэлектростанции с авиационными АГТД… PAGEREF _Toc44863024 h 18

Глава 2. Тепловой расчетгазотурбинной теплоэлектроцентрали на базе АГТД… PAGEREF _Toc44863025 h 27

2.1. Описание газотурбиннойТЭЦ на базе АГТД и ее принципиальная тепловая схема. PAGEREF _Toc44863026 h 27

2.2. Тепловой расчет ГТУ набазе двигателя АИ-20. PAGEREF _Toc44863027 h 29

2.3. Расчет газо-водяногоподогревателя сетевой воды… PAGEREF _Toc44863028 h 37

2.4. Тепловой расчетвакуумного деаэратора подпиточной воды тепловой сети  PAGEREF _Toc44863029 h 43

2.5. Технико-экономическиепоказатели ГТТЭЦ… PAGEREF_Toc44863030 h 44

Глава 3. Станция полногоэнергоснабжения (теплота, электроэнергия и холод) на базе конвертированного АГТД… PAGEREF _Toc44863031 h 46

3.1. Особенности созданияисточника полного энергоснабжения — теплоэлектрохладоцентрали. PAGEREF _Toc44863032 h 46

3.2. Расчет тепловых потоковабсорбционной бромисто-литиевой холодильной машины… PAGEREF _Toc44863033 h 48

Глава 4. Экономическая часть. PAGEREF _Toc44863034 h 59

Выводы… PAGEREF _Toc44863035 h 78

Литература. PAGEREF _Toc44863036 h 80

Общая характеристика работы

Актуальность работы.В настоящее время Узбекистаннаходится на пути построения правового, демократического государства с рыночнойэкономикой. В период перехода к рыночным отношениям, усугубившимся разрывомсвязей с другими республиками бывшего СССР, необходимостью выхода изэкономического кризиса, в котором оказался Узбекистан после развала СССР,положение в теплоэнергетике и в энергетической отрасли экономики в целом,характеризуется значительным физическим и моральным износом основногооборудования крупных тепловых электростанций (ТЭС) Узбекистана. Это Ташкентская,Навоийская, Ново-Ангренская, Ангренская и другие ТЭС. Все они были построеныеще в советское время и уже отработали от 25 до 40 лет.

В связи с указанными выше причинами качествоэнергоснабжения отдельных групп потребителей, особенно промышленных снепрерывным процессом производства, ухудшилось, т.к. участились случаиаварийных остановов блоков действующих ТЭС. Это приводит к логичному решению,которое сводится к децентрализации производства энергоресурсов (электроэнергии,теплоты, а в дальнейшем и холода), т.е. расположению небольшого источника энергоснабженияв непосредственной близости от потребителя.

Децентрализацияэнергоснабжения оказывается выгодной для конечного потребителя, который можетбыть владельцем независимого источника энергоснабжения.

Однимиз способов создания небольшого источника энергоснабжения является конвертацияавиационных двигателей и создание на их базе блочных станций заводской готовности.Эффективным оказывается комбинированное производство электроэнергии свыработкой на ее базе тепловой энергии для нужд теплоснабжения.

Темадиссертации является актуальной в силу того, что в ней рассматриваются вопросысоздания теплоэлектроцентрали для небольшого населенного пункта на базе турбовинтовогодвигателя АИ-20, и рассмотрен вариант создания газотурбинной теплоэлектрохладоцентралидля производства всех видов энергии (тепло, холод и электроэнергии) на базеавиационных двигателей. Создание таких установок не требует больших капиталовложенийи характеризуется небольшими сроками окупаемости.

Цель работы. Целью работы является обоснование возможности созданиятеплоэлектроцентрали на базе авиационного газотурбинного двигателя, оценкаэкономического эффекта от внедрения авиационных двигателей в энергетику, анализвозможных путей дальнейшего развития источников энергоснабжения на базеавиадвигателей в энергетике Узбекистана с учетом социально-экономическихфакторов нашей республики.

Новизна работысостоит в том, что предлагается новый путь развитиягенерирующих мощностей в Узбекистане, характеризующийся децентрализациейэнергопроизводства путем внедрения локальных источников снабжения потребителйэнергоресурсами на базе комбинированной выработки теплоты и электроэнергии сдальнейшим развитием их в источники полного энергоснабжения (теплота,электроэнергия и холод) — теплоэлектрохладоцентрали (ТЭХЦ).

Одним из способовсоздания децентрализованных источников снабжения энергоресурсами являетсявнедрение в энергетику Узбекистана газотурбинной технологии производстваэнергии на базе конвертированных авиационных газотурбинных двигателей (АГТД). Вработе рассмотрены вопросы создания источника по производству теплоты иэлектроэнергии на базе АГТД — теплоэлектроцентрали (ТЭЦ), а также рассмотренвариант по созданию на базе АГТД газотурбинной ТЭХЦ. Проведены сравнительные экономическиерасчеты двух вариантов, выявившие преимущества создания ТЭХЦ, по сравнению с другимивариантами.

Публикации. По теме настоящей магистерской диссертации было опубликовано2 статьи.

<span Times New Roman",«serif»; mso-fareast-font-family:«Times New Roman»;text-transform:uppercase;mso-ansi-language: UK;mso-fareast-language:RU;mso-bidi-language:AR-SA;layout-grid-mode:line">
Введение

ВУзбекистане отрасль энергетики развивается преимущественно по пути увеличенияединичной мощности и параметров энергоблоков конденсационных электростанций(КЭС) (Ангренская, Ташкентская, Навоийс­кая, Тахиаташская, Сырдарьинская,Ново-Ангренская и Талимарджанская ТЭС). Ряд крупных промышленных регионовснабжается электрической и тепловой энергией от теплоэлектроцентралей(Ферганская и Мубарекс­кая ТЭЦ, Навоийская ТЭС). Однако самые крупныепотребители (комму­нально-бытовые) снабжаются тепловой энергией преимущественноот ра­йонных котельных, а большинство индивидуальных потребителей даже внастоящее время доволь­ствуются печным отоплением. Тем не менее, уровеньэнергопотребления в республике на душу населения в 3...10 раз ниже, чем вразвитых странах.

Обиррациональности сложившейся структуры энергоснабжения сви­детельствуютследующие факты:

—<span Times New Roman"">        

выработка электроэнергии на КЭС сопровождаетсятехнологическими потерями низкопотенциальной теплоты (t≈30 °С) в окружающую среду, составляющими более 65 % энергии сжигаемого топлива;

—<span Times New Roman"">        

на нагрев воды до 70...120 °С в котлоагрегатах дляотопле­ния и горячего водоснабжения расходуется дефицитный природный газ, сжигаемыйс температурой горения ≈ 2000 °С.

Крометого, электроэнергия, вырабатываемая на КЭС с коэффициентом первичной энергии(КПЭ) 30...35 %, летом в значительных количествах расходуется на бытовые ипромышленные кондиционеры, что существенно снижает конечный КПЭ топливоиспользования.Такая система энергоснабжения сложилась вследствие ведомственной разоб­щенноститопливно-энергетического комплекса, низких цен на топливо, отсутствия заинтересованностипромышленных предприятий и ведомств во внедрении комбинированных производствэлектрической и тепловой энергии с высоким КПЭ (до 80...90 %).

Повышениеэффективности энергетического производства в респуб­лике возможно путемреализации следующих направлений: перевод опре­деленной части конденсационныхэнергоблоков в теплофикационный ре­жим; использование газовых турбин в составепарогазовых установок, а также в качестве надстройки районных котельных;создание и внед­рение автономных (локальных) установок комбинированногопроизводс­тва электрической, тепловой энергии и холода — ТЭХЦ (микро и макро);внедрение энергоуста­новок, использующих нетрадиционные источники энергии и др.

Переход нарыночные отношения и резкое увеличение цен на энер­гетическое топливо позволяетсчитать комбинированное производство тепловой и электрической энергии, а вдальнейшем и холода, в Узбекистане как одно из перспективных нап­равлений.

В широкомплане необходима государственная система мер, сти­мулирующих ведомства ипредприятия проводить энергосберегающую по­литику. При проектировании и строительственовых предприятий следу­ет предусматривать одновременно и строительство при нихавтономных энергоустановок для комплексного самообеспечения электрической,тепловой энергией и холодом. Излишки электроэнергии можно было бы направить вобъединенную энергосистему по выгодным предприятию ценам. Увеличение потребленияэнергии можно допускать только при создании энергосберегающих предприятий, т.е.без увели­чения потребления топлива. Для такого суждения есть объективные предпосылки.

Повышение эффективностииспользования энер­гетического топлива в Узбекистане должно идти за счетповсеместного внедрения комбинированного производства тепловой, электрическойэнергии и холода путем строительства малых и средних ТЭЦ и ТЭХЦ. Целесооб­разномаксимальное использование газовых турбин промышленного типа, а такжеконвертированных газотурбинных авиационных двигателей, отработавшие газыкоторых с температурой 400...550 °С можно утилизировать для получе­ния тепловойэнергии и холода. В целях предотвращения коррозии ме­талла и накипеобразованияв теплопроводах и на поверхностях нагрева оборудования следует внедрятьбезотходные технологии водоподготов­ки, например, с использованиемвысокоэффективных поверхностно-ак­тивных веществ.

Уровень теплового потребленияв республике Узбекистан соизме­рим с потерями энергии в термодинамическом цикледействующих КЭС, что свидетельствует о  наличии  объективных предпосылок к резкому увеличению комбинированного производства тепловой  и электрической энергии в энергоустановках различной единичноймощности  от десят­ков киловатт до сотенмегаватт. Однако организация комбинированного производства на крупных ТЭС, какправило, проблематична в связи с их удаленностью от больших городов ипромышленных объектов с высо­ким уровнем теплопотребления. небольшиеэнергоустановки для комби­нированного производства тепловой, электрическойэнергии, а в ряде случаев и холода, могут создаваться в небольших поселках, напро­мышленных предприятиях, в агропромышленных комплексах и даже в от­дельностоящих жилых и общественных зданиях. Поэтому энергоустанов­ки средней и малоймощности весьма перспективны для комбинированно­го производства энергии.

Использование новой дляУзбекистана технологии производства электрической и тепловой энергии на базеконвертированных авиационных двигателей является особенно актуальным длянебольших населенных пунктов сельского типа. Ведь, как отметил И.А. Каримов всвоей работе «Прогресс дехканского хозяйства — путь к изобилию»,«есть у нас отдаленные кишлаки, которые не обеспечены питьевой водой,теплом, электричеством… Чтобы сделать их благоустроенными, государство должновыделить средства из централизованных фондов. Эта работа и стала бы нашейпервой целью».<span Times New Roman",«serif»;mso-fareast-font-family: «Times New Roman»;mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language:EN-US;mso-bidi-language: AR-SA;layout-grid-mode:line;mso-bidi-font-style:italic">[1]Благодаря созданию подобного независимого источника снабжения электроэнергией итеплотой появятся возможности по созданию, во-первых, новых рабочих мест,во-вторых, будут осваиваться новые подходы в области генерирующих источниковэнергии, в-третьих, качественно повысится уровень жизни населения, из-запоявления собственного источника снабжения электричеством и теплом,в-четвертых, будут созданы условия для увеличения производительности труда всельском хозяйстве. Кроме того, Президент И.А. Каримов в своей работе «Прогрессдехканского хозяйства — путь к изобилию» отметил, что «в сельском хозяйствекроются безграничные возможности для увеличения производства продукции,повышения его эффективности»<span Times New Roman",«serif»; mso-fareast-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language: EN-US;mso-bidi-language:AR-SA;layout-grid-mode:line;mso-bidi-font-style:italic">[2]

.

Таким образом, извышесказанного можно сделать вывод, что для Узбекистана, с его большимколичеством удаленных от центров производства энергоресурсов населенныхпунктов, особенно в сельской местности, где проживает около 60 % населения [Л.3], эффективным оказывается локальное производство всех видов энергетическихресурсов (электрической и тепловой энергии, а также холода), а осуществлятьсяоно может на базе конвертированных авиационных двигателей, что позволяетснизить удельные капиталовложения в подобные установки и тем самым значительноснизить срок окупаемости денежных средств (от 1 года до 3 — 5 лет).

<span Times New Roman",«serif»; mso-fareast-font-family:«Times New Roman»;color:black;text-transform:uppercase; mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language:RU;mso-bidi-language:AR-SA; mso-bidi-font-style:italic">
Глава1. Литературныйобзор1.1. Конвертация авиационных газотурбинныхдвигателей для энергетических целей

Наиболее распространенныетипы авиационных газотурбинных двигателей (АГТД) по ряду основных показателейвполне удовлетворяют требованиям, предъявляемым к приводным двигателям элек­тростанций.В частности, АГТД сравнительно просты, так как выполняются по от­крытому циклу.Они не нуж­даются в охлаждающей воде и не имеют вспомогательных систем с автономнымиприво­дами. АГТД отличаются быст­рым запуском из любого со­стояния, высокойстепенью ав­томатизации и надежности. По сравнению с энергетиче­скими ГТД ониобладают еще меньшими удельными массами и габаритами, компактны и могутработать в любых климатических условиях.

Благодаря крупносерийномувыпуску АГТД имеют сравни­тельно низкую удельную стоимость.

Однако по рядупоказателей, как, например, числу оборотов выходного вала, экономичности,моторесурсу, тепловыделениям, они не в полной мере отвечают требованиям,предъявляемым к ГТД электрических станций.

В то же времяавиационные ГТД обладают рядом специфиче­ских качеств, которые вовсе необязательны для ГТД энергетиче­ского назначения. Поэтому в случае использованиятого или иного авиационного двигателя в энергетических целях, необходимо егоконвертировать, т. е. приспособить для нового назначения. Естест­венно, что,конвертируя АГТД для энергетики, можно создать уста­новки лишь с такимихарактеристиками, какие способен обеспечить конкретно выбранный АГТД. Например,для создания газотурбоге­нератора (ГТГ) можно использовать как ТРД, так и ТВД.В то же время ТВД может быть одновальным или двухвальным. Конструкция ихарактеристики любого из выбранных двигателей определяются ти­пом самолета иливертолета, для которого он предназначен. Естест­венно, что все это скажется нахарактеристиках ГТГ.

 В самом деле, используя одновальный илидвухзальный ГТД для привода электрического генератора определенной мощности, мыполучим ГТГ, существенно отличающиеся по пусковым характери­стикам, качествугенерируемого тока и ряду других показателей. Следовательно, выбор типа ГТД длятого или иного ГТГ должен определяться технико-экономическими показателями,предъявляе­мыми к последнему.

В некоторых случаях отиспользования выбранного двигателя приходится отказываться по той причине, чтоданный двигатель выпускается малой серией или имеет высокую стоимость. Это за­ставляетиспользовать более доступный и дешевый двигатель, что в свою очередьсказывается на технико-экономических показателях ГТГ, созданного на его основе.

Короче говоря, выборконкретного АГТД для газотурбогенера­тора необходимо производить, исходя изпредъявляемых к данному ГТГ требований и в первую очередь — мощности иназначения станции.

Например, нужно выбратьдвигатели для ГТГ аварийной элек­тростанции и электростанции временногообеспечения. Естественно, что в первом случае большее внимание уделяетсяпусковым харак­теристикам ГТГ, а во втором — его транспортабельности.

После выбора необходимогоГТД следует определить объем работы, требуемой для его конвертации, возможностиее выполне­ния и ориентировочные затраты. Только произведя такой всесто­роннийанализ выбранного ГТД и получив оптимальные данные, можно приступить кразработке проекта и его практической реали­зации.

В случае использованиядля ГТГ ТРД необходимо серьезное внимание уделить выбору или созданию силовойгазовой турбины нужной мощности. Впрочем, во всех случаях необходимо уделятьбольшое внимание выяснению возможностей комплектации созда­ваемого ГТГ и всейэлектростанции необходимым оборудованием.

Как уже было сказановыше, мощность современных АГТД ко­леблется в широких пределах: от несколькихдесятков до несколь­ких тысяч и даже десятков тысяч киловатт. Поэтому привыборе ГТД для определенного генератора необходимо особое внимание обратить намощность двигателя. В то время как мощность ГТГ определяется выбраннымэлектрическим генератором (из серийного выпуска промышленности), мощность АГТДопределена его целе­вым назначением. В одних случаях имеющийся в распоряженииконструктора ГТГ приводной двигатель может обладать избыточной, в других —недостаточной мощностью. Выбрать оптимальный по мощности и характеристикам ГТДдалеко не всегда возможно.

Возможные вариантыприменения АГТД для привода электри­ческих генераторов показаны ниже. На рис. 1представлены два варианта использования ТВД для привода электрических генера­торов.

В первом варианте —выходной вал двигателя соединяется не­посредственно с ротором электрическогогенератора. Это возможно в случае выбора ТВД, равного по мощностиэлектрическому генератору Второй вариант предполагает необходимость использованиянескольких ТВД для привода одного электрического генератора. В обоих случаях,за редким исключением, возникает необходимость в дополнительном редукторе.

<img src="/cache/referats/15207/image002.jpg" v:shapes="_x0000_i1025">

Рис. 1. Вариантыиспользования ТВД для привода электрического генератора:    а)   использование    одного    ТВД;   б)    использованиенескольких ТВД

1 — турбина; 2 —камера сгорания; 3 — компрессор; 4 —редуктор;

5 — электро­генератор

Возможные вариантыкомпоновки ГТГ с несколькими ТРД по­казаны на рис. 2. Вариантыа и б осуществимыпри работе од­ного или нескольких ТРД на одну силовую турбину. Вариант в выбираетсяв том случае, если имеется несколько силовых турбин определенной мощности.

<img src="/cache/referats/15207/image004.jpg" v:shapes="_x0000_i1026">

Рис.   2. Варианты использования ТРД для привода электрического генератора: а)   использование одного   ТРД;  б)   использование   не­скольких ТРД  и  одной силовой   турбины;    в)   использование   не­скольких ТРД со своими силовыми турбинами

1-компрессор;  2 — камера   сгорания;  3-турбина   компрессора;   4 –силоваятурбина; 5 — электрогенератор

Положительным качествомГТГ, выполненного по схемам рис. 1, б и рис.2, б и в, является возможностьподдержания сравнительно высокой тепловой экономичности ГТГ при частичныхнагрузках за счет работы части ГТД с полной нагрузкой.

1.2.Электростанции на базе АГТД в странах СНГ

Идея использования отечественных ГТД вэнергетике впер­вые была высказана профессорами А. Н. Ложкиным и Р. М. Петри­ченко[Л. 11].

Первый опытный образец газотурбогенераторана основе оте­чественного авиационного газотурбинного двигателя был спроекти­рованпод руководством С. Н. Уварова в 1962-63 гг. После всесторон­него анализа отечественныхГТД были выполнены технический и рабочий проекты газотурбогенератора на основетурбовинтового двигателя (ТВД) АИ-20.

ГТГ был спроектирован на основе ГТД АИ-20первой серии и синхронного, трехфазного электрического генератора маркиГС-1612-6, мощностью 1600 кВА и напряжением 400/380 В с при­строеннымвозбудителем типа ВС-24,5/18 (16,5 кВт, 50 В).

ГТГ предназначен в качестве основногоагрегата стационар­ной электростанции, работающей на электрическую сеть напряже­нием380 В и частотой 50 Гц в диапазоне нагрузок от 0 до 1600 кВА. Приразработке проекта были по возможности сохранены без изменения системы, штатныеприборы и аппараты ГТД. Почти все дополнительные агрегаты и механизмы быливыбраны из числа серийно выпускаемых отечественной промышленностью.

Забор воздуха компрессором двигателяпроизводится непосред­ственно из помещения или по воздухопроводу из атмосферы,а от­работавшие газы отводятся за пределы помещения при помощи специальногогазохода [Л. 11].

По проекту система автоматики иконтрольно-измерительных приборов обеспечивала: автоматический запуск и выходна обороты холостого хода; вывод на номинальные обороты и поддержание их взаданных пределах с корректировкой расхода топлива в зависи­мости оттемпературы наружного воздуха; автоматическое ограни­чение максимальнодопустимой мощности и предельно-допустимого числа  оборотов;  автоматическую   остановку   ГТГ  в   аварийных   ус­ловиях.

Позже, на базе ТВД АИ-20 были созданы передвижные автономныеэлектростанции ПАЭС-1250, ПАЭС-1600 мощностью 1250 и 1600 кВт соответственно.Оборудование этих электростанций располагалось первоначально в двух прицепах,транспортируемых автоседельными тягачами КрАЗ. В дальнейшем оборудование былоразмещено в одном прицепе, а для более полного использования мощности ТВД АИ-20была создана ПАЭС-2500 мощностью 2500 кВт, транспортируемая тягачом КамАЗ ирасположенная в одном прицепе. Эта электростанция выпускается и в настоящеевремя на Украине на ОАО Моторостроительный завод «Сич».

Ее основные технические характеристики:

Номинальная мощность

2500 кВт

Род тока

Переменный, трехфазный

Частота тока

50 Гц

Номинальное напряжение

6300 В

Коэффициент мощности

0,8

Двигатель

газотурбинный, на базе ТВД АИ-20

Генератор типа СГС-14-100-6УЗ

синхронный, трехфазный, переменного тока

Топливо для двигателя:

Жидкое

керосин ТС-1; Т-2 по ГОСТ-10227 и их смеси; дизельное топливо по ГОСТ-4749

Газообразное (при соответствующей замене на двигателе агрегатов топливной системы и автоматики)

попутный или природный газ давлением 10-12 кг/см2

Часовой расход жидкого топлива на
номинальном режиме

не более 1100 кг/ч

Часовой расход масла на
номинальном режиме

не более 1,0 литр/час

Часовой расход газообразного топлива на номинальном режиме

не более 1000 м3/ч

Габаритные размеры:

Длина

Не более 11500 мм

Ширина

Не более 2500 мм

Высота

Не более 3700 мм

Вес электростанции

Не более 30000 кг

Установки на базе ТВД характеризуютсянизкими удельными капиталовложениями, на уровне 40 — 250 долл./кВтустановленной мощности, при этом они характеризуются компактностью, блочнымисполнением, коротким сроком монтажа.

К настоящему времени в России и на Украиненакоплен большой опыт создания энергетических установок на базеконвертированных турбореактивных двигателей (ТРД). Работают несколько заводовпо проектированию и производству таких газотурбинных установок на базеконвертированных ТРД. Крупнейшие из них это — НПП «Машпроект» (Украина),ОАО “Авиадвигатель” (Россия), СНТК им. Кузнецова (Россия).

Одним из удачных примеров применения АГТД вэнергетике является теплофикационная ГТУ 25/39, установленная и находящаяся впромышленной эксплуатации на Безымянской ТЭЦ, расположенной в Самарской областив России, описание которой приведено ниже.

Газотурбинная установка предназначена длявыработки электрической и тепловой энергии для нужд промышленных предприятий ибытовых потребителей. Тепловая схема установки приведена на рис. 3.

Электрическая мощность установки — 25МВт,тепловая — 39 МВт. Суммарная мощность установки — 64 МВт. Годоваяпроизводительность электроэнергии – 161,574 ГВт∙ч/год, тепловой энергии — 244120 Гкал/год.

Установка отличается применением уникальногоавиационного двигателя НК-37, обеспечивающего КПД в 36,4%. Такой КПДобеспечивает высокую эффективность установки, недостижимую на обычных тепловыхэлектростанциях, а также ряд других преимуществ.

Установка работает на природном газе сдавлением 4,6 МПа с расходом 1,45 кг/с.

Кроме электроэнергии установка производит 40т/ч пара давлением 14 кгс/см2 и нагревает 100 тонн сетевой воды от70 до 120°С, что позволяет обеспечить светом и теплом небольшой город.

При размещении установки на территориитепловых станций не требуется дополнительных специальных блоков химводоочистки,сброса воды и т.д.

топливо

воздух

дымовые газы

горячая вода к потребителю

пар к потребителю

обратная вода от потребителя

конденсат от потребителя

2

1

4

4

3

<img src="/cache/referats/15207/image005.gif" v:shapes="_x0000_s1026 _x0000_s1027 _x0000_s1028 _x0000_s1029 _x0000_s1030 _x0000_s1031 _x0000_s1032 _x0000_s1033 _x0000_s1034 _x0000_s1035 _x0000_s1036 _x0000_s1037 _x0000_s1038 _x0000_s1039 _x0000_s1040 _x0000_s1041 _x0000_s1042 _x0000_s1043 _x0000_s1044 _x0000_s1045 _x0000_s1046 _x0000_s1047 _x0000_s1048 _x0000_s1049 _x0000_s1050 _x0000_s1051 _x0000_s1052 _x0000_s1053 _x0000_s1054 _x0000_s1055 _x0000_s1056 _x0000_s1057 _x0000_s1058 _x0000_s1059 _x0000_s1060 _x0000_s1061 _x0000_s1062 _x0000_s1063 _x0000_s1064 _x0000_s1065 _x0000_s1066 _x0000_s1067 _x0000_s1068 _x0000_s1069 _x0000_s1070 _x0000_s1071 _x0000_s1072 _x0000_s1073 _x0000_s1074 _x0000_s1075 _x0000_s1076 _x0000_s1077 _x0000_s1078 _x0000_s1079 _x0000_s1080 _x0000_s1081 _x0000_s1082 _x0000_s1083 _x0000_s1084"> SHAPE * MERGEFORMAT <img src="/cache/referats/15207/image006.gif" v:shapes="_x0000_i1027">

Рис. 3. Тепловая схема ГТУ 25/39

1 — газотурбинный двигатель, 2 – электрогенератор, 3 — котел-утилизатор, 4 – насос.

Подобныегазотурбинные энергетические установки незаменимы для применения в тех случаях,когда

— необходимо комплексное решение проблемы обеспечения электрической и тепловойэнергией небольшого города, промышленного или жилого района — модульность установокпозволяет легко скомпоновать любой вариант в зависимости от нужд потребителя;

— осуществляется индустриальное освоение новых районов жизни людей, в том числе,с экстремальными условиями жизни, когда особо важна компактность и технологичностьустановки. Нормальная работоспособность установки обеспечивается в диапазонетемператур от -50 до +45°С при действии и всех других неблагоприятных факторов:влажности до 100%, осадках в виде дождя, снега и т.д.;

— важнаэкономичность установки: высокий КПД обеспечивает возможность производстваболее дешевой электрической и тепловой энергии и короткий срок окупаемости(около 3,5 лет) при капиталовложениях в строительство установки 10 млн. 650тыс. долларов США (по данным производителя). График окупаемости приведен нарис. 4.

<img src="/cache/referats/15207/image008.jpg" v:shapes="_x0000_i1028">

Рис. 4. График окупаемости ГТУ 25/39

Кроме того,установка отличается экологической чистотой, наличием многоступенчатогошумоподавления, полной автоматизацией процессов управления.

ГТУ 25/39представляет собой стационарную установку блочно-контейнерного типа размером 21на 27 м. Для ее функционирования в варианте автономном от существующих станцийв комплекте с установкой должны находиться устройства химводоподготовки,открытое распределительное устройство для понижения выходного напряжениядо  220 В или 380 В, градирня дляохлаждения воды