Газотурбинные установки. Технологическая схема газотурбинной установки имеет некоторые особенности

Технологическая схема газотурбинной установки имеет некоторые особенности. При работе ГТУ на тяжелом жидком моторном топливе, так же как и при работе ДВС, необходима подготовка топлива к сжиганию.

Важным звеном схемы ГТУ является устройство для запуска двигателя, которое потребляет около 10% номинальной мощности. При работе газотурбинной установки в энергосистеме основной электрический генератор используется в качестве пускового двигателя до момента включения в работу камеры сгорания. Возможен запуск с помощью специальных пусковых электрических двигателей (разгонных), насаженных на вал газотурбинного агрегата.

Для изолированной газотурбинной станции также может быть использован главный генератор в качестве пускового двигателя с питанием от дизель-генераторной установки или другого источника энергии. При работе на природном газе для запуска применяют расширительную вспомогательную турбину (турбодетандер), соединенную зубчатой передачей с валом основной турбины. В турбодетандере для расширения используют перепад давления природного газа. Обычно такой метод запуска применяют на газоперекачивающих станциях, оборудованных газотурбинными установками. В этом случае отпадает необходимость в компрессоре для повышения давления газа до уровня, требуемого при подаче его в камеру сгорания. В других случаях для этой цели устанавливают вспомогательный компрессор.

На некоторых промышленных предприятиях газовая турбина включается в схему технологического процесса предприятия. Вместе с технологическими агрегатами (печами, котлами) она составляет самые разнообразные схемы использования отбросной теплоты разных источников, так называемых побочных ресурсов.

Например, многие доменные печи, исходя из условий улучшения процесса выплавки чугуна, работают с повышенным давлением газа в печи (давления на выходе 2, 5..3, 5 МПа). Давление в магистрали, отводящей доменный газ для использования потребителями, не превышает обычно 1, 1 МПа. Таким образом, имеет место избыточное давление, которое используется в газовой утилизационной бескомпрессорной турбине для привода электрического генератора. Эта газовая турбина – расширитель (без компрессора) – устанавливается на так называемой газорасширительной электрической станции.

На рисунке 3 в качестве примера показана газовая утилизационная установка с бескомпрессорной турбиной ГУБТ- 6 (НЗЛ), использующей для расширения доменный газ давлением с 240 кПа до давления в сети 105 кПа. Турбина 2 рассчитана на пропуск газа, имеющего температуру перед турбиной. Она развивает мощность на зажимах генератора 1 (5...б) кВт. Предварительный подогрев газа после газоочистки 5 производится сначала в регенераторе 4, а затем в специальном газовом нагревателе 3, в котором для его нагрева сжигается некоторое количество доменного газа, поступающего из доменной печи 6 после газоочистки 5. Воздух в доменную печь подается воздуходувкой 7, приводимой во вращение паровой турбиной 8.

Важную роль на современных электростанциях играют автоматизация и тепловой контроль. Их назначение – повышение экономичности, предотвращение аварийности, облегчение условий труда, сокращение численности обслуживающего персонала. На крупных паротурбинных блочных электростанциях применяют счетно-решающие машины и телевидение для управления технологическими процессами по заданной, оптимальной программе работы.

Энергоблок, состоящий из котлоагрегата, паровой турбины и электрогенератора, представляет собой единый энергетический комплекс, в котором все физические процессы взаимосвязаны. Это дает возможность полностью автоматизировать работу блока, что имеет существенные преимущества.

Рис. 3.10-Газотурбинная установка, использующая для расширения избыточное давление доменного газа.