Микротурбин Elliott (газотурбинная установка) мощностью 100 кВт.
Общая информация
Появление микротурбинних когенераторов обязана отсутствием на рынке надежных, высокоресурсных, с низким уровнем эмиссии, а также небольшими затратами на обслуживание и эксплуатацию автономных источников постоянного электро и теплоснабжения с электрической мощностью до 100 кВт и более.
Потребителями таких мощностей, как правило, являются: офисные бизнес-центры, развлекательные и торговые центры, бани, бассейны, складские помещения, предприятия быстрого питания, малого и среднего бизнеса, больницы, прачечные и др.
Выбор микротурбиннои установки является лучшим (по отношению к другим автономных источников тепло -, электроснабжения) в следующих случаях:
нужно «островной режим работы» (автономный), в котором электрическая нагрузка может изменяться от 0 до 100%
нужно островной режим работы, в котором имеют место сброса - накид электрической нагрузки от 0 до 100%
нужно выработки тепла более чем в 1,5 больше по сравнению с электроэнергией
имеют место значительные суточные и сезонные колебания отопительной нагрузки
графики потребления тепловой и электрической нагрузки не совпадают друг с другом
нужна периодичность ТО не чаще, чем один раз в 4000-8000 год
существуют жесткие ограничения по шуму, вибрации и эмиссии выхлопных газов
ограничения по массе и габаритам.
Описание конструкции
Микротурбинна установка является изделием полной заводской готовности, при разработке использован блочно-модульный принцип, позволяющий заменять в случае необходимости отдельный узел, а не изделие в целом.
Все основные и вспомогательные системы и агрегаты смонтированы на единой раме пространственной рамы. Для защиты от внешних воздействий, используется защитный капот с звукоизоляционным покрытием.
В состав установки входят (для детального просмотра - нажмите на изображение):
- турбогенератор
- камера сгорания
- рекуператор
- система утилизации тепла с КУ
- маслосистемы
- топливная система с Дожимная компрессором
- силовая электроника (выпрямитель, инвертор, фильтр)
- цифровая система автоматического управления турбогенератора и силовой электроники с панелью управления оператора
- воздушная система охлаждения подкапотного пространства и силовой электроники
- аккумуляторные батареи
Принцип работы
Далее рассмотрим принцип работы, а также температуры в различных характерных сечениях установки.
Очищенный атмосферный воздух попадает в воздухозаборник 4 Откуда он поступает на вход в компрессор 3. В компрессоре воздух сжимается и за счет этого нагревается до температуры 250 ° С. После компрессора воздух поступает специальный газо-воздушный теплообменник 10 - (рекуператор), где он дополнительно подогревается до температуры 500 ° С. Использование такого решения позволяет примерно в 2 раза повысить электрическую эффективность установки. Далее нагретый сжатый воздух перед камерой сгорания 6 смешивается с газообразным топливом высокого давления 9, откуда гомогенная газовоздушная смесь поступает в камеру сгорания для горения.
Предварительное смешение воздуха с газообразным топливом позволяет снизить уровень эмиссии выхлопных газов до 24 ppmv при 15% О2 в диапазоне электрических нагрузок от 0 до 100%.
Оставляя камеру сгорания, нагретые выхлопные газы до температуры 926 ° С попадают в колесо турбины 7, где, расширяясь, совершают работу, вращая ее, а также расположенные на этом же валу колесо компрессора 3 и высокоскоростной генератор 2.
Покинув турбину 7, за газохода 8, выхлопные газы с температурой 648 ° С попадают в рекуператор 10, где отдают свое тепло воздуху после компрессора. Температура выхлопных газов после рекуператора 287 ° С.
На выходе из рекуператора 10 стоит байпасная заслонка 11, которая направляет выхлопные газы или байпасный газоход 14 или непосредственно в котел-утилизатор 12. В котле-утилизаторы (газо-водяном теплообменнике) выхлопные газы отдают свое тепло сетевой воде, которая там нагревается до необходимой температуры. Температура выхлопных газов на выходе из котла-утилизатора - 77 ° С.
В конструкции микротурбиннои установки отсутствует редуктор. В отличие от других производителей, например Turbec и Capstone, частота вращения ротора практически не зависит от нагрузки и поддерживается на уровне 68000 об / мин.
Это позволяет в течение 0,3 с в один прием принимать 100% нагрузки.
Принципиальная схема преобразования аналогична той, которая применяется в источниках бесперебойного питания (ИБП). Она показана на рисунке.
Производимая высокочастотное напряжение генератора подвергается двойному преобразования: из высокочастотного переменного в постоянное, а затем в переменное 400 или 480 В с частотой 50 или 60 Гц.
Это обеспечивает выходную трехфазное напряжение с правильной формой синусоиды.
Такая особенность позволяет использовать для обслуживания и эксплуатации специалистов, которые знакомы с обслуживанием трехфазных ИБП.
Преимущества микротурбинних установок
При выборе микротурбинних установок как автономного источника питания обычно задаются вопросом: «Какие преимущества у микротурбинних установок».
Отметим следующие основные преимущества:
возможность эксплуатации, как в автономном режиме, так и параллельно с сетью;
возможен однократный 100% Наброс / сброса нагрузки;
микротурбинна установка может работать в течение длительного времени при очень низких нагрузках, в том числе в режиме холостого хода;
техническое обслуживание каждые 4000 часов, за 24 000 часов работы на сервисное обслуживание тратится 55 нормо;
интервал замены масла в турбогенератора 24 000 моточасов;
отсутствие большого количества трущихся вращений и других частей;
возможность работы на низкокалорийном топливе с минимальной концентрацией метана 30%
уровень эмиссии NOx по 50 мг / м 3.
В микротурбинний установке отсутствуют вибрации.
Наша компания готова выполнить для Вас подробное обоснование выбора между газотурбинной и газопоршневой мини-ТЭЦ персонально для Вашего объекта, а также выполнить весь комплекс работ "под ключ".
