Газотурбинные установки электростанций

Содержание

Совершенствование экономического механизма хозяйствования

Критериальная оценка надежности теплоснабжающих организаций
Чичирова Н.Д., доктор хим. наук, Ахметова И.Г., канд. техн. наук, ФГБОУ ВПО «Казанский государственный энергетический университет»

Предложена универсальная методика определения потенциала надежности теплоснабжающей организации, который является основным критерием при выборе объекта инвестирования как частных инвесторов, так и государства.

Проекты и исследования

Показано, что основной функцией АСУ ЭС на сегодняшний день должна быть поддержка принятия решений в области оперативного управления электротехническими системами, а также в области планирования их развития и модернизации.

Оценка уязвимости систем электроснабжения различной топологии к геомагнитным возмущениям
Вахнина В.В., Кувшинов А.А., доктора техн. наук, Самолина О.В., ст. преподаватель, Козуб А.А., аспирант, Тольяттинский государственный университет

Предложена пространственная модель, позволяющая учесть географическое расположение силовых трансформаторов при расчете геоиндуцированных токов.

Алгоритмическое обеспечение счетчиков электроэнергии постоянного тока
Чижма С.Н., доктор техн. наук, Лаврухин А.Г., канд. техн. наук, Безруков Ю.А., аспирант, Омский государственный университет путей сообщения

Представлено несколько возможных алгоритмов для счетчиков электроэнергии постоянного тока, работающих при пульсирующих напряжениях и токах, выполнены моделирование и сравнительный анализ алгоритмов, приведены рекомендации для выбора оптимального алгоритма.

Исследование термогидродинамического режима двухфазного термосифона при различных тепловых нагрузках
Вергун А.П., доктор физ.-мат. наук, Ни А.Э., Нурпейис А.Е., аспиранты, Национальный исследовательский Томский политехнический университет

На основании анализа результатов численного моделирования (полей температур и скоростей движения пара) показано влияние плотности теплового потока, подводимого к нижней крышке термосифона, на перепад температур в паровом канале. Установлено, что параметры энергонасыщенного оборудования можно регулировать путем интенсификации отвода теплоты с поверхности верхней крышки термосифона.

Компенсация реактивной мощности

Оптимизация размещения источников реактивной мощности с помощью алгоритма роя частиц с генетической адаптацией
Манусов В.З., доктор техн. наук, Матренин П.В., аспирант, Новосибирский государственный технический университет
Третьякова Е.С., инж., АО «АЭХК», Ангарск

Показано, что для рассматриваемой системы электроснабжения оптимизация позволяет на 20% уменьшить потери активной мощности. Установка оборудования для глубокой компенсация реактивной мощности окупается за два-три года.

Электробезопасность

Об ошибках в новом стандарте МЭК 61140
Харечко Ю.В., канд. техн. наук

Приведена краткая информация об уточнении терминологии и о некоторых ошибках в новом стандарте МЭК 61140:2016 «Защита от поражения электрическим током. Общие положения для установки и оборудования».

Охрана окружающей среды

Разработка нормативного документа на проектирование и эксплуатацию систем непрерывного контроля и учета вредных выбросов ТЭС
Росляков П.В., доктор техн. наук, Кондратьева О.Е., канд. техн. наук, НИУ «МЭИ», Москва

Разработка и принятие нормативного документа на проектирование и эксплуатацию систем непрерывного контроля и учета вредных выбросов ТЭС позволят унифицировать подходы к созданию систем непрерывного контроля и учета и существенно облегчит промышленным предприятиям их практическое внедрение.

Альтернативные источники энергии

Биогаз мусорных свалок – топливо для выработки электроэнергии
Рыжий И.А., инж., ОАО «ВТИ», Москва

Важным достоинством использования газа мусорных свалок для энергетических целей является снижение антропогенных выбросов метана, загрязняющих атмосферный воздух.

Информация ВТИ

Оценка стоимости строительства и эксплуатации электростанций газотурбинной технологии

Нашли ошибку? Выделите и нажмите Ctrl + Enter

Cообщение об ошибке

Контакты

Рост тарифов на электроэнергию, значительные затраты на подключение к электросетям вынуждают бизнес искать альтернативные пути для снижения себестоимости продукции и обеспечения энергонезависимости компаний. Решением этой проблемы становится сооружение собственной газотурбинной электростанции.

В статье рассмотрим отечественную и зарубежную практику строительства частных газотурбинных электростанций, рассчитаем необходимые инвестиции, доходы и срок окупаемости проекта.

Что такое газотурбинная установка

Основу газотурбинной установки (ГТУ) составляет газотурбинный двигатель. Данный двигатель механически связан с электрогенератором, вырабатывающим электрическую энергию. Такая электростанция может выдавать мощность от нескольких десятков киловатт до сотен мегаватт, то есть полностью покрывать потребности небольшого города.

Газотурбинная электростанция производит не только электрическую, но и тепловую энергию, которая является побочным продуктом производства электроэнергии. Для выработки тепла газотурбинная установка дополняется специальным теплообменником. Совместное производство тепла и электроэнергии называется когенерацией. В некоторых случаях газотурбинные установки производят не только электричество и тепло, но и холод. Такой производственный процесс называют тригенерацией.

Получаемую тепловую энергию можно использовать зимой для обогрева помещений, а выработанный холод использовать летом для кондиционирования.

Как тепло, так и холод являются побочными продуктами производства электроэнергии. Их производство условно имеет нулевую себестоимость, что значительно повышает экономическую эффективность газотурбинной установки в целом.

Сферы использования и преимущества газотурбинных установок

Газотурбинные установки широко применяются в малой энергетике как в России, так и во многих зарубежных странах. Они могут работать практически в любых климатических условиях, эффективны во многих отраслях промышленности, в сфере ЖКХ и сельском хозяйстве.

Основные преимущества использования ГТУ по сравнению с традиционной энергетикой:

  • низкие эксплуатационные затраты;
  • высокий коэффициент полезного действия и долговечность;
  • меньшие сроки строительства и ввода в эксплуатацию;
  • экологичность;
  • компактность;
  • низкая себестоимость продукции.

ГТУ обладают значительной гибкостью в выборе режима работы. Они могут работать как отдельное энергетическое производство и поставлять вырабатываемые ресурсы в общие распределительные сети.

Газотурбинные установки работают на природном газе, который является самым чистым углеводородным топливом с точки зрения экологии. Современная ГТУ максимально сокращает вредное влияние на экологию, в какой-то степени ее воздействие на экологию по совокупности факторов можно сравнить с возобновляемыми источниками энергии.

Следует отметить, что возможность подключения к газопроводу есть практически во всех промышленно развитых регионах РФ. Уровень газификации еще далек от 100 %, но газифицированные площади растут с каждым годом.

Реализованные проекты в данной сфере

В настоящее время в России планируется к сооружению и вводится множество проектов ГТУ. Одним из таких проектов станет теплоэлектростанция в Каширском районе Московской области суммарной мощностью 1,4 ГВт с объемом инвестиций около 100 млрд руб.

Газотурбинная электростанция мощностью 24 МВт планируется к постройке в Нижневартовском районе Ханты-Мансийского автономного округа. Она предназначена для обеспечения электрической и тепловой энергией нужд месторождения и других потребителей в пределах промышленной зоны нефтегазового предприятия.

В Крыму ведется строительство двух электростанций установленной мощностью по 470 МВт каждая.

В США ряд газотурбинных установок строится на основе новой технологии, по которой сырьем для электростанции будет газ, синтезированный из угля (не природный). Эта технология несколько дороже с точки зрения инвестиций и эксплуатационных расходов, но позволяет использовать местное сырье. Решение спорное, так как в США в настоящее время многократно растет добыча сланцевого газа.

Что касается европейского рынка энергетики, то на нем все большее внимание уделяют зеленым технологиям производства. Все больше стран отказывается от развития энергетики, основанной на ископаемых источниках энергии. Производители оборудования сообщают о 80%-ном спаде продаж новых газотурбинных установок большой мощности за последние несколько лет. Вместе с тем основой энергетики всего мира по-прежнему остается технология, основанная на использовании ископаемых источников (в основном газа).

Рост тарифов на электроэнергию в РФ

Причиной строительства частных ГТУ является не только стремление обеспечить свою энергобезопасность, но и постоянный рост тарифов на электроэнергию. Парк энергетического оборудования в России стремительно устаревает, что, с одной стороны, обуславливает относительно высокую себестоимость производства, с другой — необходимость строительства новых электростанций. После ввода их в эксплуатацию нужно возвращать инвестиционные расходы, которые в дальнейшем включаются в тариф. Перечисленные факторы вызывают постоянный рост тарифов на электроэнергию.

По некоторым экспертным оценкам, рост тарифов на электроэнергию, особенно для промышленных предприятий, будет опережать темпы инфляции примерно в два раза. Общая тенденция на выравнивание цен на энергоносители в разных странах становится все более актуальной. В европейских странах стоимость электроэнергии в несколько раз выше, чем в России, а вот с ценами в США мы практически сравнялись. Эта динамика подтверждается тем фактом, что с 2000 г. стоимость электроэнергии выросла более чем в 15 раз.

Таким образом, собственное производство электроэнергии становится все более выгодным, а в перспективе — все более рентабельным.

ПРОИЗВОДИТЕЛИ ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ГТУ

На рынке России представлены десятки отечественных и зарубежных производителей оборудования для газотурбинных электростанций. Среди отечественных можно выделить ОАО «Сатурн» (г. Москва), АО «ОДК-Пермские моторы», ОАО КПП «Авиамотор» (г. Казань), НПО «Сатурн» (г. Рыбинск) и др. К одному из лидеров этого рынка среди зарубежных компаний можно отнести Siemens. Впрочем, прямые поставки газотурбинного оборудования от зарубежных поставщиков могут оказаться под вопросом из-за увеличения санкционного давления на РФ.

Что касается качества оборудования и его стоимости, то традиционно мнения экспертов в данном вопросе расходятся. Как правило, полностью импортные установки ГТУ дороже отечественных, отличаются большей степенью автоматизации и надежностью. С другой стороны, обслуживание импортной техники зачастую обходится дороже, чем отечественной. В связи с большим количеством производителей и поставщиков газотурбинного оборудования для энергетики поставка оборудования и комплектующих не представляет никакой проблемы.

Экономическое обоснование сооружения газотурбинной установки

Данные для расчета финансовой модели сооружения ГТУ приняты на основании умеренно консервативного подхода, то есть в случае сомнений в величине показателей в расчет брали максимальные данные по расходам и минимальные по доходам.

В качестве основы расчетов принимаем газотурбинную установку с электрической мощностью 10 МВт и тепловой мощностью 15 МВт, работающую в режиме когенерации. Коэффициент использования установленной электрической мощности — 0,8, тепловой — 0,4 (связано с сезонностью выработки тепла).

Стоимость строительно-монтажных работ (СМР) и оборудования, себестоимость выработки энергии и некоторые показатели, по которым невозможно провести точную оценку в связи с отсутствием спецификаций на оборудование, графика СМР и др., приняты на основании различных экспертных оценок и результатов реализованных проектов отрасли.

Анализируемый период проекта составляет 8 лет, расчет проведен по годам в миллионах рублей.

Срок строительства электростанции (инвестиционная фаза) с учетом подготовительных работ — два года. Стоимость инвестиционных вложений в основные средства (подготовительные работы, оборудование и СМР) рассчитана на основе экспертных оценок в сумме $1200 на 1 кВт установленной мощности. Срок полезного использования оборудования при расчете амортизации принят в размере 20 лет.

Рассчитаем объемы реализации в натуральном выражении. Данные представим в табл. 1. Важная деталь: первые два года реализации проекта в таблице не указаны, так как этот период отведен на инвестиционную фазу (строительство и запуск ГТУ).

Объемы производства продукции за анализируемый период составят 47,04 МВт по электрической энергии и 35,96 МВт по тепловой.

Рассчитаем выручку от реализации продукции (табл. 2).

Выручка от реализации продукции рассчитана на основе базовых тарифов Московской области и прогнозных коэффициентов роста тарифов по годам за минусом средней сбытовой надбавки гарантирующего поставщика.

Выручка от реализации продукции за анализируемый период сформировалась на уровне 2890,69 млн руб. (без НДС). В структуре выручки 73 % приходится на реализацию электрической энергии, 27 % — на тепловую. Данные проиллюстрируем (рис. 1).

Рассчитаем валовую себестоимость продукции (табл. 3). При расчете себестоимости учтены коэффициенты роста стоимости энергоносителей и прочие расходы по анализируемым периодам (4 % ежегодно). Стоимость выработки 1 кВт принята на основе экспертных оценок и уже реализованных проектов (1,6 руб. без НДС). Следует учесть, что себестоимость будет изменяться в зависимости от сезона (температуры окружающей среды).

К основным операционным затратам ГТУ относят стоимость текущего ремонта, газа, машинного масла для турбины, расходы на техническое обслуживание оборудования и персонал.

Для определения численности персонала можно использовать Нормативы численности промышленно-производственного персонала электростанций с газотурбинными стационарными установками мощностью 12–150 МВт (разработаны ООО «ЦОТэнерго», утверждены 03.12.2004). Однако все зависит от мощности оборудования, количества установок и степени автоматизации его работы.

В наличии в городе Санкт-Петербурге по акции «Распродажа -70%

Модель Цена за шт. с НДС На складе
Блок автономного запуска микротурбиный модульный МТ250
(Р4500F-3-600-1)
1 161 284,18 руб. 1 шт.
Микротурбина FlexEnergy MT250 в контейнере БТАЭС-МТ250 15 097 144, 73 руб. 1 шт.

Энергетический центр «Президент-Нева» предлагает купить газотурбинные установки российского и японского производства мощностью от 1850 до 7670 кВт. Также у нас вы можете приобрести микротурбины производства США мощностью 250 и 333 кВт. Оборудование этой категории используется в качестве основного или резервного источника электрической и тепловой энергии в различных сферах.

Микротурбины серии МТ250 и МТ333 компании FlexEnergy

Микротурбины MT250 и MT333 (компания FlexEnergy, США) предназначены для широкого применения на промышленных предприятиях, нефтегазовых месторождениях и в коммунальном хозяйстве.

Параметры Значение
Производитель FlexEnergy (США)
Модель МТ333 / МТ250
Номинальная электрическая мощность 333 кВт*/250 кВт*
Номинальная тепловая мощность 373кВт (0,32 Гкал) / 350 кВт (0,30 Гкал)
Генератор Синхронный; охлаждение воздушное;
род тока-переменный, трехфазный;
частота вращения 1500 об./мин
Напряжение 0,4 кВ / 0,4 кВ
КПД по электричеству 32 кВт / 30кВт
Топливо Природный или попутный
нефтяной газ
Давление газа на входе:
— для комплектации с дожимным компрессором
— для комплектации без дожимного компрессора
0,99 — 6,9 кПа
555 — 965 кПа
Расход топливного газа на 100% нагрузке(при Q=31,8 МДжм³) 122 м³/ч / 91 м³/ч
Расход топливного газа (тепловой поток) 11252 / 12000 кДж/кВт•час
Расход выхлопного газа 2,4 / 2,3 кг/сек
Содержание в выхлопных газах (при 15% О2)
— окислов азота (NOх)
— оксида углерода (СО)
9 ppmV
9 ppmV
Периодичность технического обслуживания 8000 часов
Ресурс до капитального ремонта 40000 часов
Вес 6577 / 6525 кг
Габариты, ДхШхВ 4258х1930х2276 мм
Уровень шума в 1 метре от контейнера 83 дБ(А)
развернуть

*Электрическая мощность в условиях, отличных от ISO, определяется по графику зависимости от наружной температуры воздуха.

Газотурбинные установки Dresser Rand

Газотурбинные установки фирмы Dresser Rand (США, Швеция) с турбинами KG2-3E и KG2-3G – это модульные установки, предназначенные для выработки электроэнергии и тепла с высокой эффективностью, низкими затратами и минимальным ущербом для окружающей среды.

Параметры Значение
Производитель Президент-Нева (Россия)
Модель БТАЭС-KG-3G-
Президент-Нева-
1,92-4,5-Г-6,3 (10,5)-3
Двигатель KG-3G / KG-3E
Номинальная электрическая мощность 1920 / 1850 кВт*
Номинальная тепловая мощность 4500 / 6000 кВт (3870 / 5160 Гкал)
Генератор Синхронный; охлаждение воздушное;
род тока-переменный,трехфазный;
частота вращения 1500 об./мин
Напряжение 6,3 (10,5) кВ
Частота тока 50 Гц
КПД по электричеству 26% / 16,2%
Топливо Природный или попутный
нефтяной газ;
дизельное топливо
Добавление топлива на входе в установку 12 / 8 бар
Расход топлива газа на 100% нагрузке
(при Q=31,8 МДж/м³)
856 / 1289 м³/ч
Расход топливного газа (тепловой поток) 14118 / 23191 кДж/кВт•час
Расход выхлопных газов 9,2 / 15 кг/с
Содержание в выхлопных газах (при О2), ppm:
NOх при 15% О2
CO при 15% О2
25 / 50
25 / 50
Периодичность технического обслуживания 8000 часов
Ресурс до капитального ремонта 40000 часов
Вес 28000 кг
Габариты, ДхШхВ 11000х2500х5000 мм
Уровень шума на расстоянии 1 м от контейнера 85 дБ(А)
развернуть

*Электрическая мощность в условиях, отличных от ISO, определяется по графику зависимости от наружной температуры воздуха.

Газотурбинные установки Kawasaki

Газотурбинные установки серии GPB17D, GPB70D и GPB80D фирмы Kawasaki Heavy Industries Ltd. (Япония) – это изделия полной заводской готовности в модульном исполнении, устанавливаемые в помещении и предназначенные для выработки электроэнергии и тепла.
Область применения: снабжение электроэнергией и теплом промышленных и бытовых потребителей в базовом и пиковом режимах, при параллельной работе с энергосетями или эксплуатации в островном режиме.

Параметры Значение
Производитель Kawasaki (Япония)
Модель GPB17D GPB70D GPB80D
Двигатель М1А-17D M7A-02D M7A-03D
Номинальная электрическая мощность 1630 кВт* 6530 кВт * 7670 кВт*
Номинальная тепловая мощность 2900 кВт (2,5 Гкал) 9418 ;кВт (8,1 Гкал) 9883 кВт (8,5Гкал)
Напряжение 6,3 (10,5) кВ 6,3 (10,5) кВ 6,3 (10,5) кВ
Частота тока 50 Гц 50 Гц 50 Гц
КПД по электричеству 26,6% 30,2% 33,6%
Топливо Природный или попутный газ; дизельное топливо
Давление топлива на входе в установку 12 бар 21 бар 21 бар
Расход топливного газа на 100%
нагрузке (при Q=31,8 МДж/м³)
710,946 м³/ч 2482,632 м³/ч 2609,729 м³/ч
Расход топливного газа (тепловой поток) 13870кДж/кВт•час 12090кДж/кВт•час 10820кДж/кВт•час
Расход выхлопных газов 8 кг/с 95,8 кг/с 97,6 кг/с
Содержание в выхлопных газах
(при 15% O2),ppm: NOх при 15% O2
9/15 25 9/15
Периодичность технического обслуживания 8000 часов
Ресурс до капитального ремонта 35000 часов 35000 часов 35000 часов
Вес 11500 кг 58000 кг 60000 кг
Габариты, ДхШхВ 6500х1850х2550мм 11500х2800х3600 мм
Уровень шума на расстоянии 1 м
от контейнера
85 дБ(А) 85 дБ(А) 85 дБ (А)
развернуть

*Электрическая мощность в условиях, отличных от ISO, определяется по графику зависимости от наружной температуры воздуха.

Газотурбинный генератор: конструкция и принцип работы

Конструктивно классический газотурбинный генератор состоит из двух узлов, смонтированных в металлическом корпусе:

  • Силовая турбина – в свою очередь состоит из компрессорной установки, камеры сгорания и лопастей на валу. Работает по следующему принципу. Из компрессора в камеру сгорания подается под давлением предварительно сжатый воздух. Туда же одновременно впрыскивается топливо – горючий газ. Получаемая смесь воспламеняется. Энергия горящего расширяющегося в объеме газа направляется на турбину, которая вследствие этого вращается и приводит в действие вал.
  • Электрогенератор – соединенный с валом турбины механизм, предназначенный для выработки электроэнергии. Полученная от силовой турбины механическая энергия преобразуется генератором в электрическую.

Помимо выработки электрической энергии применение газотурбинных установок распространяется на производство тепловой энергии.

Для этих целей к ним подключаются специальные котлы-утилизаторы, которые используют тепловую энергию отработанных газов турбины для нагрева теплоносителя.

Применение и преимущества газотурбинных генераторов

Микротурбины или газотурбинные установки используются в качестве основного, аварийного или резервного источника электричества на таких объектах, как:

  • организации ЖКХ;
  • общественные здания;
  • спортивные сооружения;
  • оздоровительные комплексы;
  • промышленно-перерабатывающие предприятия;
  • нефтегазодобывающие предприятия;
  • сельскохозяйственные и другие организации.

Распространенность оборудования этого класса связана со следующими преимуществами эксплуатации:

  • доступность горючего газа;
  • высокая степень надежности при бесперебойной эксплуатации;
  • высокий показатель количества получаемой тепловой энергии;
  • простота обслуживания;
  • доступная цена газотурбинного генератора;
  • низкий уровень вибрации;
  • малошумность;
  • низкий уровень токсичности выхлопа.

Реализованные газотурбинные установки

Как купить газотурбинную установку

Чтобы купить газотурбинный генератор или микротурбину, позвоните нам по телефону. Также вы можете заказать обратный бесплатный звонок или задать вопрос нашему специалисту, воспользовавшись формой обратной связи. В ассортименте представлены микротурбины серий MT250 и MT333 производства американской компании FlexEnergy. Также мы предлагаем обширный выбор полноразмерных газотурбинных установок производства «Президент-Нева» Dresser, и японской марки Kawasaki.

Помимо поставки и монтажа оборудования наши специалисты могут обеспечить его обслуживание и обучение ваших сотрудников.

Газовые турбины — надёжные силовые агрегаты современных электростанций

В автономной генерации — малой энергетике в последнее время значительное внимание уделяется газовым турбинам различной мощности. Электростанции на базе газовых турбин используются как основной или резервный источник электричества и тепловой энергии для объектов производственного или бытового назначения. Газовые турбины в составе электростанций предназначены для эксплуатации в любых климатических условиях России. Области применения газовых турбин практически не ограничены: нефтегазодобывающая промышленность, промышленные предприятия, структуры ЖКХ.

Положительным фактором использования газовых турбин в сфере ЖКХ является то, что содержание вредных выбросов в выхлопных газах NOх и CO находится на уровне 25 и 150 ppm соответственно (у поршневых установок эти значения гораздо больше), что позволяет устанавливать электростанцию рядом с жилой застройкой. Использование газовых турбин в качестве силовых агрегатов электростанций позволяет избежать строительства высоких дымовых труб.

В зависимости от потребностей газовые турбины комплектуется паровыми или водогрейными котлами–утилизаторами, что позволяет получать от электростанции либо пар (низкого, среднего, высокого давления) для технологических нужд, либо горячую воду (ГВС) со стандартными температурными значениями. Можно получать пар и горячую воду одновременно. Мощность тепловой энергии, производимой электростанцией на базе газовых турбин, как правило, в два раза превышает электрическую.

На электростанции с газовыми турбинами в такой конфигурации коэффициент использования топлива возрастает до 90%. Высокая эффективность использования газовых турбин в качестве силовых агрегатов обеспечивается при длительной работе с максимальной электрической нагрузкой. При достаточно высокой мощности газовых турбин существует возможность совокупного использования паровых турбин. Эта мера позволяет существенно повысить эффективность использования электростанции, увеличивая электрический КПД до 53%.

Сколько стоит электростанция на базе газовых турбин? Какова её полная цена? Что входит в стоимость «под ключ»?

Автономная тепловая электростанция на базе газовых турбин имеет массу дополнительного дорогостоящего, но зачастую, просто необходимого оборудования (пример из жизни – реализованный проект). С использованием первоклассного оборудования стоимость электростанции подобного уровня, «под ключ», не превышает 45000 — 55000 рублей за 1 кВт установленной электрической мощности. Конечная цена электростанции на основе газовых турбин зависит от конкретных задач и нужд потребителя. В стоимость входят проектные, строительные и пусконаладочные работы. Сами газовые турбины, как силовые агрегаты, без дополнительного оборудования, в зависимости от компании-производителя и мощности, стоят от 400 до 800 долларов за 1 кВт.

Для получения информации о стоимости строительства электростанции или ТЭС в конкретном Вашем случае, необходимо отправить в нашу компанию заполненный опросный лист. После этого, по истечении 2–3 дней заказчик-клиент получает предварительное технико-коммерческое предложение — ТКП (краткий пример). На основании ТКП заказчиком принимается окончательное решение о строительстве электростанции на базе газовых турбин. Как правило, до принятия решения клиент посещает уже существующий объект, чтобы воочию увидеть современную электростанцию и «потрогать всё руками». Непосредственно на объекте заказчик получает ответы на имеющиеся вопросы.

За основу строительства электростанций на базе газовых турбин часто берется концепция блочно–модульного построения. Блочно-модульное исполнение обеспечивает высокий уровень заводской готовности газотурбинных электростанций и уменьшает сроки строительства объектов энергетики.

Описание — технические характеристики микротурбины — тепловой электростанции Capstone – Calnetix ТА–100 Скачать/загрузить брошюру в формате PDF, 4 MB

Газовые турбины: получите бесплатные квалифицированные консультации по телефону + 7 (495) 649–81–79

Газовые турбины – немного арифметики по себестоимости производимой энергии

Сколько стоит один киловатт электроэнергии, произведенный газовыми турбинами, и что потребитель получает бесплатно?

Для производства 1 кВт электричества газовые турбины потребляют всего 0,29–0,37 м³/час газового топлива. При сжигании одного кубического метра газа, газовые турбины вырабатывают 3 кВт электричества и 4–6 кВт тепловой энергии. С ценой (усредненной) на природный газ в 2011 году 3 руб. за 1 м³, себестоимость 1 кВт электроэнергии полученной от газовой турбины, равна, приблизительно, 1 рублю. Дополнительно к этому потребитель получает 1,5–2 кВт бесплатной тепловой энергии!

При автономном энергоснабжении от электростанции на основе газовых турбин себестоимость производимой электроэнергии и тепла в 3–4 раза ниже действующих по стране тарифов, и это без учета высокой стоимости подключения к государственным электросетям (60 000 рублей за 1 кВт в Московской области, 2011 год).

Строительство автономных электростанций на основе газовых турбин позволяет получить значительную экономию денежных средств за счет исключения издержек на строительство и эксплуатацию дорогостоящих линий электропередач (ЛЭП), Электростанции на базе газовых турбин могут значительно повысить надежность электрического, теплового снабжения как отдельных предприятий или организаций, так и регионов в целом.
Степень автоматизации электростанции на основе газовых турбин позволяет отказаться от большого количества обслуживающего персонала. Во время эксплуатации газовой электростанции ее работу обеспечивают всего три человека: оператор, дежурный электрик, дежурный механик. При возникновении аварийных ситуаций для обеспечения безопасности персонала, сохранности систем и агрегатов газовой турбины предусмотрены надежные системы защиты.

Принцип работы газовых турбин

Атмосферный воздух через воздухозаборник, оборудованный системой фильтров (на схеме не показаны) подается на вход многоступенчатого осевого компрессора. Компрессор сжимает атмосферный воздух, и подает его под высоким давлением в камеру сгорания. В это же время в камеру сгорания турбины через форсунки подается и определенное количество газового топлива. Топливо и воздух перемешиваются и воспламеняются. Топливовоздушная смесь сгорает, выделяя большое количество энергии. Энергия газообразных продуктов сгорания преобразуется в механическую работу за счёт вращения струями раскаленного газа лопаток турбины. Часть полученной энергии расходуется на сжатие воздуха в компрессоре турбины. Остальная часть работы передаётся на электрический генератор через ось привода. Эта работа является полезной работой газовой турбины. Продукты сгорания, которые имеют температуру порядка 500-550 °С, выводятся через выхлопной тракт и диффузор турбины, и могут быть далее использованы, например, в теплоутилизаторе, для получения тепловой энергии.

Газовые турбины, как двигатели, имеют самую большую удельную мощность среди ДВС, до 6 кВт/кг.

В качестве топлива газовой турбины могут использоваться: керосин, дизельное топливо, газ.

Газовые турбины – преимущества силовых агрегатов для автономных электростанций средней и высокой мощности

Одними из преимуществ современных газовых турбин является длительный жизненный цикл — моторесурс (полный до 200 000 часов, до капитального ремонта 25000–60000 часов).

Современные газовые турбины отличаются высокой надежностью. Есть данные о непрерывной работе некоторых агрегатов в течение нескольких лет.

Многие поставщики газовых турбин производят капитальный ремонт оборудования на месте, производя замену отдельных узлов без транспортировки на завод-изготовитель, что существенно снижает временные затраты.

Возможность длительной работы в любом диапазоне мощностей от 0 до 100%, отсутствие водяного охлаждения, работа на двух видах топлива, — все это делает газовые турбины востребованными силовыми агрегатами для современных автономных электростанций.

Наиболее эффективно применение газовых турбин при средних мощностях электростанций, а на мощностях свыше 30 МВт — выбор очевиден.

Описание — технические характеристики микротурбины — тепловой электростанции Capstone – Calnetix ТА–100 Скачать/загрузить брошюру в формате PDF, 4 MB

Современная электростанция на базе газовых турбин – проект, успешно реализованный в Московской области

Газовые турбины: получите бесплатные квалифицированные консультации по телефону + 7 (495) 649–81–79

Прокопович В. С. — эксперт, специалист по маркетингу и продажам в сфере промышленного оборудования

Газотурбинная электростанция — установка, генерирующая электричество и тепловую энергию.

В газотурбинной электростанции в качестве привода электрического генератора используется газовая турбина.

Основу ГТЭС составляют одна или несколько газотурбинных установок — силовых агрегатов, механически связанных с электрогенератором и объединенных системой управления в единый энергетический комплекс.

ГТЭС может иметь электрическую мощность от десятков кВт до сотен МВт.

Электрический КПД современных газотурбинных установок составляет 33-39%.

С учетом высокой температуры выхлопных газов в мощных газотурбинных установках имеется возможность комбинированного использования газовых и паровых турбин.

Такой инженерный подход позволяет существенно повысить эффективность использования топлива и увеличивает электрический КПД установок до 57-59%.

ГТЭС способна отдавать потребителю значительное количество тепловой энергии — с коэффициентом ~ 1:2 по отношению к электрической мощности.

В зависимости от потребностей газотурбинные установки (ГТУ) дополнительно оснащаются паровыми или водогрейными котлами, что дает возможность иметь пар различного давления для производственных потребностей или горячую воду со стандартными температурами (ГВС).

При комбинированном использовании энергии 2-х видов коэффициент использования топлива газотурбинной тепловой электростанции увеличивается до 90%.

Технология процесса

В компрессор газотурбинного силового агрегата подается чистый воздух.

Под высоким давлением воздух из компрессора направляется в камеру сгорания.

Одновременно в камеру сгорания подается топливо — газ.

Смесь воспламеняется.

При сгорании газовоздушной смеси образуется энергия в виде потока раскаленных газов.

Этот поток с высокой скоростью устремляется на рабочее колесо турбины и вращает его.

Вращающийся вал турбины приводит в действие компрессор и электрический генератор.

С клемм электрогенератора произведенное электричество, обычно через трансформатор, направляется в электросеть, к потребителям энергии.

Применение ГТЭС оправдано экономически, т. к. сегодня электростанции, работающие на газовом топливе, имеют наиболее привлекательную для потребителя удельную стоимость строительства и низкие затраты при последующей эксплуатации.

Преимущества газотурбинной электростанции

Основные преимущества газотурбинных электростанций:

  • ГТЭС весьма надежны. В среднем длительность работы основных узлов без капитального ремонта составляет от 100 до 130 тыс. часов;

  • КПД самой газотурбинной установки составляет порядка 51%, а при утилизации уходящих газов общий КПД достигает уже 93%;

  • газотурбинные электростанции, как уже было отмечено выше, имеют довольно небольшие размеры, что значительно уменьшает срок строительства, и, соответственно, позволяет им быстро окупаться;

  • газотурбинные электростанции достаточно экологичны;

  • ГТЭС могут работать полностью в автоматическом режиме, а возможность полной диагностики состояния оборудования или основных узлов станции, простота управления и соответственно минимальное количество обслуживающего персонала делают их наиболее оптимальным решением в самых различных ситуациях.