|
7.2. Генерирующие установки для малой энергетики
Специфические требования и условия работы объектов МЭ были
побудительным мотивом к разработке энергоагрегатов, в наибольшей
мере отвечающих этим требованиям. Приход в электроэнергетику высо-
коэффективных газотурбинных (ГТД), газопоршневых (ГПД) и газоди-
зельных (ГДД) двигателей широкого диапазона мощности – от десятков
киловатт до сотен мегаватт – начался в 1980-е гг. Существенно раньше
для автономного электроснабжения стали применять двигатели внутрен-
него сгорания (ДВС) и дизельные двигатели. Двигатели внешнего сгора-
ния (наиболее известный их представитель – машина Стирлинга) пока
находят весьма ограниченное применение в энергетике. На основе ГТД,
ГПД и ГДД начали сооружать энергетические комплексы (установки)
для комбинированной выработки электроэнергии и тепла.
7.2.1. Газотурбинные, газопоршневые и дизельные двигатели
и двигатели внешнего сгорания
Газотурбинные двигатели, на основе которых создаются энерге-
тические газотурбинные установки, можно объединить в 3 основных
группы:
авиационные реактивные газотурбинные двигатели;
газотурбинные двигатели для морских судов;
газотурбинные двигатели, созданные специально для энергетиче-
ского применения.
В англоязычной литературе первый и второй типы ГТД объеди-
нены под одним названием aeroderivative gas turbine engine; ГТД третье-
го типа названы heavy-duty gas reciprocating engine. (Для краткости пер-
вые два будем обозначать как aeroderivative ГТД (AD-ГТД), третий –
heavy-duty ГТД (HD-ГТД)).
179
AD-ГТД – более форсированные и легкие установки, отличаю-
щиеся простотой обслуживания, меньшими требованиями к инфра-
структуре, но обладающие меньшим ресурсом.
Конвертированные для газового топлива судовые двигатели в
спектре газотурбинной техники заняли нишу между конвертированны-
ми авиационными и двигателями, созданными специально для энерге-
тического использования. Такие установки имеют достоинства авиаци-
онных двигателей: небольшие вес и габариты, легкость замены двигате-
ля целиком или его отдельного модуля для выполнения высококачест-
венного ремонта в условиях специализированного производства, высо-
кая приемистость, что позволяет использовать их в пиковом режиме.
Кроме того, технологии, материалы и покрытия, используемые при соз-
дании этих двигателей, позволяют применять их в условиях морского
климата: на судах, морских платформах, береговых и прибрежных объ-
ектах и т. д.
HD-ГТД – это значительно более тяжелые установки, имеющие
постоянную частоту вращения, равную частоте вращения генератора.
Для обеспечения надежности, тепловой экономичности, снижения
стоимости и эксплуатационных затрат данные энергетические ГТД про-
ектируются по простейшему циклу. Технические решения таких уста-
новок соответствуют принципам, исторически сложившимся в энерге-
тическом машиностроении: тяжелый жесткий вал, подшипники сколь-
жения, лопатки постоянного профиля на основном протяжении проточ-
ной части (кроме первых ступеней компрессора и последних ступеней
турбины) и т. п. Основным охладителем для рабочих лопаток и лопаток
соплового аппарата является воздух. HD-ГТД предъявляют более высо-
кие требования к строительным работам и инфраструктуре. Срок служ-
бы таких установок значительно выше и примерно соответствует сроку
службы паротурбинных установок (блоков).
В диапазоне мощностей от единиц до 15–20 МВт среди установ-
ленных и представленных на рынке ГТД преобладают AD-ГТД, в об-
ласти мощностей более 100 МВт – HD-ГТД крупнейших фирм-
производителей.
Пятерку мировых «центров компетенции» в области газотурбин-
ной техники образуют зарубежные фирмы «Кэпстоун», «Хоневелл Пау-
эр Системз», «Элиот Энерджи Системз», «Боулин Пауэр Системз», «Ка-
васаки».
Россия может занять шестое место на мировом рынке газотурбин-
ной техники благодаря успешному развитию в последнее десятилетие
НПО «Сатурн» и более десятка других предприятий, в основном бывше-
го Авиапрома СССР. Они реализуют комплекс промышленных про-
180
грамм, в том числе в сфере энергетического машиностроения, по заказам
электроэнергетических, газовых и нефтяных компаний, муниципальных
образований. На российских предприятиях за последние 10–15 лет разра-
ботаны и начали производиться малые ГТД около 20 типоразмеров мощ-
ностью от 1 до 25 МВт. Внешний вид ГТУ показан на рис. 7.2.
ОАО «Сатурн – Газовые турбины» (дочернее предприятие НПО
«Сатурн») начал серийный выпуск ГТД мощностью более 100 МВт.
При государственной поддержке предприятия могли бы выпус-
кать сотни таких ГТД ежегодно.
Do'stlaringiz bilan baham: |
