Электростанции газотурбинные малой мощности: Газовые турбины и газотурбинные установки малой мощности на российском рынке

Газотурбинные электростанции: основные понятия и принцип действия

Предложение актуально для потребителей электрической и тепловой энергии, стремящихся стать независимыми и уйти от длительных контактов с энергоснабжающими компаниям. Решение есть: поможет установка газотурбинных агрегатов, используемых для выработки электричества и тепла.

Сфера энергетики все чаще предлагает альтернативные варианты теплосиловых установок небольшой мощности для совместного производства электричества и тепла (когенерации). Одной из моделей служат газотурбинные электростанции с одновременной утилизацией тепловой энергии.

Назначение газотурбинных электростанций

Газотурбинная электростанция относится к высокотехнологичным энергетическим комплексам по производству тепловой и электрической энергии. В составе можно отметить газотурбинные силовые установки и генератор электрический. Все компоненты соединяются между собой механически и связаны единой системой управления.

ГТЭС позиционируется как основной или дополнительный источник питания, который работает самостоятельно или параллельно с энергосистемой. Устройство монтируется на открытом пространстве или располагается внутри отдельного помещения.

Газотурбинные установки способны вырабатывать от десятков кВт до сотен МВт электрической энергии, при электрическом КПД в районе 33-39%. В этих условиях они вырабатывают вдвое больше тепловой энергии. Вырабатываемое уходящими газами тепло на первом этапе улавливается котлами-утилизаторами, которые вырабатывают пар для дополнительного производства электричества, горячей воды и т. д.

Как устроена ГТЭС

Теплосиловая установка малой мощности использует в работе компрессор, камеру сгорания, турбину, электрогенератор и т. д. Не считая камеры сгорания все они расположены на одном валу, что позволяет значительно экономить кинетическую энергию в системе.

Принцип действия установки включает ряд поочередно протекающих процессов:

• При помощи высокого давления компрессор нагнетает воздух в камеру сгорания.
• Туда же производится подача газообразного топлива.
• Происходит воспламенение топливно-воздушной смеси.
• Образуются высокотемпературные газы со значительным энергетическим потенциалом.
• Образовавшийся газовый поток воздействует на лопатки турбины.
• Генератор приводится в действие вращением рабочего колеса турбины.
• Происходит выработка электрической энергии, с дальнейшим отпуском, трансформацией и передачей потребителям.
• В процессе генерации все отработанные газы выбрасываются в атмосферу или утилизируются посредством теплообменников и котлов-утилизаторов для теплотехнических нужд.

Области использования

Применение ГТЭС ограничивается требованиями экономического и технического порядка. Эксплуатация установок экономически оправдана в следующих случаях:

• на удаленных объектах;
• по индивидуальным потребностям обособленных потребителей;
• при наличии недорогого и легкодоступного топлива, например, газовых и газонефтяных месторождений;
• при недоступности централизованного отопления или недостатка тепловой энергии на не располагающих свободными территориями местах.

Полностью окупается эксплуатация пользователями с продолжительными циклами работы или простоя. Такой подход делает невыгодным использование других средств малой энергетики, а также подключение к централизованным источникам энергоснабжения.

ГТЭС востребованы в таких областях, как:

• сооружений общественных назначений;
• спортивных и физкультурно-оздоровительных комплексов;
• жилищно-коммунальных хозяйств;
• агропромышленных предприятий;
• кооперативных объектов;
• топливных месторождений.

Газотурбинные электростанции

Промышленность выпускает следующие виды ГТЭС:

• Стационарные. Самый мощный в энергетическом отношении класс. Устанавливаются на капитальном фундаменте.
• Мобильные. Агрегаты с возможностью передвижения, предназначенные для производства электроэнергии и тепла для удаленных объектов, располагающихся в районах поиска полезных ископаемых. При необходимости установка может транспортироваться в любое место. Универсальность соответствует классу ГТЭС, а ход работы обеспечивается газообразным и жидким топливом.
• Блочно-модульные. ГТЭС изготовленные в виде передвижных блоков и оснащенных системами отопления, вентиляции и освещения.
• Мини-установки. Их популярность связана с компактными размерами и возможностью размещения в непосредственной близости от группы потребителей.

Основные преимущества

Теплосиловые газотурбинные установки широко используются потребителями благодаря особым достоинствам:

• Более простая конструкция в сравнении с паровыми установками.
• Минимальный расход воды, только для охлаждения масла в подшипниках.
• Быстрый старт, время до подключения нагрузки не превышает 20 минут.
• Прочность и долговечность, ведь микротурбинные агрегаты контейнерного типа разрабатываются на основе инверторов и бесколлекторных генераторов. Они могут работать без капитального ремонта в течение 60 тысяч часов эксплуатации. А ГТЭС больших размеров служат без капремонта в течение 130 тысяч часов.
• Высокий КПД, с показателем в 93% при использовании тепла уходящих газов.
• Относительно малые габариты, что существенно упрощает их монтаж и ускоряет окупаемость в сравнении с массивными аналогами.
• Незначительные эксплуатационные затраты. Полностью оправдываются работой в автономном режиме, минимальными расходами на обслуживание персонала, доступностью диагностики при поломке оборудования и простотой управления.
• Высокие экологические показатели, которые возможны вследствие низкого уровня вибрации и малой токсичности отходов.

Газотурбинные и газопоршневые электростанции

Проведение сравнительного анализа показателей этих двух электростанций показало:

• сходство по экономичности тепла и электричества, что доводит КПД когенерации до уровня 85%;
• одинаковый расход на обслуживание;
• высокий уровень экологичности и показателей быстроты запуска.

Электростанции различаются большей частью ценой за 1 кВт мощности. Для газотурбинных устройств она составляет 1000-1400 долларов, тогда как для газопоршневых обходится за 400-600 долларов. Помимо перечисленного газопоршневые установки имеют более высокий КПД по электричеству, до 40-47%.

В итоге можно отметить, что газотурбинные установки максимально применимы в условиях строго обозначенной территории и способны предоставлять тепло за счет использования недорогого и легкодоступного топлива. Другие условия потребуют более целесообразной эксплуатации газопоршневых установок, обладающих другими параметрами и значительно большим ресурсом.

Техобслуживание газопоршневой электростанции

Газопоршневая электростанция относится к разряду устройств силового оборудования, которые используются как основной или резервный источник питания электроэнергии. В качестве топлива применяется сжиженный или магистральный горючий газ. Система работ некоторых моделей газопоршневых генераторов налажена под отопление и охлаждение систем вентилирования в помещениях. Этот сложный агрегат требует профессионального обслуживания и полного соблюдения правил эксплуатации, согласно выдвинутым производителем техническим требованиям.

Принцип действия

Работа ГПЭС поддерживается вращением вала генератора за счет двигателя внутреннего сгорания на газовом топливе. Устройства подобного типа могут применяться как для выработки электроэнергии, так и для производства холодного воздуха или тепла.

Газопоршневая электростанция представляет собой технически сложное устройство и состоит из следующих элементов:

• Двигателя внутреннего сгорания, функционирующего на газовом топливе.
• Кольцевой упругой муфты, соединяющей двигатель с генератором.
• Электрогенератора по выработке переменного тока во время вращения.
• Вентилятора, с задачей охлаждения жидкости в радиаторе.
• Радиатора, играющего роль важной части системы охлаждения двигателя.
• Остальных узлов и элементов для подачи жидкостей, газов, а также обеспечения вентиляции и поддержания общей работы системы.

Газопоршневые генераторы в промышленности особенно популярны благодаря экономичности рабочего процесса и обслуживания подобных систем. Известно, что ГПЭС потребляет 2% энергии, что в сравнении с дизельными двигателями для энергоустановок крайне мало. Станции подобного типа можно использовать в регионах с сильными заморозками. Легкое воспламенение газа не требует много энергии на обогрев установки для запуска.

Осуществление работы двигателя внутреннего сгорания в газопоршневой установке поддерживают следующие виды газа:

• сжиженный природный или магистральный газ;
• нефтяной попутный газ;
• шахтные, сточные, пиролизные промышленные газы;
• продукты иного происхождения с возможностью горения.

Работа ГПЭС не нуждается в подвозе или отдельных емкостях для хранения топлива. Можно использовать газ, передаваемый по персонально проложенным для станции магистралям. При отсутствии возможности подключения к магистральному газопроводу применяются специальные емкости для хранения — газгольдеры.

Профессиональное обслуживание

Станция газопоршневого генератора вводится в эксплуатацию исключительно специалистами компании-изготовителя. В первую очередь проводится полная проверка оборудования на работоспособность и согласовывается состав газа, предназначенного для работы системы.

В дальнейшем технические осмотры, ремонты и замены вспомогательных элементов осуществляются как сотрудниками предприятия, так и официальными представителями компании-изготовителя. Независимо от обстоятельств техническое обслуживание может быть доверено только специалистам. ТО газопоршневой установки включает следующие мероприятия:

• Своевременная замена материалов и деталей системы в связи с показателями графика. Требуется замена фильтров, масла, свечей зажигания и антифриза. По показаниям меняются прокладки, согласно ТО.
• Чистка и смазка отдельных частей и целых агрегатов системы.
• Осуществляется проверка подаваемого тока под нагрузкой и без нее. Если показатели вырабатываемой энергии не совпадают с нормой, все оборудование подвергается перенастройке.
• При выявлении мелких неисправностей выполняется их оперативное устранение.
• Производится очистка ГПЭС и прилегающей к ней территории.

Техническое обслуживание планируется согласно установленной производителем периодичности. План со стандартной периодичностью включает:

• Техническое обслуживание в разовом варианте с периодичностью в 50–200 моточасов. В ходе работ специалисты меняют жидкости, фильтры и расходные материалы с подошедшим к концу сроком службы.
• По прошествии очередных 1000 моточасов производится полная замена расходных материалов в купе с диагностикой системы. Может быть предложена замена коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания и поршневой группы.
• Учитывается сезонное техническое обслуживание в связи с переходом на новый сезон работы.
• Регулярность технического обслуживания ГПЭС является необходимостью для отладки подаваемого электрогенератором напряжения и поддержки рабочего состояния.

Персонал по обслуживанию

Доверить техническое обслуживание можно только прошедшему необходимое обучение персоналу. Знания и профессиональные навыки сотрудников гарантируют бесперебойную эксплуатацию газопоршневого генератора. ТО осуществляется работниками организации, в которой установлена газопоршневая установка:

• организацией и руководством ТО занимается главный энергетик или руководитель энергетической службы предприятия;
• в проведении ТО участвуют работники смены, иногда к техобслуживанию привлекаются другие сотрудники;
• контроль над проведением ТО и последующим пробным запуском берет на себя главный инженер предприятия.

Плановое техническое обслуживание обычно доверяется опытным слесарям и электрикам. Процесс не требует особых знаний в плане ремонта двигателя внутреннего сгорания или энергетической установки. Серьезные неполадки системы, например, сбои в подаче напряжения или в работе управляющих цепей, налаживаются специалистами сервисных компаний или организации-изготовителя.

Эксплуатация под контролем

Оставлять газопоршневой генератор в момент эксплуатации без надзора запрещается. За газопоршневой установкой во время работы должны непрерывно наблюдать один или несколько сотрудников смены. Во время рабочего процесса обязательно поддерживается контроль:

• Стабильности напряжения при изменениях нагрузки. Например, включение дополнительного оборудования во время работы генератора;
• Перегрева двигателя внутреннего сгорания. Регулируется доливанием охлаждающей жидкости. При продолжении нагрева система отключается до полного устранения неисправности;
• Показателей уровня масла или его перегрева, а также изменение давления. Проблемы подобного рода часто связаны с износом поршневой группы двигателя, увеличением нагрузки на двигатель или с использованием масла низкого качества;
• Нагрева изоляции кабелей. Причиной может стать увеличение нагрузки на генератор или нагрузка фазного провода на землю. Возникновение проблемы потребует отключения определенного количества потребителей.

Возникновения корпусного электрического потенциала. Наблюдается при пробое токоведущих кабелей, а также при их соприкосновении с корпусом генератора. Причиной может служить пробой внутренней обмотки или обгорание изоляции подающих напряжение кабелей. Для решения вопроса проводится мониторинг посторонних шумов во время работы механизма.

Появившиеся в ходе работы неисправности нуждаются в быстром обнаружении с последующим ремонтом. В этих целях производится принудительная остановка поршневого генератора, с уведомлением о происшествии главного энергетика и инженера предприятия.

Оценка важности контроля во время эксплуатации подчеркивается обязательствами контролирования работы газопоршневого генератора и системы подачи напряжения. Обнаруженные в ходе работы неполадки необходимо срочно устранить, чтобы не допустить критической поломки с ущербом для здоровья сотрудников рабочей смены.

Необходимость присутствия представителей компании-производителя во время техобслуживания

Техническое обслуживание и плановый ремонт установки не предполагают присутствия сторонних специалистов. Вопрос сложного ремонта, возникшего во время работы, решается мастерами компании-производителя согласно контракту или по условиям гарантийного обслуживания.

Если сравнивать эксплуатацию газопоршневого генератора с дизельными аналогами, то она окажется более экономичной и практичной. Снижается расход топлива при увеличенном КПД, также наблюдается меньше токсичных выбросов в атмосферу. Согласно допустимым нормам и стандартам техническое обслуживание дает возможность бесперебойно поставлять напряжение потребителям. Газопоршневые двигатели могут работать в любых климатических условиях, даже в регионах с низкими температурами.

Газопоршневые установки от компании ТЕХ – это сочетание инновационных и годами проверенных решений в плане технологичности. Компания с 2015 года занимается разработкой и производством ГПУ, применяя передовой опыт MOTORTECH, MAN, Jenbacher, Waukesha, Elteco. Газопоршневые электростанции Вы можете купить по цене производителя с доставкой в Санкт-Петербурге.
По всем вопросам обращайтесь по телефону: ☎ +7 (800) 250-250-7.

Газотурбинные электростанции малой мощности в Серпухове

Воздушно-аккумулирующие газотурбинные электростанции (ВАГТЭ). малой мощности

в магазин

Газовый генератор Gazvolt 150T21 с АВР, (165000 Вт) Газотурбинные электростанции малой мощности

3112500

в магазин

Газовый генератор Gazvolt 1500T24 с АВР Газотурбинные электростанции малой мощности

49540500

в магазин

Газовый генератор Gazvolt 80T32 Газотурбинные электростанции малой мощности

2835000

в магазин

Газовый генератор Gazvolt 200T23 Газотурбинные электростанции малой мощности

4762500

в магазин

Газовый генератор Gazvolt 1500T24 Газотурбинные электростанции малой мощности

45520200

в магазин

Газовая электростанция Generac SG175 Газотурбинные малой мощности

6500000

в магазин

Газовый генератор SDMO Nevada GZ150 в кожухе, (117000 Вт) Газотурбинные электростанции малой мощности

6515000

в магазин

Газовый генератор Gazvolt 120T32, (133000 Вт) Газотурбинные электростанции малой мощности

3943687

в магазин

Генератор газовый Briggs & Stratton 11000 Газотурбинные электростанции малой мощности

799990

в магазин

Газовый генератор Gazvolt 1500T24 Газотурбинные электростанции малой мощности

47916000

в магазин

Электростанция газовая Generac SG80/PG72 Газотурбинные малой мощности

3951000

в магазин

Электростанция газовая Generac SG36/PG32 Газотурбинные малой мощности

2583000

в магазин

Газовый генератор Weichai WPG1900-7NG Газотурбинные электростанции малой мощности

22074000

в магазин

Газовый генератор Gazvolt 80T32 Газотурбинные электростанции малой мощности

2693250

в магазин

Газовая электростанция FG Wilson PG750B Газотурбинные малой мощности

20000343

в магазин

Газовый генератор Gazvolt 150T21 в кожухе Газотурбинные электростанции малой мощности

3502500

в магазин

Газовый генератор Gazvolt 200T23 Газотурбинные электростанции малой мощности

4524375

в магазин

Газовый генератор Generac SG70 открытый, (56000 Вт) Газотурбинные электростанции малой мощности

3285000

в магазин

Газовый генератор Gazvolt 200T32 Газотурбинные электростанции малой мощности

6063375

в магазин

Решения для электростанций | Газовая электростанция GE

Наследие качества

Более 60 лет опыта

Мы проектируем электростанции с комбинированным циклом с 1949 года, дольше, чем любой другой OEM-производитель. Газовые турбины превратились из относительно небольших простых пиковых машин в гораздо более крупные электростанции с комбинированным циклом, способные снабжать электроэнергией город. GE опирается на это богатое технологическое наследие и продолжает внедрять инновации, разрабатывая передовые материалы, системы охлаждения, аэродинамики, сжигания и технологии управления для повышения эффективности производства электроэнергии на основе газовых турбин.

Учить больше

Наши клиенты управляют миром

Наши клиенты строят и эксплуатируют самые рентабельные и надежные электростанции в мире. Миссия GE заключается в предоставлении высокопроизводительных электростанций, которые помогают поддерживать положение наших клиентов как мировых лидеров по производительности и качеству.

Удовлетворение разнообразных потребностей и областей применения

Комплексный и комплексный подход GE к предприятиям приводит к созданию индивидуальных энергосистем, отвечающих различным потребностям клиентов и приложений, в том числе:

• Мощность промышленных и коммунальных весов
• Комбинированное производство тепла и электроэнергии (ТЭЦ)
• Централизованное теплоснабжение
• Комбинированный цикл комплексной газификации
• Комплексное производство воды и электроэнергии (IWPP)

Узнайте больше о наших коммерческих и промышленных приложениях

Разбивка завода на его родительские системы

Подход GE к интегрированным системам включает анализ и разработку не только компонентов оборудования для выработки электроэнергии, но и баланса систем станции. Производительность и стоимость измеряются как на уровне компонентов, так и на уровне завода, чтобы повысить потребительскую ценность. GE достигает этого, разделяя завод на основные системы. В центре каждой системы находятся предложения GE по выработке электроэнергии: газовые турбины, паровые турбины, генераторы, парогенераторы-утилизаторы и средства управления.

Пристальный взгляд

Конфигурации завода

Хотя каждая электростанция уникальна, существует три категории конфигураций станций:

Простой цикл

Применение

• Пиковая мощность
• Аварийные потребности в мощности (позже могут быть преобразованы в комбинированный цикл)
• Механический привод

Преимущества

• Самые низкие капитальные затраты
• Кратчайший цикл строительства
• Легко масштабируется для роста
   
   
   

Недостатки

• Более низкая эффективность по сравнению с комбинированным циклом
• Более высокие удельные выбросы

Одиночный вал

Применения

• От средней до базовой нагрузки
• Подключение к сети, весы
• Комбинированное производство тепла и электроэнергии (ТЭЦ)
   

Преимущества

• Наименьшая занимаемая площадь/самая высокая удельная мощность (МВт/м2)
• Легко масштабируется для роста
• Меньшие капитальные затраты и меньше $/кВт по сравнению с многовальными
   

Недостатки

• Более длительное время строительства, чем в простом цикле

Многовальный

Приложения

• Средний уровень базовой нагрузки
• Подключение к сети, весы
• Комбинированное производство тепла и электроэнергии (ТЭЦ)
   

Преимущества

• Право на максимальную эффективность
• Лучшая эффективность при частичной нагрузке
• Резервирование
• Гибкость поэтапного строительства
• Может использоваться для больших отводов пара

Недостатки

• Более высокие капитальные затраты и более высокие $/кВт по сравнению с одновальным

Свяжитесь с нами

Хотите узнать больше о наших решениях для электростанций?

Руководство пользователя по электростанциям, работающим на природном газе

Поскольку возобновляемые источники энергии и природный газ становятся все более доминирующими игроками в новом производстве электроэнергии в США, выбор типа электростанций, работающих на природном газе, становится решающим.

В 2013 году в США не было построено ни одной новой АЭС и 1543 мегаватт угля, но было построено 7285 мегаватт природного газа, 1559мегаватт ветра и 3897 мегаватт солнечной энергии. За первые три месяца 2014 года США не добавили новых атомных электростанций или угля, но добавили 90 мегаватт природного газа, 427 мегаватт ветра и 584 мегаватта солнечной энергии.

«Энергия базовой нагрузки — это основа сети», — объяснил генеральный директор GE Power & Water Advanced Gas Turbines Гай Делеонардо. «Но когда светит солнце или дует ветер, вы берете их, потому что нет затрат на топливо. Это обуславливает потребность в гибкости».

«Ветер и солнце находятся под контролем матери-природы, — сказал Ричард В., менеджер по продукции АББ, Весел. «Ветер может измениться за минуту, облака могут скрыть солнце за доли минуты».

У атомной и угольной энергетики мало гибкости, согласились Делеонардо и Весел.

«Преимущество природного газа в том, что заводы можно построить за год или меньше в самых разных конфигурациях», — сказал Весел.

Какой тип газовой турбины выбрать?

Два фактора, по словам Делеонардо, лежат в основе вопроса о том, какой тип газовой турбины выбрать: количество и экономичность необходимой мощности и миссия станции.

В Калифорнии большое количество электростанций, работающих на возобновляемых источниках энергии и работающих на природном газе. А требования о закрытии предприятий по прямоточному охлаждению ископаемых и увеличении доли возобновляемых источников энергии до 33% заставляют лидеров тщательно изучать варианты.

Гибкость ресурса заключается в его способности удовлетворять три типа «оперативных потребностей», согласно Калифорнийскому независимому системному оператору:

• крутые подъемы или спуски системы, которые могут происходить много раз в день и различаться в зависимости от месяца или сезона;
• резкое повышение или понижение внутричасовой изменчивости системы, которая может варьироваться в зависимости от месяца или сезона; и
• услуга посекундного регулирования для поддержания системной частоты.

«Сегодня необходимо переоборудовать существующие электростанции новыми газовыми турбинами, подобными тем, которые производит GE, с более быстрым запуском и более быстрым набором мощности, а также с более высокой эффективностью», — признал исполнительный директор Центра энергоэффективности и возобновляемых источников энергии В. Джон Уайт. «Они позволяют НЕ использовать их, когда доступны возобновляемые источники энергии, и задействовать их для удовлетворения пиковой нагрузки».

Компании GE и Alstom являются одними из лидеров в разработке высокогибких газовых турбин с комбинированным циклом большой мощности, способных обеспечивать быстрое линейное изменение и следование за нагрузкой. Они представляют собой «комбинированный цикл», потому что в одном цикле сжигается природный газ, а в другом цикле тепло выхлопных газов системы улавливается и используется для нагрева воды в пар, приводящий в движение турбину.

Газовая турбина GE 9HA

ГЭ

Продукты GE F-класса и H-класса могут иметь мощность 400 МВт и более, запускаться за пятнадцать минут, быстро менять нагрузку и экономично снижать нагрузку. Турбины Alstom класса GT 24, 26 и 13 имеют аналогичные возможности по мощности, скорости разгона, эффективности и стоимости.

Газовая турбина Alstom GT13E2

Альстом

Но ни один из них не отвечает требованиям посекундного регулирования. Это то, что делают аэродинамические пиковые турбины, такие как GE LMS100 или Alstom GT11.

Пикеры по сравнению с комбинированным циклом

«Некоторые люди называют пиковые пики простым циклом», — объяснил генеральный директор SolarReserve Кевин Смит, который строил газовые заводы, прежде чем приступить к строительству солнечных электростанций, в том числе разработанных Rocketdyne солнечных башен с хранилищем расплавленной соли, которые обеспечивают управляемость. электричество.

«Пикер похож на реактивный двигатель, — сказал Смит. «Чтобы сделать его более экономичным и эффективным, вы устанавливаете заднюю часть с рекуперацией тепла. Это делает его более дорогим и более эффективным. Но медленнее, чтобы начать.

Чтобы быть рентабельными, установки с комбинированным циклом должны работать от 30% до 70% времени. Но пиковые устройства предназначены для работы менее 10% времени, только в периоды очень высокого спроса, сказал Смит. «Когда вы находитесь на грани того, что может предоставить система, вы запускаете свои пикеры».

Установка с комбинированным циклом может иметь общие капитальные затраты от 0,07 доллара за киловатт-час до 0,08 цента за киловатт-час, если цены на природный газ останутся на уровне 5 долларов за MMBTU, по оценке Смита.

Стоимость топлива пикера будет такой же, а его капитальные затраты будут меньше. Но эти затраты связаны с гораздо меньшей мощностью и гораздо меньшим количеством часов работы, в результате чего цена на электроэнергию составляет 0,12 доллара за киловатт-час или 0,15 доллара за киловатт-час, хотя только в периоды пикового спроса, когда цены на электроэнергию высоки, признал Смит.

Электростанции с комбинированным циклом обычно финансируются коммунальными предприятиями, сказал Делеонардо.