Газовая турбина LM2500 GE | Проектирование тепловых электростанций
Поделиться "Газовая турбина LM2500 GE"
Подробное описание ГТУ General Electric LM2500 и всех ее систем с габаритными компоновочными чертежами.
Газовая турбина
монтаж-LM2500
Газотурбинный привод LM2500+G4 DLE (RD-MGD) является двухвальной газотурбиной установкой простого цикла, состоящей из газогенератора (авиационного типа) и свободной силовой турбины. Мощность с вала силовой турбины передается на турбогенератор со стороны газовыхлопа с помощью гибкого соединения – муфты привода, вал которого проходит через туннель внутри выхлопного коллектора.
Газогенератор состоит из компрессора с поворотными направляющими лопатками, одиночной кольцевой камеры сгорания с сухой системой подавления выбросов NOх и СО (система DLE), устройств управления и вспомогательного оборудования. Силовая турбина имеет скорость вращения вала 3600 об./мин., является шестиступенчатой турбиной низкого давления, аэродинамически связанной с газогенератором, приводящейся в движение выхлопными газами газогенератора.
Вход циклового воздуха в компрессор ГТУ оборудован сеткой из нержавеющей стали и нейлоновым чехлом для защиты двигателя от повреждения инородными предметами. ГТУ установлена на противоударных лафетах и может перемещаться внутри контейнера энергоблока.
контейнер газовой турбины
Турбина поставляется в специальном модуле - шумопоглощающем контейнере, который обеспечивает снижение шума работающей ГТУ до 85 дб(А) на номинальной нагрузке (при измерении шума на расстоянии 1 м от контейнера и на высоте 1,5 м от уровня фундамента).Контейнер имеет принудительную вентиляцию – выпускную систему для охлаждения ГТУ, с отводом нагретого воздуха за пределы машинного зала в атмосферу. Вентиляция ( отвод воздуха) осуществляется двумя электровентиляторами, оборудованными сверху глушителями с погодными козырьками по специальным коллекторам и коробам.Все оборудование, размещенное в модуле ГТУ, имеет взрывозащищенную конструкцию. Внутри модуля ведется контроль за концентрацией метана. Внутри контейнер оборудован сетью аварийного освещения с напряжением постоянного тока 125 В, обеспеченной включёнными в поставку аккумуляторной батареей и зарядным устройством. Внутри модуля установлен обогреватель ( электрический калорифер), предназначенный для поддержания рабочего температурного режима.
пожарная система ГТУ
LM2500 чертеж план
LM2500 чертеж вид сбоку
Модуль турбины также оборудован (на заводе изготовителе) противопожарной системой, состоящей из оптического датчика пламени , модуля газового пожаротушения двуокисью углерода. Баллоны газового пожаротушения, смонтированные на стойке размещаются снаружи модуля ГТУ. Система пожаротушения осуществляет беспрерывный контроль за изменением температуры внутри блока-модуля. При срабатывании системы, обслуживающий персонал, получает сигнал о тревоге при помощи звуковой и визуальной сигнализации. Блок-модуль оборудован двумя датчиками пожарообнаружения. При срабатывании одного срабатывает предупредительная сигнализация, при срабатывании двух датчиков одновременно происходит аварийный останов установки и включается система пожаротушения. Все устройства аварийной сигнализации и отключения собраны на панели управления установки. Если газовые детекторы определяют высокий уровень метана или, если противопожарная система готовится к подаче двуокиси углерода, включается звуковая сигнализация. При этом происходит аварийное отключение энергоблока и баллоны с двуокисью углерода разряжаются в газотурбинный и генераторные отсеки, а вентиляционные заслонки автоматически закрываются.
Генератор
Двухполюсный генератор наружного исполнения с воздушным охлаждением, номинальным напряжением 10500 В, 50 Гц способен воспринимать полную мощность газовой турбины при любой окружающей температуре во всем рабочем диапазоне.
охлаждение генератора
Охлалитель генератора TEWAC с водо-воздушным теплообменником дополняет замкнутую воздушную систему охлаждения. В теплообменник будет поступать водно-гликолевый раствор из сухих охладителей (градирен) при температуре ниже +32C. Необходимый расход, давление и отвод тепла будут обеспечены за счёт циркуляции смеси. Генератор имеет бесщеточную систему по принципу постоянных магнитов. Предусмотрены нейтральный и фазовые выводные разъемы.
фундамент генератора
Генератор устанавливается на бетонный фундамент, сооружаемый Покупателем. Газотурбинный генератор оборудуется фазовым соединительным разъемом – коробом нагрузки генератора с левой стороны и нейтральным разъемом - коробом нейтрали ( поз.1.2.2) с правой стороны, глядя с задней части установки вперёд.
Редуктор
В комплект поставки оборудования входит одноступенчатый редуктор с вертикальным смещением и параллельным механизмом снижения скорости от скорости газовой турбины 3600 об/мин до скорости генератора 3000 об/мин, с передаточным числом 1,2:1. Конструкция редуктора включает сварной стальной корпус, шестерню в верхней части с вращением по часовой стрелке, высокоточные цементированные шлифованные зубчатые элементы, разъемные подшипники шейки вала в баббитовых вкладышах на стальной опоре и низкооборотный пустотелый вал.
Система подачи воздуха
Система выполнена и рассчитана на использование с учетом абсолютной минимальной температуры наружного воздуха минус 47 ºС , она имеет боковые воздухозаборы с козырьками отосадкой - кожухи доступа и защитный экран от попадания постороних предметов. Система предназначена как для подачи воздуха по воздуховоду подачи для горения газовой смеси , так и для вентиляции внутримодульного постраства турбины путем подачи воздуха по всасывающим воздуховодам.
Комплект оборудования поставляется с многоступенчатым воздушным фильтром , состоящим из блока защиты от атмосферных воздействий, входных фильтров, одноступенчатого предварительного фильтра и фильтра тонкой очистки. Этот фильтр смонтирован в центральном кожухе в сборе. В центральном кожухе также размещается водо/гликоле-воздушный теплообменник, входящий в систему предотвращения обмерзания воздушного канала.
Воздух для системы вентиляции турбины фильтруется точно таким же способом, как и воздух, подаваемый на горение. Фильтрованный воздух проходит через гибкие воздуховоды с заслонкой и короб воздухозабора с углом поворота на 90 град. перед входом в турбину. В качестве опорной конструкции входного фильтра используется опорные металлоконструкции. Кроме того, система оборудована площадками и лестницами для обслуживания входного фильтра и комплектующими.
Система предотвращения обмерзания воздушного канала
Система предотвращения обмерзания предназначена для защиты ГТУ при работе в условиях низких температур. Система рассчитана на нагрев входного воздуха на 5,6 С выше окружающей температуры, если окружающая температура ниже -1,1°C, и нагрев входного воздуха до 4,4 С, если окружающая температура находится в пределах от -1,1 C до 4,4 С.
При окружающей температуре выше 4,4оС никакого нагрева не требуется. При температуре ниже -9,4 С работа системы защиты от обмерзания не требуется из-за слишком низкого содержания влаги в окружающем воздухе. Она необходима только при вероятности выпадения тумана, снега и других видимых осадков.
Вспомогательное оборудование системы анти обледенения
Для передачи тепла от водяного контура (не входит в поставку) входному воздуху газовой турбины используется водяной/гликолевый контур замкнутого типа. Номинальная тепловая нагрузка замкнутого контура составляет 810 кВтч. В состав контура входят:
Циркуляционные насосы, предназначенные для циркуляции теплоносителя (вода/гликоль) по замкнутому контуру
Вода/гликоль - воздушный теплообменник, встроенный в систему подачи воздуха
Водо-водяной/гликолевый теплообменник
Расширительный бак
Дозатор химреагентов
Клапаны
циркуляционные насосы
Циркуляционные насосы обеспечивают циркуляцию смеси вода/гликоль по замкнутому контуру. На всасывающей стороне каждого насоса должны быть установлены запорный клапан и приемный фильтр. На нагнетательной стороне каждого циркуляционного насоса должны быть установлены обратный клапан и запорный клапан.
теплообменник вода/гликоль
Передача тепла между паровым контуром (не входит в поставку) и контуром смеси вода/гликоль обеспечивается в паро-водяном/гликольном теплообменном аппарате. Здесь используется теплообменник пластинчатого типа. Первичная сторона теплообменника соединяется с паровым контуром, подготовленным Покупателем. Вторичная сторона теплообменника должна подсоединяться к замкнутому контуру вода/гликоль и снабжаться запорными клапанами и предохранительным клапаном. Водо/гликоле-воздушный теплообменник является первым элементом системы подачи воздуха на газовую турбину, предназначенным для нагрева входного воздуха.
расширительный бак
Расширительный бак предназначен для компенсации изменения объема смеси вода/гликоль и для поддержания постоянной величины статического давления замкнутого контура. Расширительный бак состоит из собственно бака, выполненного из листовой стали и диафрагмы, выполненной из синтетического материала, которая отделяет нагревательный контур от камеры, предварительно заправленной воздухом. Химическая обработка замкнутого контура вода/гликоль должна производиться дозированием химических реагентов с помощью дозирующего устройства, которое состоит из чашеобразного фидера в сборе.
Система отвода воздуха от газовой турбины
Модуль ГТУ имеет принудительную вентиляцию для охлаждения ГТУ с отводом нагретого воздуха за пределы машинного зала в атмосферу. Вентиляция ( отвод воздуха) осуществляется двумя электровентиляторами, оборудованными сверху глушителями с погодными козырьками по специальным коллекторам и коробам.
Блок маслоснабжения и электрогидравлической системы запуска ГТУ
В комплект поставки энергоблока включены две системы смазки. Одна для маслоснабжения ГТУ, другая для маслоснабжения турбогенератора (ТГ) и редуктора. Конструктивно они выполнены в виде двух маслоблоков ГТУ и ТГ. Система маслоснабжения ГТУ выполнена в виде вспомогательной рамы ГТУ, помещенной в кожух. В системе маслоснабжения ГТУ используется синтетическое масло.
На вспомогательной раме маслоблока ГТУ имеется бак, два маслофильтра, два кожухотрубных теплообменника и управляемые термостатом электронагреватели предпускового нагрева масла. Маслофильтры системы маслоснабжения ГТУ оснащены трехходовыми клапанами, обеспечивающими переключение маслофильтров по перепаду давления.
маслобак ГТУ
Бак синтетического масла емкость V=530 литров выполнен из нержавеющей стали. Трубопроводы масел и клапаны выполнены из нержавеющей стали. Прокачка масла в системе маслоснабжения ГТУ производится маслонасосами, установленными в модуле турбины. Заправка баков осуществляется через заливные горловины насосам, входящим в комплект поставки энергоблока. Расход масел (на унос, на угар) составляет: - синтетическое 0,6 кг/ сутки. Первое заполнение смазочным маслом систем смазки и гидравлической системы запуска ГТУ осуществляется Заказчиком под контролем специалиста компании «Дженерал Электрик».
Смазочные масла должны соответствовать техническим условиям компании «Дженерал Электрик». Марки смазочных масел выбираются компанией «Дженерал Электрик» на основе критериев наличия их в Российской Федерации, качества и цены. Тип масла Технические условия Количество литров Газотурбинное масло синтетическое MIL-L-23699 - 624 л Гидравлическое масло минеральное MIL-L-h27672 - 208 л.
Маслоблок ГТУ устанавливается в непосредственной близости от агрегата, в маслоснабжении которого он задействован. Соединительная система трубопроводов связи с агрегатом входит в комплект поставки, включая гибкие шланги.
Электрогидравлическая система запуска ГТУ
Электрогидравлическая система запуска ГТУ также в основном расположена на вспомогательной раме ГТУ, состоит из бака емкостью V= 151 литр, фильтров, двухступенчатого маслонасоса высокого давления, гидромотора, который за счет напора масла производит раскрутку ротора газогенератора. Гидромотор установлен на вспомогательном редукторе ГТУ внутри модуля ГТУ. Электрогидравлическая система запуска ГТУ используется также для холодной прокрутки ротора ГТУ при промывке проточной части компрессора. В этом случае масло после гидромотора охлаждается в воздушном маслоохладителе. Электрогидравлическая система конструктивно выполнена одним блоком. Трубопроводы связи с гидромотором входят в комплект поставки, включая гибкие шланги.
Противопожарная система
В комплект поставки оборудования входит смонтированная на заводе противопожарная система, укомплектованная оптическим датчиком пламени , датчиком утечки углеводородов и датчиком температуры , трубопроводом и распылителями в генераторном и двигательном отсеках ГТУ. Противопожарная система включает баллоны с углекислым газом СО2 , смонтированные на отдельной модульной раме.
В комплект поставки входят аккумуляторная батарея сети 24 В постоянного тока и зарядное устройство –выпрямитель. Все устройства аварийной сигнализации и отключения собраны на панели управления установки. Если газовые детекторы определяют высокий уровень газа или если противопожарная система готовится к подаче СО2, на турбине включается звуковая сигнализация.
Если включается противопожарная система, то происходит аварийное отключение установки, затем основные баллоны с СО2 разряжаются в турбинный и генераторный отсеки, а вентиляционные заслонки автоматически закрываются. По истечении временной задержки или в случае необходимости производится разрядка баллонов СО2.
Блок маслоснабжения генератора
Блок маслоснабжения генератора конструктивно выполнен на раме ,накрытым кожухом, где используется синтетическое масло.В маслоблоке имеется бак, два маслофильтра, один из которых является резервным, два кожухотрубных теплообменника и управляемые термостатом электронагреватели предпускового нагрева масла. Маслофильтры системы маслоснабжения ТГ оснащены трехходовыми клапанами, обеспечивающими переключение маслофильтров по перепаду давления. Маслофильтры системы маслоснабжения снабжены также трехходовыми клапанами, переключение маслофильтра с основного на резервный производится в ручную.
маслобак генератора
Бак генераторного масла объемом V=7987 литров выполнен из углеродистой стали со специальным покрытием. Соединительные шланги выполнены в основном из нержавеющей стали. Прокачка масла в системе маслоснабжения осуществляется двумя маслонасосами переменного тока, один из которых является резервным, а также аварийным маслонасосом на постоянном токе обеспечивающим выбег ротора ТГ при аварийном отключения ГТУ. Все насосы маслоснабжения генератора установлены в маслоблоке.
Суфлирование маслобаков осуществляется через маслоотделители, при этом маслобак ТГ имеет принудительный отсос паров масла с системой охлаждения и улавливания масляного тумана. В состав системы блока маслоснабжения генератора включена система сгонных баков масла генератора в сборе, которая представляет собой сборку клапанов , предназначенную для аварийного слива масла при пожаре. Эта сборка установливается на генераторе. Маслоблок генератора устанавливается в непосредственной близости от генератора.
Система промывки ГТУ водой на холостом ходу
В процессе эксплуатации энергоблока на лопатках компрессора турбины происходит отложения пыли и налипание паров масла. В результате падает КПД энергоблока. Для борьбы с этими отложениями энергоблок снабжается системой промывки проточной части компрессора ГТУ на холостом ходу, состоящей из модуля промывки, зачитного экрана и передвижной промывочной установки, оборудованной промывочным насосом.
Модуль промывки водой установлен в модуле ГТУ и защищен экраном. В качестве промывочной жидкости добавляемой в воду, компанией «Дженерал Электрик» рекомендована жидкость по техническим условиям ZOK 27® или равноценное. Для выполнения промывки требуется дистиллированная вода отфильтрованная до 20 мкм, давлением 0,103-0,448 МПа и температурой не более 37 ºС – и сжатый воздух отфильтрованный до 3 мкм давлением 0,59-0,83 МПа.
Вода необходимого качества будет приготавливаться за счет дистилляции в экспресс-лаборатории, размещаемой в главном корпусе. Объем промывочной смеси впрыскиваемой в проточную часть составляет 282 литра в течении одной минуты.
Приспособления для подъема оборудования
Для выгрузки крупногабаритных мест ГТУ с транспортных средств и установки на фундменты на место эксплуатации в объем поставки включены специальные приспособления, которые стандартно поставляются с оборудованием, а именно:
траверса для подъема
стропы и скобы для подъема
приспособление для подъема элементов турбины
Комплектующие части для сборки ГТУ
Для сборки блоков, систем и элементов ГТУ в единое устройство на месте эксплуатации используются комплектующие части, которые будут поставлены в контейнере.
[reklama3]
Поделиться "Газовая турбина LM2500 GE"
(Visited 4 964 times, 1 visits today)
Читайте также
ccpowerplant.ru
Пусковые устройства газотурбинных установок
Для работы ГТУ в камеру сгорания должен подаваться воздух, необходимый для сжигания топлива. Следовательно, для запуска ГТУ прежде всего нужно привести в действие компрессор. Для раскрутки ротора компрессора используют посторонний источник энергии — пусковой двигатель (рис.1), присоединяемый через редуктор 2 и обгонную муфту 3.
Схема присоединения пускового двигателя к ГТУ
Рис.1. Схема присоединения пускового двигателя к ГТУ:1 - пусковой двигатель, 2 - редуктор, 3 - обгонная муфта,4 - компрессор, б - турбина, 6 - потребитель мощности
При пуске прежде всего включают пусковой двигатель, который начинает раскручивать ротор. При этом компрессор начинает прогонять воздух через камеру сгорания и газовую турбину. Когда расход воздуха достигает необходимого значения, в камеру сгорания подается топливо. После того как газовая турбина начинает вырабатывать мощность, достаточную для самостоятельной работы ГТУ, пусковой двигатель отключается.
Существуют также схемы с двумя электродвигателями. Первый, пусковой, высоковольтный - раскручивает вал компрессора-турбины-генератора до нужных оборотов. Потом его отключают и включается второй электродвигатель на 0.4 кВ, который поддерживает вращение. В такой схеме может отсутствовать редуктор и турбомуфта. Оба двигателя, компрессор, турбина и генератор находятся практически на одном валу.
В качестве пусковых используются электродвигатели постоянного и переменного тока, двигатели внутреннего сгорания и турбоприводы.
Электродвигатели постоянного тока, применяемые в автономных ГТУ, получают питание от аккумуляторных батарей. Электродвигатели переменного тока питаются от электрической сети и могут быть использованы в любых ГТУ. Двигатели внутреннего сгорания обычно используются для запуска автономных ГТУ относительно небольшой мощности (до нескольких тысяч киловатт).
Используемые для запуска ГТУ турбоприводы могут быть нескольких типов. Воздушные турбинки приводятся в действие сжатым воздухом, расход которого для выработки достаточной мощности довольно велик. Паровые турбинки приводятся в действие паром и используются в ГТУ, работающих на паротурбинных тепловых электрических станциях. Отработавший в этих турбинках пар выбрасывается в атмосферу.
Турбо детандеры (турбинки, работающие на сжатом газе) обычно применяют для пуска ГТУ, установленных на газоперекачивающих станциях. Природный газ, перекачиваемый по магистральным газопроводам, также может служить рабочим телом в турбодетандерах.
Ниже приведен пример описанной выше схемы с двумя электродвигателями:
www.gigavat.com
Газотурбинная электростанция - Википедия
Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 24 июня 2014; проверки требуют 10 правок. Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 24 июня 2014; проверки требуют 10 правок.
Основу газотурбинной электростанции составляют один или несколько газотурбинных двигателей — силовых агрегатов, механически связанных с электрогенератором и объединенных системой управления в единый энергетический комплекс. Газотурбинная электростанция может иметь электрическую мощность от двадцати киловатт до сотен мегаватт. Она способна также отдавать потребителю значительное количество (вдвое больше электрической мощности) тепловой энергии, если установить на выхлопе турбины котёл-утилизатор; в этом случае установка называется ГТУ-ТЭЦ.
Принцип работы[ | ]
Схематическое изображение простого единичного силового агрегата газотурбинной электростанции
В компрессор (1) газотурбинного силового агрегата подается чистый воздух. Под высоким давлением воздух из компрессора направляется в камеру сгорания (2), куда подается и основное 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 (3) и вращает его. Вращательная кинетическая энергия через вал турбины приводит в действие компрессор и электрический генератор (4). С клемм электрогенератора произведенное электричество, обычно через трансформатор, направляется в электросеть, к потребителям энергии.
Микротурбины[ | ]
Устройство моноблочного газотурбинного генератора
С вхождением в широкую практику мощных полупроводниковых преобразователей напряжения (инверторов) и бесколлекторных генераторов большой мощности на постоянных магнитах стало оправданным создание газотурбинных электростанций на мощность от десятков киловатт, обозначаемых термином «микротурбины». В такой установке отсутствует редуктор, а частота вращения турбины может изменяться по необходимости (изменение нагрузки и др.) Генератор вырабатывает ток сравнительно высокой частоты (килогерцы), который выпрямляется и преобразуется в трёхфазный ток промышленной частоты инвертором. Единственная движущаяся деталь, объединяющая колёса турбины и компрессора и ротор генератора, может быть подвешена в газодинамических подшипниках, исключающих износ. Основным фактором долговечности такой установки становится эрозия рабочего колеса и износ при пуске. Микротурбинные генераторы контейнерного формата имеют межсервисный интервал порядка года непрерывной работы и срок службы до капремонта порядка 60000 часов (около 7 лет)[1]. Будучи прямыми конкурентами поршневых агрегатов, микротурбины, тем не менее, проигрывают им по стоимости и электрическому КПД (то есть соотношению выработанной электрической и тепловой энергии). При этом число пусков ограничено примерно 300 в год, что затрудняет использование их как резервных источников.
Сферы использования газотурбинных электростанций[ | ]
Использование малых газотурбинных электростанций целесообразно для удалённых или экономически обособленных потребителей, для которых характерны длительные периоды непрерывной работы (в противовес поршневым агрегатам) либо простоя (делающего невыгодным создание мощных подключений к централизованным электросетям), особенно — при необходимости отопления объекта или другом использовании параллельно получаемого тепла.
Крупные ГТЭС оправданы в сравнении с тепловыми (паротурбинными) станциями при доступности дешёвого топлива и чрезмерной дороговизне капитального строительства (нефтегазоносные районы Севера).
Сферы использования газотурбинных электростанций весьма обширны:
и другие отрасли экономики.
Имеется возможность получения от газотурбинных электростанций больших количеств попутной тепловой энергии, а её использование предполагает возврат инвестиций в обозримые и предсказуемые сроки. На практике использование бросового тепла турбинной установки является решающим фактором, оправдывающим её использование в сравнении с поршневой электростанцией или централизованным энергоснабжением, за исключением специфических условий нефтегазового комплекса (доступное топливо и высокие требования к моторесурсу).
Низкие вибрации, шум и токсичность выхлопа малых электростанций в сочетании с доступностью газовых сетей оправдывают применение их в качестве автономных источников постоянного энергоснабжения в городах, если стоимость сетевой электроэнергии высока, а организация подключения к электросети затруднена.
