Жылуэнергетикасы мен жылу технологияларында
Газтурбиналы қондырғылар (ГТҚ)
жүктеу/скачать 1,55 Mb. Pdf көрінісі
|
теплоэнергетика каз вторичные энергетические ресурсы
| 5.4 Газтурбиналы қондырғылар (ГТҚ)
Барлық жылулық қозғалтқыштар жылуды механикалық жұмысқа түрлендіруге арналған. Техникада көп тараған жылулық қозғалтқыштар жылуды беру (отынды жағу) әдісіне байланысты іштен жану қозғалтқыштары және сырттан жану қозғалтқыштары болып екіге бөлінеді. Сырттан жану қозғалтқыштарында отын жылулық қозғалтқыштан бөлек арнайы қондырғыларда (бу қазанында) жанады, ал будың жылуы жұмысқа бу турбинасында айналады. Іштен жану қозғалтқыштарында жұмыстық дене ретінде жанған отынның газ тәрізді өнімдері қолданылады. Іштен жану қозғалтқыштарына газ турбиналары мен іштен жанатын поршендік қозғалтқыштар жатады. Газ турбиналық қондырғылар (ГТҚ) – жылулық қозғалтқыш, бұнда жұмыстық дене жылулық циклдің барлық нүктелерінде газтәрізді болып қалады. ГТҚ келесідей жылулық цикл бойынша жұмыс істейді: тұрақты жану қысымы (р=const) бойынша және тұрақты көлем кезінде жану (υ=const) бойынша. Тәжірибеде р=const циклі бойынша жұмыс істейтін қондырғылар жиі қолданылады. Суық көзге жылудың бір бөлігінің берілуі бойынша ГТҚ ашық және тұйық циклді болып екіге бөлінеді. Газ турбиналы қондырғылар (ГТҚ) шағын және тиімділігі жоғары, жылу энергетикада шыңдық және қосалқы қондырғы ретінде қолданылады. Тұрақты қысымда жылу берілетін ГТҚ-ң қағидалық сұлбасы 5.7-суретте келтірілген. 53 1-ауа сығымдағыш; 2- газ турбинасы; 3-электр қозғалтқыш; 4-отын сорғысы; 5-жану камерасы. 5.7 сурет - Тұрақты қысымда жылу берілетін ГТҚ-ң қағидалық сұлбасы Ауа сығымдағышы ауаны қысымы мен температурасын арттыра отырып адиабатты (жылу берілмейді) сығады да оны жану камерасына береді, бұнда отын сорғысы жанғыш массаны белгілі мөлшерде шашыратып отырады. Жану камерасында жылу беру (отынның жануы) тұрақты қысымда өтеді, бірақ температура артады. Отынның түзілген жану өнімдері газ турбинасына беріледі. Газ турбинасында жану өнімдері адиабатты (жылу берілмейді) ұлғаяды және техникалық жұмыс атқарады. Сонда қысым мен температура төмендейді. Одан кейін жану өнімдері атмосфераға тасталады. Газ турбинасының техникалық жұмысының бір бөлігі (шамамен 2/3) сол білікте орналасқан сығымдағыш жетегіне жұмсалады. Техникалық жұмыстың қалған бөлігі (пайдалы жұмыс) электр қозғалтқышта электр энергиясын өндіруге жұмсалады. Турбинаның алдындағы газ температурасы 800÷900 о С (ал авиациялық турбиналарда 1200 о С дейін), сондықтан ыстыққа төзімді материалдарды қолданған жөн. Ашық циклді ГТҚ – жұмыстық дене атмосферадан келеді де ГТҚ-ң барлық элементтері арқылы өтіп атмосфераға тасталады. Бұнда жұмыстық денеге атмосфералық ауа мен органикалық отынның жану өнімдері жатады. Тұйық циклді ГТҚ – жұмыстық дене үздіксіз тұйық контур арқылы айналады, ал жылу арнайы жылуалмастырғаштар арқылы әкетіледі. Бұнда жұмыстық дене – ауа, азот, гелий, көмірқышқылды газ және т.б. Құрылымы бойынша ГТҚ бір білікті және көп білікті болып орындалады. Ашық циклді ГТҚ қарапайым цикл және күрделі цикл бойынша орындалады. Қарапайым цикл бойынша жұмыс істейтін ашық циклді ГТҚ-ң қарапайым сұлбасы 5.8 суретте келтірілген. 54 а – қарапайым цикл бойынша; б – сығу кезінде ауаны аралық салқындатуы бар; в – ауаны аралық салқындатуы және шығар газдардың жылуын регенерациялауы бар; 1- ауа фильтрі; 2- ауа сығымдағыш; 3 – жану камерасы; 4- отын сорғысы; 5 – стопорлық-реттегіш клапан; 6 – газ турбинасы; 7 – төмен қысымды сығымдағыш; 8 – жоғары қысымды сығымдағыш; 9 – аралық ауа салқындатқыш; 10 – регенератор; 11 – жүктемелік қондырғы. 5.8 сурет – Бір білікті ашық циклді ГТҚ-ң типтік сұлбасы 55 Жылуды регенерациялайтын ГТҚ (5.8 б, 5.9 б сурет) беттік жылуалмастырғыш (регенератор) болады, бұнда шығар газдардың жылуы арқылы жану камерасына берілетін ауа қыздырылады. Күрделі цикл бойынша жұмыс істейтін ГТҚ-ларда сығымдағышта ауаны сығу кезінде ауаны аралық салқындатқыштардың бір немесе бірнеше сатысы болады, сонымен қатар жылуды енгізудің екі немесе одан да көп сатылары болады (5.8 в, 5.9 в сурет). Тұйық циклді ГТҚ-ң қағидалық сұлбасы 5.10 суретте көрсетілген. а – екі білікті қарапайым цикл бойынша жұмыс істейтін тәуелсіз турбиналы; б – екі білікті қарапайым цикл бойынша жұмыс істейтін тәуелсіз турбиналы және шығар газдардың жылуын регенерациялауы бар; в – екі білікті, сығымдағыштары жеке-жеке орналасқан, ауаны аралық салқындатуы және жылу берілуі бар, әрі пайдалы қуат білігінде төмен қысымды сығымдағыш орналасқан; г – үш білікті тураағынды ГТҚ (төмен қысымды сығымдағыш + орта қысымды турбина, жоғары қысымды сығымдағыш + жоғары қысымды турбина, төмен қысымды турбина + жүктеме), бұнда жылу бір рет енгізіледі; 1- ауа фильтрі; 2- ауа сығымдағыш; 3 – төмен қысымды сығымдағыш; 4- отын сорғысы; 5 – жоғары қысымды турбина; 6 – орта қысымды турбина; 7 – төмен қысымды турбина; 8 – жану камерасы; 9 – орта және жоғары қысымды сығымдағыш; 10 – орта және төмен қысымды сығымдағыш; 11 – ауа салқындатқыш; 12 - регенератор. 5.9 сурет – Көп білікті ашық циклді ГТҚ-ң типтік сұлбасы 56 1- сығымдағыш; 2- газ турбинасы; 3 – газды салқындатқыш; 4- регенератор; 5 – газ қыздырғыш; 6 – жоғары қысымды газгольдер; 7 – төмен қысымды газгольдер; 8 – айдаушы сығымдағыш; 9 – басқарушы клапан. 5.10 сурет – Тұйық циклді ГТҚ-ң қағидалық сұлбасы ГТҚ-лардың белгіленуі бойынша бөлінуі: - энергетикалық – электр генераторларының жетектері үшін; - жетектік – айдаушы сығымдағыштардың жетектері үшін; - транспорттық – авиация, су, темір жол көлігі және автомобильдерде қозғалтқыш ретінде. Энергетикалық ГТҚ жыл ағымының ішіндегі жүктемеленуінің жұмыс ұзақтығына байланысты бөлінеді: - базалық; - жартылай пиктік; - пиктік; - авариялық резервтік ГТҚ. ГТҚ-а шығын ішкі және сыртқы болып екіге бөлінеді. Негізгі ішкі шығындарға газ турбинасындағы, сығымдағыштағы және жану камерасындағы жылу шығындары жатады. ГТҚ-ң ішкі шығындары қондырғының ішкі ПӘК-н сипатталады: к.с 1 1 1 1 1 1 1 жүктеу/скачать 1,55 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|