محطات توليد الطاقة التوربينية الغازية. محطة طاقة توربينية غازية متنقلة

2024 مؤلف: Howard Calhoun | [email protected]. آخر تعديل: 2023-12-17 10:18

لتشغيل المرافق الصناعية والاقتصادية الواقعة على مسافة كبيرة من خطوط الطاقة المركزية ، يتم استخدام منشآت توليد الطاقة صغيرة الحجم. يمكنهم العمل على أنواع مختلفة من الوقود. تعد محطات توليد الطاقة من التوربينات الغازية الأكثر انتشارًا نظرًا لكفاءتها العالية وقدرتها على توليد الطاقة الحرارية وعدد من الميزات الأخرى.

مبدأ العملية

أساس محطة توليد الطاقة التوربينية الغازية (GTPP) هو محرك توربيني غازي - محطة طاقة تعمل على طاقة احتراق الوقود الغازي ، متصلة ميكانيكيًا بالمولدات الكهربائية ودمجها في نظام واحد. تعتبر محطة التوربينات الغازية أقوى محرك احتراق داخلي. يمكن أن تكون قوتها المحددة 6 kW / kg.

على عكس أنواع الطاقة الأخرىالتركيبات ، في محركات التوربينات الغازية ، تتم جميع العمليات في تيار من الغاز المتحرك باستمرار. يدخل الهواء المضغوط بواسطة الضواغط إلى غرفة الاحتراق مع الوقود. يشتعل الخليط مع إطلاق كمية كبيرة من نواتج الاحتراق تحت ضغط عالٍ مما يضغط على الريش وتدويرها ومعها المولدات الكهربائية.

تتراوح قدرة محطة توليد الكهرباء من التوربينات الغازية من 20 كيلوواط إلى عدة مئات من ميغاوات. يمكن استخدام أي مادة قابلة للاحتراق يمكن تشتيتها (مطحون ناعماً) وتقديمها في شكل غازي كوقود.

مزايا GTPP

من المزايا المهمة لمحطات توليد الطاقة بتوربينات الغاز إمكانية الاستخدام المتزامن لنوعين من الطاقة - الكهربائية والحرارية. علاوة على ذلك ، فإن كمية الحرارة المعطاة للمستهلك أكبر بمرتين إلى ثلاث مرات من كمية الكهرباء المولدة. يصبح التوليد المشترك للطاقة (عملية توليد نوعين من الطاقة) ممكنًا عند تركيب غلاية خاصة للحرارة المهدرة على عادم التوربين.

باستخدام محطات توليد الطاقة بتوربينات الغاز ، من الممكن إنشاء مجمعات طاقة مستقلة يمكنها حل العديد من المشكلات في نفس الوقت:

1. توفير الكهرباء للمنشآت الصناعية والخاصة
2. استخدام غاز المنتج الثانوي من إنتاج النفط.
3. تدفئة الغرف الفنية والمباني السكنية بالحرارة الجانبية

كل هذا يسمح لنا بتقليل تكلفة توفير المشروع بشكل كبير ، وخلق الظروف المثلى لعمل الموظفين وتركيز الموارد المادية ورأس المال على توسيع الإنتاج وحل المهام الأخرى الأكثر أهمية.

ميزات محطات توليد الطاقة بتوربينات الغاز

إحدى الميزات الرئيسية لبرنامج GTPP هي القدرة على العمل على أي نوع من الوقود تقريبًا. كما ذكرنا سابقًا ، يمكن لمحطات توليد الطاقة بتوربينات الغاز استخدام الوقود الذي يمكن تشتيته للعمل. يمكن أن يكون هذا البنزين وزيت الوقود والنفط والغاز الطبيعي والكحول وحتى الفحم المسحوق.

عمليا لا توجد عناصر متحركة في تصميم GTPP. يمكن تعليق الجزء المتحرك الوحيد الذي يجمع بين دوار المولد وعجلات التوربين والضغط باستخدام محمل ديناميكي للغاز. نتيجة لذلك ، سيتم تقليل تآكل وحدات العمل ، مما سيؤثر بشكل كبير على متانة التثبيت.

في نفس الوقت تزداد فترة الصيانة لتصل إلى 60 ألف ساعة من التشغيل المتواصل أو حتى 7 سنوات من التشغيل. لا يمكن استخدام محطات توليد الطاقة بتوربينات الغاز كمصادر طاقة احتياطية ، لأنه في وقت بدء التشغيل ، تتآكل الأجزاء بشكل خاص بشكل مكثف. عدد عمليات إطلاق المصنع يقتصر على 300 مرة في السنة.

موبايل GTES

مكانة خاصة في القطاع الصناعي تحتلها وحدات التوربينات الغازية المتنقلة. على عكس GTPPs التقليدية ، فهي ذات أبعاد ووزن أصغر ، ومجهزة على منصة متنقلة ومجهزة بأنظمة تحكم إلكترونية. كقاعدة عامة ، يتم استخدام هذه المجمعات لإعادة التيار الكهربائي للمنشأة

يتم نشر محطة توليد الطاقة التوربينية الغازية المتنقلة في المواقع المرصوفة التي توفر موقعًا مستقرًا. يتصل بها خط وقود ، ومحطة تحويل فرعية مثبتة في المنطقة المجاورة مباشرة. يعتمد وقت النشر على نوع التثبيت ، لكنه لا يتجاوز عادة 8-12 ساعة.

تتراوح سعة الوحدات المتنقلة من 5 إلى 25 ميغاواط. في الوقت نفسه ، بدأت كفاءة GTPPs المتنقلة في النمو من 35٪. مثل محطات الطاقة الثابتة ، تبعث المجمعات المتنقلة أيضًا طاقة حرارية. لكن في الوقت نفسه ، فإنهم يخلقون تكاليف أقل مرتبطة بالتشغيل والتكليف.

محطات توليد الطاقة ذات الدورة المركبة

يمكن تسمية محطة البخار والغاز بتعديل GTPP. مثل محطات توليد الطاقة من توربينات الغاز ، تستخدم هذه المولدات طاقة احتراق الوقود المشتت. ولكن عند مرورها عبر التوربين ، لا تتخلى المنتجات الغازية إلا عن جزء من طاقتها ويتم إطلاقها في الغلاف الجوي في حالة تسخين. تستخدم النباتات ذات الدورة المركبة هذه الحرارة.

يحتوي تصميم مولدات الطاقة ذات الدورة المركبة على محطة طاقة بخارية تقع في الجزء الأخير من التوربين. يحتوي على الماء الذي يغلي من المنتجات الساخنة للاحتراق. يتم توليد كمية هائلة من البخار ، والتي تدير التوربين وتزود المولد الإضافي بالطاقة.

يمكن استخدام التوربينات الغازية ومحطات الطاقة ذات الدورة المركبة في جميع الصناعاتلكن يفضل النوع الثاني من المولدات لأن كفاءتها تزيد عن 60٪

تطبيقات GTPS

يُنصح باستخدام محطات التوربينات الغازية للمستهلكين بعيدًا عن خطوط إمداد الطاقة المركزية ، وكذلك للمرافق التي تعمل بشكل موسمي. في هذه الحالة تكون تكلفة تزويد المؤسسة بالكهرباء أقل من تكلفة التوصيل بخطوط الكهرباء

يجب استخدام GTPP كبيرة الحجم بدلاً من محطات الطاقة الحرارية إذا كان هناك مصدر رخيص للوقود. هذا الوضع نموذجي لمناطق النفط والغاز في الشمال. في نفس الوقت يمكن التوفير في تدفئة المكان.

في الآونة الأخيرة ، أصبحت محطة توليد الطاقة التوربينية الغازية المتنقلة تستخدم على نطاق واسع في المناطق الحضرية بسبب انخفاض مستوى الضوضاء والاهتزاز وسمية غازات العادم. يُنصح باستخدامه في الحالات التي يكون فيها من الصعب الاتصال بشبكة كهرباء المدينة أو أن تكلفة هذه الأخيرة مرتفعة للغاية.