Газ турбиналы электр станциясы /гтэс/
Газ турбиналы электр станциялардың негізгі элементі газ турбина қондырғылары. Бұндай қондырғылар жұмыс істеу үшін отын /сұйық отын немесе газ/ мен ауа қоспасы немесе алдымен қыздырылған ауа пайдалынады. Алдымен қыздырылған ауаның температурасы және қысымы жоғары болуы керек. Газ турбинасы, газдың жылу энергиясын, турбина роторының кинетикалық энергиясына айналдырады /2,3,6/.
Ротор дегеніміз – турбинаның бірнеше қалақшалар орнатылған айналып тұратын бөлігі. Ротор – айналдыру деген латын сөзінен шыққан.
Сонымен, газ турбинасында, отынның энергиясы, механикалық энергияға айналады.
Қарапайым газ турбина қондырғысының жұмыс істеу схемасы 1.1 суретте көрсетілген. Жану камерасына /1/ сұйық немесе газ тәрізді отын және ауа беріледі. Жану камерасында дайындалған, жоғары температуралы және қысымы үлкен газ /2/, турбина /3/ роторының қалақшаларына барып енеді. Осы газ ротордың қалақшаларына үлкен қысым түсіреді де, турбинаның роторын жылдам айналдырады.
Турбинаға /3/ электр тоғының генераторы /4/ жалғасады. Турбина валының айналу жылдамдығы минутына 3000 айналымға жетеді. Сондай жылдамдықпен, турбинаға қосылған электргенераторы /4/ және компрессор /5/ айналады. Ақырында электр магниттік индукция заңы бойынша, генератордың статор обмоткасында электр қозғағыш күш пайда болады /КЭС, АЭС, СЭС- ғы сияқты/.
Сурет 1.1. Газ турбиналы станцияның жұмыс істеу принциптік схемасы.
// // //- Отын.
≠ ≠ ≠- Ауа.
• • •- Жану өнімі /продукты сгорания/. 1. Жану камерасы. 2. Қысымы және температурасы жоғары газ. 3. Газ турбинасы. 4. Электр генераторы. 5. Компрессор. 6. Белгілі қысымы бар ауа. 7. Ауаны /газды/ жылытатын құрылғы /генератор/.
Айта кететін бір мәселе, компрессор /5/ ауаны /6/ белгілі бір қысыммен, жану камерасына /1/ беру керек. Бұл қысымы бар ауа /6/, турбинадан жұмыс атқарып шыққан газбен /8/ алдымен қыздырылады да, содан кейін жану камерасына беріледі. Нәтижесінде отынның жану тиімділігі арттырылады да, газ турбиналық қондырғының пайдалы әсер коэффициенті көбейеді. Қазіргі уақытта қуаты 25-100 МВт газ турбиналары электр станцияларында пайдаланады. Осындай электр станциялардың пайдалы әсер коэффициенті 29-34 процентке жетеді.
Газ турбиналы электр станция, жоғары маневрлі /1-2 минутта жұмысқа қосылады/. Қазіргі уакытта энергетикалық жүйеде резервтегі энергия көзі ретінде қолданады.
Бу-газ турбиналы электр станциясы /БГТЭС/
Газ турбинасының экономикалық тиімділігін арттыру үшін әдейі бу-газ турбиналары қолданылады.
Бу-газ қондырғылары жұмыс істеу үшін екі энергия көзі пайдаланады. Олар: бу және газ.
Бу-газ қондырғалары принциптік схемасы 1.2 суретте көрсетілген. Бұл схема былайша жұмыс істейді: Бу-газ турбина қондырғыларында отын, бу генераторының /1/ отын жағатын жерінде жағылады да, бу генераторында дайындалған бу, бу турбинасына /5/ жеткізіледі.
600-750°С дейін салқындатылған газ, бу-генераторынан, газ турбинасына /3/ енеді. Сонымен, бу-газ қондырғыларында екі электр генераторы /4/ жұмыс істейді: біреуі, бу турбинасымен /5/, екіншісі, газ турбинасымен /3/ вал арқылы қосылған. Бу немесе газ турбинасы жұмыс істегенде, электр генераторы да /4/ жұмыс істейді. Әрі қарай, электр энергиясын өндіру процесі КЭС пен АЭС-ы сияқты. Газ турбинасының қуаты, бу турбинасының куатымен салыстырғанда 20 проценттен аспауы керек. Газ турбинасынан /3/ және бу турбинасынан /5/ жұмыс атқарып шыққан газ, суды, бу генераторына /1/ жеткізбей тұрып, алдымен осы суда кыздыруға пайдаланады.
Ақырғы нәтижесінде, бу-газ қондырғыларының отын шығыны азайып, ал пайдалы әсер коэффициенті 44 процентке жетеді.
Бу-газ қондарғылары, басқа түрдегі схемамен де жұмыс істей алады, яғни газ турбинасында жұмыс атқарып шыққан газ, бу қазанына берілуі мүмкін. Бұл жағдайда газ турбинасы бу күші қондырғыларының бір бөлігі болып есептеледі.
Сурет 1.2. Бу-газ қондырғыларының принциптік схемасы.
≠ ≠ ≠- Бу.
• • •- Су немесе конденсатты су.
-//- -//- -//- - Отын.
// // // -Ауа
-/-/-/-/ -Газ.
X X X -Салқындатқыш су.
1. Бу генераторы. 2. Компрессор. 3. Газ турбинасы. 4. Электр генераторы. 5. Бу турбинасы. 6. Салқындатқыш /конденсатор/. 7. Насос. 8. Экономейзер.
Газ турбинасының жану камерасында 30-40 процентке дейін отын жағылады да, ал қалған отын бу генераторына жеткізіледі. Қазіргі уақытта, қуаты 200-250 МВт бу-газ қондырғыларын, электр станцияларда қолданады.