3.5. Газ турбиналы электр станциялары

Газ турбиналы электр станция (ГТЭС) деп, электргенераторының жетегі ретінде газ турбинасы қолданылатын жылу электр станциясын айтады. Газ турбиналы қозғалтқыштар орнатылған газ турбиналы электр станциялар кең қолданыс табуда. Көптеген елдерде қуаты 500 МВт-тан асатын блоктар электр жүктемесінің үстеме артуы кезінде іске қосылатын куаты 25—100 МВт газ турбиналы қондырғымен қосымша жабдықталуда.

Қазіргі уақытта әрқайсысының қуаты 10—20 МВт болатын

авиация турбинасының негізінде жасалған екі-төрт турбиналы агрегаттан тұратын ГТЭС жасалған. Ол электр энергиясының қосымша көзі ретінде және табиғи газбен жұмыс жасайтындықтан, жаңа кен байлықтарын, әсіресе, мұнай кен орындарын игеру кезінде электр энергиясының негізгі көзі ретінде пайдаланылады. ГТЭС жұмысы) автоматтандырылған және оның қашыктан басқару жүйесі бар. Қозғалмалы ГТЭС салыстырмалы түрде алып карағанда сирек колданылады, себебі оның жұмыс жасау көрсеткіштері, мысалы, дизель электр станциясына қарағанда төмен болады. Құрастырылған бу - газ турбиналы қондырғының келешегі зор, мұнда жұмыс жасап шыққан газдың жылуын су жылыту үшін немесе бу казанында төменгі қысымды бу өндіру үшін пайдалануға болады.

Қ азір жылу электр станцияларында газ турбиналы кондырғылар кеңінен қолданыла бастады. Жұмыс денесі ретінде

оларда отынның жану өнімімен қыздырылған ауаның қоспасы қолданылады. Газ турбиналы қондырғыларда газ жылуы турбина роторының кинетикалық айналу

энергиясына түрленеді. Газ турбинасының жұмыс жасау тиімділігі іштен жану қозғалтқышының тиімділігіндей, ал жұмыс газының температурасы жоғарылаған уақытта оның жұмыс жасау тиімділігі де арта түседі. Сонымен бірге газ турбиналары қуаты бірдей бу турбиналары мен іштен жану қозғалтқыштарына қарағанда жинақы болады.

Көмірді жер асты кен орындарында жағып пайдалану тиімділігімен келешегінен көп үміт күттіруде. Жер астына комрессорлармен жеткілікті мөлшерде ауа жіберіледі де, арнайы тәсілмен жер астындағы көмірді жағады. Көмір жанған кезде пайда болған ыстық газ түтіктер арқылы газ турбиналы қондырғыға беріледі. Дүние жүзіндегі алғашқы осындай тәжірибелі электр станция Тула облысында салынды.

Енді газ турбиналы кондырғының жұмысымен танысайық. Жану камерасына (1) сұйық немесе газ күйіндегі отын мен ауа беріледі (3.12 сурет). Жану камерасында пайда болған температурасы мен кысымы жоғары газ (2) турбинаның жұмыс қалақшаларына (3) беріледі. Турбина электр генераторы (4) мен жану камерасына қысыммен ауа жіберу үшін пайдаланылатын компрессорды (5) айналдырады. Компрессорда қысылған ауа жану камерасына берілер алдында регенератор да (7) турбинада жұмыс жасап шыққан ыстық газбен (8) қыздырылады. Ауаны қыздыру жану камерасында отынның жану тиімділігін арттыру мүмкіндігін туғызады.

3.6. БУ-ГАЗ ЭЛЕКТР СТАНЦИЯЛАРЫ

Бу-газ электр станциясы (БГЭС) деп, бу-газ турбинасы орнатылған жылу электр станциясын айтады. БГЭС жылу энергиясымен сыртқы тұтынушыларды қамтамасыз ете алады, яғни олар жылу электр орталығы ретінде де жұмыс атқарады. Оның негізгі кұрамды бөлігі бу-газ кондырғысы болып табылады. Бу-газ кондырғысы (БГҚ) деп, бу және газ турбиналарының циклдері үйлестірілген энергетикалық қондырғыны айтады. БГҚ-да жұмыс денесі ретінде отынның жану өнімі мен қыздырылған ауа (газ турбинасында), бу (бу турбинасында) немесе бір турбинада бу-газ қоспасы пайдаланылады. БГҚ тиімділігі — бу турбиналы кондырғыларға қарағанда жұмыс денесінің алғашқы температурасының жоғары, газ турбинасына қарағанда шығарылған жылу температурасының төмен болуы.

БГҚ-ның бірнеше принципті схемалары бар. Екі жұмыс денесі бу мен газ қолданылатын БГҚ кең қолдануда. Онда бу генераторында отын жану кезінде алынған жылудың бір бөлігі

турбинаға жіберілетін бу дайындау үшін шығындалады (3.13 сурет). 650—700°С дейін салқынлаған газ газ турбннасының жұмыс қалақшал арына беріледі. Турбинада жұмыс жасап шыққан газ экономайзерлерде тұрмысқа жарамды ыстық суды қыздыру үшін пайдаланылады. Бұл отын шығынын азайтуға және барлық қондырғының п.э.к -ін шамамен 44%-ке д ейін жеткізуге мүмкіндік туғызады. Бу-газ кондырғылары газ турбинасында жұмыс жасап шыққан газ бу қазанына берілетін схемамен де жұмыс жасай алады (3.14 сурет). Бұл жағдайда газ турбинасы қуатты бу қондырғысының бір бөлігі есебінде жұмыс атқарады. Газ турбинасы қондырғысының жану камерасында отынның 30—40%-і, ал қалғаны бу генераторында жанады.

Газ турбиналы қондырғылар тек сұйық немесе газ күйіндегі отынмен ғана жұмыс жасай алады. Себебі, күл мен механикалық қоспасы бар қатты отынның жану өнімі газ турбинасы қалақшаларына зиянды әсер етеді. Газ турбиналы кондырғыларда жылу энергиясы куатты бу қондырғыларындағы сияқты механикалық энергияға, ал механикалык энергия генераторларда электр энергиясына түрленеді. Энергияның мұндай электромеханикалық түрленуі турбина білігінің жоғарғы айналу жиілігіне және жоғарғы температураға төзімді материалдардан жасалуын талап етеді. Материалдар төзімділігінің шектелуі жанған отынның температурасы 2000°С-ка жетсе де, будың температурасын 600°С-тан асырмай пайдалануды қажет етеді. Ал бұл температуралар айырымын азайту жылу кондырғыларының п.ә.к-ін арттыруға тиімді ықпал еткен болар еді.