Главная | • Сотрудничество | • Публикации | • Написать письмо

Line

Содержание:


Line

   6. ТЕПЛО МИКРОТУРБИННЫХ УСТАНОВОК

   Наряду с газопоршневыми установками для автономной выработки электрической энергии всё большую популярность приобретают микротурбинные установки, которые как газопоршневые установки могут использовать в качестве топлива такие топлива как природный газ или ему подобные, керосин, дизельное топливо и прочие, в том числе и низкосортные с повышенным содержанием сероводорода . В зависимости от мощности, электрический КПД микротурбинных установок может находиться в широких пределах от 25 до 35%. Однако всё остальное тепло, которое получено микротурбинной установкой с топливом уходит в атмосферу в отработавшими газами. 

   Принцип работы микротурбинной установки ничем не отличается от принципа работы обычной газовой турбины (см. рисунок № 13).

Рисунок №13 Принцип работы микротурбинной установки

Рисунок №13. Принцип работы микротурбинной установки.

   Основное отличие микротурбинных установок от обычных газовых турбин заключается в наличие рекуператора тепловой энергии, который устанавливается на выходе выхлопных из газовой турбины. Это не является принципиальным отличие микротурбинных установок от обычных газовых турбин мощностью от 4 МВт и выше, где установка рекуператора оказывает незначительное увеличение КПД, но очень сильно загромождает установку. 

   КПД больших газовых турбин доведено на сегодняшний день до 43%, главным образом, за счёт высокой температуры газов перед газовой турбиной, что является достаточно трудновыполнимой задачей для микротурбинных установок. Поэтому для повышения КПД микротурбинных установок применяется рекуператор тепловой энергии, что ограничивает температуру газов за газовой турбинной. 

   В таблице №6 приведены технические характеристики для микротурбинных установок фирмы Capstone.

Таблица №6. Технические характеристики микротурбинных установок фирмы Capstone.
Таблица №6 Технические характеристики микротурбинных установок фирмы Capstone

   Из таблицы видно, что при увеличении номинальной мощности эффективный КПД установки увеличивается. 

   Температура горящий газов перед газовой турбинной доведена в микротурбинной установки до значения 810 … 850 °С, что обеспечивает низкий уровень эмиссии оксидов азота. Поскольку сама микротурбинная установка имеет хороший теплоизолирующий кожух, то единственными потерями тепловой энергии можно считать теплоту, уходящую с выхлопными газами. 

   В таблице №11 представлены данные о выходе тепловой энергии с отработавшими газами. Данные взяты из проспекта на микротурбинные установки фирмы Capstone

Таблица №7. Выход тепловой мощности отработавших газов.
Таблица №7 Выход тепловой мощности отработавших газов

   Согласно этим данным можно вычислить ту тепловую мощность, которая теряется с выхлопными газами. Однако, как и в предыдущих главах необходимо помнить, что, как и температура, так и количество теплоты зависит от электрической мощности на которой в данный момент работает установка. 

   В таблице №8 приведены данные по тепловой мощности, а на рисунке №14 представлена зависимость тепловой мощности, которая теряется с выхлопными газами от электрической мощности микротурбины. 

Таблица №8. Тепловая мощность уходящих газов.
Таблица №8 Тепловая мощность уходящих газов

Рисунок №14 Зависимость тепловой мощности, которая теряется с выхлопными
Рисунок №14. Зависимость тепловой мощности, которая теряется с выхлопными
газами, от электрической мощности микротурбины.

Помимо фирмы Capstone микрогазотурбинные установки ещё выпускает достаточно большое количество фирм, среди которых также Ingersoll Rand и Turbec

К примеру, фирма Turbec в техническом описании своей микротурбинной установки приводит следующие технические данные для установки мощностью 100 кВт.
- электрическая мощность - 100 кВт;
- электрический КПД - 30%;
- температура выхлопных газов за рекуператором - 270 °С;
- расход отработавших газов – 0,80 кг/сек.

Эти данные очень хорошо коррелирует с данными, которые были приведены фирмой Capstone. В целом термодинамический баланс не зависит от производителя установки.

© Н.Д. Денисов-Винский

Line

.