Тепловое аккумулиров ание энергии

Аккумулирование сжатого воздуха для газовых турбин открытого цикла с быстрым запуском

Еще одним применением аккумулирования сжатого воз­духа в энергетических установках является использование г его для быстрого запуска турбин резерва [7.12]. По сравне­нию с другими теплоэнергетическими установками газовые турбины могут быть включены в работу довольно быстро (ми­нимальное время запуска около 1 мин) даже без аккумуля­тора сжатого воздуха. Однако долговечность (моторесурс) турбины при таких быстрых запусках резко снижается. По­этому на практике стараются избегать таких быстрых запу­сков, а если это возможно, то исключить их вообще. Газовая турбина вследствие этого теряет свои качества энергетической установки быстрого резерва, и резервную мощность прихо­дится обеспечивать иным способм. В этом случае может ока­заться полезным аккумулятор сжатого воздуха. Газовая тур­бина открытого цикла с аккумулятором сжатого воздуха, как показано ниже, запускается очень быстро и выдает электро­энергию в сеть почти немедленно. В отличие от системы акку­мулирования сжатого воздуха, описанной выше, здесь тре­буется относительно небольшой объем аккумулятора, так что может быть использован наземный аккумулятор сжатого воз­духа (например, типа ПЧСД).

Основное требование к запуску газовой турбины состоит в том, чтобы повышать температуру при/йуске как можно медленнее, для того чтобы избежать сколько-нибудь замет­ного уменьшения долговечности. В то же время можно не­медленно достигать состояния, при котором будет выдаваться полная мощность (это значит, что скорость возрастания выда­ваемой мощности у турбины должна быть не ниже, чем у ге­нератора). Следует отметить, что в отсутствие аккумулирую­щей системы энергию для работы пускового двигателя при­дется брать из сети в наиболее критический для нее период.

На рис. 7.7 показана схема такой установки. Для обес­печения быстрого запуска одновальная газовая турбина от­крытого цикла имеет следующее оборудование:

— пусковой вентиль 1 перед компрессором:

— обратный клапан 2 после компрессора;

— дренажный клапан 3 между компрессором и обратным

клапаном;

— сосуд-аккумулятор сжатого воздуха высокого давле­ния 4

— дросселирующий клапан 5 для регулирования расхода

воздуха из сосуда-аккумулятора;

Аккумулирование сжатого воздуха для газовых турбин открытого цикла с быстрым запуском

<8>

Аккумулирование сжатого воздуха для газовых турбин открытого цикла с быстрым запуском

і і

Аккумулирование сжатого воздуха для газовых турбин открытого цикла с быстрым запуском

Рис. 7.7. Газотурбинная установка быстрого запуска с ПЧСД-аккуму - лятором сжатого воздуха [7.12].

XI

/ — пусковой вентиль; 2 — обратный клапан; 3 — дренажный клапан; 4 — аккумулятор ПЧСД; 5 — дросселирую­щий клапан; 6 — компрессор для за­рядки.

— зарядный блок 6 для системы аккумулирования сжа­того воздуха, состоящий из относительно небольшого заряд­ного компрессора (или нескольких последовательно соеди­ненных компрессоров, вступающих в работу один за другим по мере повышения давления в аккумуляторе) и обратного кла­пана. Процедура запуска газотурбинной установки мощ­ностью 100 МВт представлена на рис. 7.8. Перед пуском дросселирующий клапан 5 и пусковой вентиль 1 закрыты, а дренажный клапан 3 открыт.

Пуск осуществляется в следующей последовательности:

1. Открывается дросселирующий клапан 5; установка на­бирает обороты; открывается топливопровод; температура на входе в турбину определяется массовым расходом топлива.

2. Синхронизируется генератор.

3. Дросселирующий клапан 5 продолжает открываться вплоть до того, пока не будет достигнута заданная или мак­симальная мощность; давление перед турбиной в это время ниже заданного, поскольку компрессор работает вхолостую.

4. Дренажный клапан 3 закрывается.

5. Пусковой вентиль 1 медленно открывается до тех пор, пока давление перед турбиной не достигнет заданного уровня, а дросселирующий клапан 5 медленно закрывается таким образом, чтобы выдаваемая мощность сохранялась по­стоянной.

Требуемая температура на входе в турбину обычно до­стигается примерно через 10 мин; пусковой вентиль при этом

полностью открыт, а дросселирующий клапан 5 полностью закрыт. Камера сгорания обеспечивает полйую мощность, и процедура пуска на этом завершается.

Пуск

Аккумулирование сжатого воздуха для газовых турбин открытого цикла с быстрым запуском

ФазаІ Е

Ш

—г~ 5

Установившийся

режим

10 мин

Рис. 7.8. Процедура запуска газотурбинной установки с ПЧСД-аккумуля - тором сжатого воздуха [7.12].

1 — давление на входе; 2 — температура на входе; 3 — температура на выходе; 4 — давление на выходе; 5 — скорость; 6 — мощность турбины; 7 — мощность компрес - сора.

В приведенном примере давление подаваемого воздуха в конце разрядки составляет ~ 0,8 МПа. Давление в аккуму­ляторе, таким образом, должно быть значительно выше. По­скольку повышение давления в аккумулятора позволяет запа­сать соответственно больше воздуха (разд. 2.6), следует ис­пользовать как можно более высокие давления. Большая

масса воздуха в сосуде необходима также для того, чтобы ограничить понижение температуры воздуха при разрядке. Оба этих условия определяют целесообразность использова­ния ПЧСД.

В примере (мощность на валу 10 МВт, время запуска 10 мин) необходимая масса воздуха составляет 150 т. Если принять давление в аккумуляторе равным 15 МПа, то в соот­ветствии с графиком рис. 2.14 необходимый полезный объем сосуда давления должен составлять 150 000/164 = 920 м3. Оценка капитальных затрат показывает, что ПЧСД, который не требует теплоизоляции, может стоить (включая клапаны, трубопроводы, зарядный компрессор и контрольно-измери­тельные приборы) примерно в 5 раз дешевле газотурбинной установки и соответственно дешевле комбинированной паро­газовой установки. С учетом возможности быстрого запуска без снижения долговечности газовой турбины этот вариант должен быть признан заслуживающим внимания.

Тепловое аккумулиров ание энергии

Как сделать теплый пол своими руками?

Система “теплый пол” уже давно не является новинкой, поскольку прочно обосновалась в обиходе современных жителей мегаполисов.

Доставляем медикаменты – бизнес, спасающий жизни

В современном мире прогрессирует большое количество разнообразных болезней, которые опасны для жизни. Порой для спасения человека необходимы всего лишь несколько таблеток, которых нет в наличии. Государство не всегда может обеспечить …

Автомобили с аккумулированием теплоты фазового перехода или тепла нагретого теплоносителя

Использование высокотемпературных аккумуляторов на базе тепла фазового перехода в двигателях Стирлинга было предложено для автобусов и легковых автомобилей [8.19— 8.22]. Фирмой Sigma Research Inc. разработан проект автомо­биля с дальностью пробега …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.