Глава 2. Газотурбинные электростанции

Газотурбинная электростанция - современная, высокотехнологичная установка, генерирующая электричество и тепловую энергию.

Основу газотурбинной электростанции составляют один или несколько газотурбинных двигателей - силовых агрегатов, механически связанных с электрогенератором и объединенных системой управления в единый энергетический комплекс. Газотурбинная электростанция может иметь электрическую мощность от двадцати киловатт до сотен мегаватт. Газотурбинная электростанция способна отдавать потребителю значительное количество тепловой энергии - с коэффициентом ~ 1: 2 по отношению к электрической мощности.

Газотурбинная электростанция, тепловая электростанция, в которой в качестве привода электрического генератора используется газовая турбина. Газотурбинные электростанции появились как станции, работающие на продуктах подземной газификации углей. Первая такая Газотурбинная электростанция в СССР - Шатская буроугольная подземногазовая электростанция (Тульская обл.) - была сооружена в районе залегания высокозольного и влажного бурого угля. Угольные газотурбинные электростанции широкого применения не получили главным образом из-за быстрого износа лопаток газовых турбин под воздействием содержащихся в газах частиц угля.

В 50-60-х гг. 20 в. в мировой практике получили широкое распространение газотурбинные электростанции с газотурбинными двигателями. Их суммарная мощность к 1970 превысила 2000 Мвт. Так, в США и Великобритании тепловые блоки мощностью свыше 500 Мвт, как правило, снабжаются газотурбинными установками мощностью 25-35 Мвт для покрытия нагрузок в часы «пик». Получила также распространение автоматическая газотурбинная электростанция на базе авиационных турбин с 2-4 газовыми турбоагрегатами (каждый мощностью 10-20 Мвт). Конструктивно газотурбинная электростанция могут быть размещена на полуприцепах-фургонах или железнодорожных платформах и использована в местах новых разрабатываемых месторождений полезных ископаемых, особенно в районах месторождений нефти, где газотурбинные электростанции могут работать на попутном газе, или в районах строительств в качестве временных электростанций. Газотурбинная электростанция могут также служить резервными источниками мощности, включаемыми в случае возникновения в энергосистемах аварийных ситуаций. Газотурбинная электростанция, предназначенные для покрытия нагрузок в часы «пик», имеют облегчённую тепловую схему безрегенерационного типа, кпд порядка 20-25%; стоимость установленного КВТ таких электростанций составляет примерно 50% стоимости установленного КВТ современной ТЭС. Газотурбинные электростанции имеют, как правило, высокую степень автоматизации и дистанционное управление. Пуск станции и приём нагрузки, а также работа вспомогательного оборудования (например, пополнение топливных и масляных баков) обычно автоматизируются. Передвижные газотурбинные электростанции применяются редко, т. к. имеют низкий кпд и относительно высокую стоимость оборудования по сравнению, например, с дизельными электростанциями. Существуют проекты атомных газотурбинных электростанций (США), в которых рабочий газ (гелий), нагретый до 800-1000°С, будет поступать от высокотемпературных графито-газовых реакторов.

Основные преимущества газотурбинных электростанций:

· ГТЭС весьма надежны. В среднем, длительность работы основных узлов без капитального ремонта составляет до 100-130 тыс. часов.

· КПД самой газотурбинной установки составляет порядка 51%, а при утилизации уходящих газов, общий КПД достигает уже 93%

· Газотурбинные электростанции, как уже было отмечено выше, имеют довольно небольшие размеры, что значительно уменьшает срок строительства, и, соответственно, позволяет им быстро окупаться.

· Газотурбинные электростанции довольно экологичны, чему в последнее время уделяется все больше внимания.

· ГТЭС могут работать в полностью автоматическом режиме, а возможность полной диагностики состояния оборудования или основных узлов станции, простота управления и, соответственно, минимальное количество обслуживающего персонала делают их наиболее оптимальным решением в самых различных ситуациях.