Микротурбины

Преимущества микротурбинных установок 

• Возможность единовременного 100% наброса / сброса нагрузки. 
• Работа в течение длительного времени при очень низких нагруз­ках, в том числе в режиме холостого хода.
• Отсутствие большого количества трущихся вращающихся частей. 
• Отсутствуют вибрации. Очень низкий уровень шума. 
• Техническое обслуживание каждые 4000 часов, за 24 000 часов работы на сервисное обслуживание затрачивается 55 нормоча-сов. 
• Интервал замены масла 24 000 моточасов. 
• Небольшие габариты.

Когенератор ТА–100 rСНРМикротурбинная установка представляет собой изделие полной заводской готовности. При разработке использован блочно-модульный принцип, позволяющий заменять в случае необходимости отдельный узел, а не изделие в целом.

Все основные и вспомогательные системы и агрегаты смонтированы на единой пространственной раме.

Для защиты от внешних воздействий используется защитный капот со звукоизоляционным покрытием.

В состав установки входят 

• Турбогенератор. 
• Камера сгорания. 
• Рекуператор. 
• Система утилизации тепла с КУ. 
• Маслосистема. 
• Топливная система с дожимным газовым компрессором.
• Силовая электроника (выпрямитель, инвертор, фильтр).
• Цифровая система автоматического управления турбогенератора и силовой электроники с панелью управления оператора. 
• Воздушная система охлаждения подкапотного пространства и силовой электроники. 
• Аккумуляторные батареи.

Технические характеристики микротурбинных установок ТА–100

Примечание:

• ¹ Под газотурбинным электроагрегатом подразумевается турбогенератор с камерой сгорания и рекуператором.
• ² Частота вращения ротора практически не зависит от величины нагрузки.

Принцип работы микротурбинной установки

На рисунке показаны принцип работы, а также температуры в различных характерных сечениях установки.

1. Силовая электроника.
2. Генератор.
3. Воздушный компрессор.
4. Воздухозаборник.
5. Воздуховод между компрессором и рекуператором.
6. Камера сгорания.
7. Турбина.
8. Газоход между турбиной и рекуператором.
9. Подвод природного газа.
10. Рекуператор.
11. Байпасная заслонка.
12. Котел-утилизатор.
13. Выход горячей воды.
14. Байпасный газоход.
15. Вход холодной воды.
16. Выхлопной тракт.
17. Дожимной компрессор.

Очищенный атмосферный воздух попадает в воздухозаборник 4, откуда он поступает на вход в компрессор 3.

В компрессоре воздух сжимается и за счет этого нагревается до температуры 250 °С.

После компрессора воздух поступает в специальный газовоздушный теплообменник 10 – (рекуператор), где он дополнительно подогревается до температуры 500 °С. Использование такого решения позволяет примерно в 2 раза повысить электрическую эффективность установки.

Далее нагретый сжатый воздух перед камерой сгорания 6 смешивается с газообразным топливом высокого давле­ния 9, откуда гомогенная газовоздушная смесь поступает в камеру сгорания для горения. Предварительное смешивание воздуха с газообразным топливом позволяет снизить уровень эмиссии выхлопных газов до 24 ppmv при 15% О2 в диапазоне электрических нагрузок от 0 до 100%.

Покидая камеру сгорания, нагретые до температуры 926 °С выхлопные газы попадают в колесо турбины 7, где, расширяясь, совершают работу, вращая ее, а также расположенные на этом валу колесо компрессора 3 и высоко­скоростной генератор 2.

Покинув турбину 7, по газоходу 8 выхлопные газы с температурой 648 °С попадают в рекуператор 10, где отдают свое тепло воздуху после компрессора. Температура выхлопных газов после рекуператора 287 °С.

На выходе из рекуператора 10 стоит байпасная заслонка, которая направляет выхлопные газы либо по байпасному газоходу 14, либо напрямую в котел-утилизатор 12. В котле-утилизаторе (газо-водяном теплообменнике) выхлопные газы отдают свое тепло сетевой воде, которая там нагревается до требуемой температуры. Температура выхлопных газов на выходе из котла-утилизатора 77 °С.

В конструкции микротурбинной установки отсутствует редуктор. Частота вращения ротора практически не зависит от нагрузки и поддерживается на уровне 68 тыс. об./мин. Это позволяет в течение ~ 0,3 с в один прием принимать 100% нагрузки.

Вырабатываемое высокочастотное напряжение генератора подвергается двойному преобразованию: из высоко­частотного переменного в постоянное, а затем в переменное 400 В с частотой 50 Гц. Это обеспечивает выходное трехфазное напряжение с правильной формой синусоиды.

Вариант использования микротурбинных установок TA–100 RCHP со встроенным котлом-утилизатором и дожимным газовым компрессором.

Объекты, на которых в соответствии со СНиП 42-01-2002 возможно использование данной схемы:

1. Административные здания.
2. Котельные пристроенные, встроенные и крышные жилых зданий.
3. Общественные здания и складские.
4. Жилые здания

Вариант использования микротурбинных установок TA–100 R без дожимного газового компрессора

Объекты, на которых в соответствии со СНиП 42-01-2002 возможно использование данной схемы:

1. Производственные здания, в которых величина давления, обусловлена требованиями производства.
2. Производственные здания прочие.
3. Котельные:
   • отдельно стоящие на территории производственных предприятий;
   • то же, на территории поселений;
   • пристоенные, встроенные и крышные производственных зданий.