Центр комплектации

и технического сопровождения

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.

Когенератор

Технические характеристики микротурбинных установок ТА–100

№ п/п

Характеристика, параметр

Единица измерения

Значение

I Общие характеристики

1.1

Электрическая мощность при САУ                    

кВт

100

1.2

Коэффициент мощности, сos ф

-

0,8

1.3

Тепло, выделяемое при сгорании топлива

кВт

362

1.4

КПД электрический

%

29

1.5

КПД полный

%

≥75

1.6

Напряжение

В

~3ф., 400

1.7

Частота

Гц

50

1.8

Колебание частоты

Гц(%)

0,5 (1)

1.9

Колебание напряжения

В(%)

±5 (1,04)

1.10

Значение тока при нагрузке 100 %

А

50

1.11

Максимальное значение тока (перегрузка) в течение 5 секунд

А

0,5 (1)

1.12

Общее гармоническое искажение

%

±5 (1,04)

1.13

Ток короткого замыкания

А

50

1.14

Тип электрического генератора

Высокооборотный,
с двумя постоянными магнитами

1.15

Напряжение аккумуляторов

шт.

2

1.16

Уровень шума на расстоянии 1 м/10 м

В

12

1.17

Электрическая мощность при САУ

Дб

62/75

II Массогабаритные характеристики

2.1

Длина (в помещении/наружного использования)

мм

3100/3250

2.2

Ширина (в помещении/наружного использования)

мм

850/850

2.3

Высота (в помещении/наружного использования)

мм

1930/2250

2.4

Масса (в помещении/наружного использования)

кг

1860/2040

III Характеристики газотурбинного электроагрегата1 (привода генератора)

3.1

Расход газа в режиме номинальной мощности при САУ для Hu=33,4/38,3 МДж/нм3

нм3

39/34

3.2

Частота вращения ротора2

об/мин

≈68000

3.3

Степень повышения давления в компрессоре

-

4

3.4

КПД компрессора

%

>83

3.5

Тип компрессора

центробежный, одноступенчатый

3.6

Расход воздуха

кг/с

0,8

3.7

Число ступеней компрессора

шт.

1

3.8

Число ступеней турбины

шт.

1

3.9

КПД турбины

%

88

3.10

Тип турбины

центростремительная

3.11

Тип камеры сгорания

кольцевая, противоточная

3.12

Коэффициент избытка воздуха

-

≈5,6

3.13

Температура выхлопных газов на входе в колесо турбины

°С

926

3.14

Температура воздуха за компрессором

°С

250

3.15

Температура воздуха за рекуператором

°С

500

3.16

Температура выхлопных газов за колесом турбины

°С

648

3.17

Температура выхлопных газов на выходе из рекуператора

°С

287

3.18

Максимальное аэродинамическое сопротивление выхлопного тракта

Па

1250

3.19

Максимальное аэродинамическое сопротивление входного воздушного тракта

Па

<1000

IV Характеристики системы воздушного охлаждения

4.1

Расход воздуха на охлаждение силовой электроники

м3

0,38

4.2

Расход воздуха на охлаждение масляно-воздушного радиатора масляной системы, КУ и дожимного компрессора

м3

0,755

4.3

Максимальное аэродинамическое сопротивление присоединяемого газохода выхлопных газов

Па

1240

4.4

Максимальное аэродинамическое сопротивление присоединяемого воздуховода для отвода охлаждающего воздуха от масляно-воздушного радиатора и КУ

Па

50

4.5

Максимальное аэродинамическое сопротивление присоединяемого воздуховода охлаждающего воздуха от силовой электроники и дожимного компрессора

Па

185

V Характеристики топливной системы

5.1

Избыточное давление газа на входе в дожимной компрессор

кПа

от 3,4 до 34,5

5.2

Избыточное давление газа на выходе из компрессора

кПа

540

5.3

Тип компрессора

пластинчатый

5.4

Тип используемого привода компрессора

3-фазный двигатель переменного тока

5.5

Напряжение питания

В

400

5.6

Частота

Гц

50

5.7

Потребляемая мощность

кВт

5,5

5.8

Частота вращения

об./мин.

1500

5.9

Объем заправляемого масла

л

4,3

VI Характеристики масляной системы

6.1

Объем масляного бака

л

19

6.2

Тип используемого масла

Mobil SHC 824

6.3

Тип нагнетающего масляного насоса

шестеренчатый

6.4

Тип привода

бесщеточный электродвигатель постоянного  тока, 24 В

VII Характеристики системы утилизации тепла

7.1

Тепловая мощность (ГВС/отопление)

кВт

до 172/до 158

7.2

Температура выхлопных газов на входе в КУ

°С

296

7.3

Температура воды на входе в КУ (ГВС/отопление)

°С

40/70

7.4

Температура воды на выходе в КУ (ГВС/отопление)

°С

65/93

VII Эксплутационные характеристики

8.1

Годовая наработка

ч

не менее 8000

8.2

Назначенный ресурс

ч

не менее 72000

8.3

Затраты на техническое обслуживание, эксплуатацию и ремонты

$/ч

от 0,7 до 1

8.4

Периодичность замены масла/временные затраты

ч

24000/1

8.5

Периодичность замены масла в дожимном компрессоре/временные затраты

ч

 каждые 4000…8000/1

8.6

Периодичность замены топливного и маслоразделительного фильтров/временные затраты

ч

каждые 8000/2

8.7

Замена жаровой трубы камеры сгорания

ч

каждые 24000/4

8.8

Периодичность проведения диагностических исследований ротора / временные затраты

°С

24000/2

8.9

Температура эксплуатации

мин.

от -30 до +50

8.10

Время приема нагрузки после поступления команды «Пуск»

дБ

3,5

8.11

Уровень шума на расстоянии 1/10 м

Ppm

75/65

8.12

Уровень эмиссии выхлопных газов NOx/CO

Ppm

25/41

8.13

Режим запуска

от автономного источника или от сети

8.14

Режимы работы

Островной, параллельно с сетью, островной + параллельно с сетью, несколько машин в островном режиме, несколько машин параллельно с сетью, несколько машин в островном режиме + режим параллельно с сетью

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

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

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.

© 2010-2018 «Центр комплектации и технического сопровождения». Все права защищены