Большая газовая турбина: устройство генератора
ГТУ (газотурбинная установка) представляет собой систему из газовой турбины, компрессора и камеры сгорания, превращающую входящие потоки воздуха в электрическую, тепловую и иные виды энергии, пригодные для использования потребителями.
Такие установки делятся на большие (промышленные) и меленькие (микротурбины). Первые имеют высокий коэффициент полезного действия и применяются на крупномасштабных энергетических станциях. Вторые, благодаря свои компактным размерам, низкому уровню шума и отсутствию вредных испарений, применяются для автономного энергоснабжения зданий, складов и других помещений.
Конструкция ГТУ высокой мощности:
- Ротор – подвижный вал, соединенный с генератором, вращение которого стимулирует процесс выработки энергии
- Статор – неподвижный элемент, выполняющий роль корпуса
- Пластины (лепестки) – основные рабочие элементы, осуществляющие перенаправление потоков воздуха
На входе воздух с помощью компрессора сжимается и по воздухопроводам поступает в камеру сгорания. После камеры продукты сгорания (расширенный горячий газ) поступают на лопатки.
Попадая на пластины статора потоки воздуха ускоряются и принимают оптимальное направление, под которым перемещаются к рабочим лопаткам ротора. За счет этого вращается вал и начинается процесс выработки энергии.
Обслуживание газовых турбин
Газ, циркулирующий внутри турбины, нагревается до экстремальных температур (температура внутри современных генераторов достигает 1000 °С и выше). В связи с этим большинство элементов изготавливаются из жаропрочных сталей с дополнительной обработкой.
Наибольшему износу подвергаются хвостовики лопаток ротора, которые испытывают высокие нагрузки, подвергаются фреттинг-коррозии и разрушению. Для защиты на данные части пластин наносят антифрикционное твердосмазочное покрытие MODENGY 1001, которое также облегчает монтаж и демонтаж деталей.
Крепеж, который в таких условиях быстро выходит из строя, защищают с помощью покрытия MODENGY 1014. Оно сохраняет свои свойства в экстремальных условиях эксплуатации, обладает высокими смазочными и антикоррозионными свойствами, обеспечивает стабильный момент затяжки.
Повышение КПД газотурбинной установки
Коэффициент полезного действия газовой турбины достигает 29-45 %. Для повышения этого значения до 60 % газовую турбину объединяют с паровой в парогазовую установку.
Выходящий воздух газовой турбины используется для подогрева котла с водой, горячий пар из которой отвечает за приведение в движение вала парового генератора.
Именно такое комплексное решение получило широкое распространение на современных энергетических станциях. Помимо увеличения КПД парогазовые установки обладают пониженным шумом и уменьшенным уровнем вредных выбросов, повышенной экологичностью. Кроме того, единица создаваемой таким образом энергии стоит меньше, чем произведенная на ГТУ или ПГУ.