Слайд 2
![](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/398588/slide-1.jpg)
Слайд 3
![ГАЗОТУРБИННАЯ УСТАНОВКА: агрегат, состоящий из газотурбинного двигателя, редуктора, генератора и вспомогательных систем.](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/398588/slide-2.jpg)
ГАЗОТУРБИННАЯ УСТАНОВКА:
агрегат, состоящий из газотурбинного двигателя, редуктора, генератора и вспомогательных систем.
Слайд 4
![](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/398588/slide-3.jpg)
Слайд 5
![Поток газа, образованный в результате сгорания топлива, воздействуя на лопатки](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/398588/slide-4.jpg)
Поток газа, образованный в результате сгорания топлива, воздействуя на лопатки турбины,
создает крутящий момент и вращает ротор, который в свою очередь соединен с генератором. Генератор вырабатывает электроэнергию.
Слайд 6
![ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ГТУ: многоступенчатый компрессор сжимает атмосферный воздух, и подает](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/398588/slide-5.jpg)
ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ГТУ:
многоступенчатый компрессор сжимает атмосферный воздух, и подает его под
высоким давлением в камеру сгорания. В камеру сгорания подается и определенное количество топлива. При столкновении на высокой скорости топливо и воздух воспламеняются. Топливовоздушная смесь сгорает, выделяя большое количество энергии. Затем, энергия газообразных продуктов сгорания преобразуется в механическую работу за счёт вращения струями раскаленного газа лопаток турбины.
Слайд 7
![Некоторая часть полученной энергии расходуется на сжатие воздуха в компрессоре.](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/398588/slide-6.jpg)
Некоторая часть полученной энергии расходуется на сжатие воздуха в компрессоре. Остальная
часть работы передаётся на электрический генератор. Работа, потребляемая этим агрегатом, является полезной работой ГТУ. Отработавшие газы направляются в утилизатор для получения тепловой энергии.
Слайд 8
![ИЗ ИСТОРИИ РАЗВИТИЯ ГТУ: Принцип действия ГТУ был известен уже](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/398588/slide-7.jpg)
ИЗ ИСТОРИИ РАЗВИТИЯ ГТУ:
Принцип действия ГТУ был известен уже в XVIII
в., а первый газотурбинный двигатель был построен в России инженером П.Д.Кузьминским в 1897—1900 гг. и тогда же прошел предварительные испытания. Полезная мощность от ГТУ была впервые получена в 1906 г. на установке французских инженеров Арменго и Лемаля.
Слайд 9
![ПРИМЕНЕНИЕ: В технологических процессах нефтеперегонных и химических производств горючие отходы](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/398588/slide-8.jpg)
ПРИМЕНЕНИЕ:
В технологических процессах нефтеперегонных и химических производств горючие отходы используются в
качестве топлива для газовых турбин.
Кроме того, ГТУ служат приводом нагнетателей природного газа на магистральных газопроводах, резервных электрогенераторов пожарных насосов.
Слайд 10
![Основное направление, по которому развивается газотурбиностроение - это повышение экономичности](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/398588/slide-9.jpg)
Основное направление, по которому развивается газотурбиностроение - это повышение экономичности ГТУ
за счет увеличения температуры и давления газа перед газовой турбиной. С этой целью разрабатываются сложные системы охлаждения наиболее напряженных деталей турбин или применяются новые, высокопрочные материалы - жаропрочные на основе никеля, керамика и др.
Слайд 11
![Газотурбинные энергоустановки применяются в качестве постоянных, резервных или аварийных источников](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/398588/slide-10.jpg)
Газотурбинные энергоустановки применяются в качестве постоянных, резервных или аварийных источников тепло-
и электроснабжения в городах, а также отдаленных, труднодоступных районах.
Слайд 12
![Основные потребители продуктов работы ГТУ: Нефтедобывающая и газодобывающая промышленность Металлургическая](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/398588/slide-11.jpg)
Основные потребители продуктов работы ГТУ:
Нефтедобывающая и газодобывающая промышленность
Металлургическая промышленность
Лесная и деревообрабатывающая
промышленность
Сфера ЖКХ
Сельское хозяйство
Водоочистные сооружения
Утилизация отходов
Слайд 13
![Электрическая мощность газотурбинных энергоустановок колеблется от десятков киловатт до сотен](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/398588/slide-12.jpg)
Электрическая мощность газотурбинных энергоустановок колеблется от десятков киловатт до сотен мегаватт.
Наибольший КПД достигается при работе в режиме когенерации (одновременная выработка тепловой и электрической энергии) или тригенерации (одновременная выработка тепловой, электрической энергии и энергии холода).
Слайд 14
![Возможность получения недорогой тепловой и электрической энергии предполагает быструю окупаемость](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/398588/slide-13.jpg)
Возможность получения недорогой тепловой и электрической энергии предполагает быструю окупаемость ГТУ.
Такая установка, совмещенная с котлом-утилизатором выхлопных газов, позволяет производить одновременно тепло и электроэнергию, благодаря чему достигаются наилучшие показатели по эффективности использования топлива.
Слайд 15
![Выходящие из турбины отработанные газы в зависимости от потребностей Заказчика](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/398588/slide-14.jpg)
Выходящие из турбины отработанные газы в зависимости от потребностей Заказчика используются
для производства горячей воды или пара.
Слайд 16
![ТОПЛИВО ДЛЯ ГТУ: Дизельное топливо Керосин Природный газ Попутный нефтяной](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/398588/slide-15.jpg)
ТОПЛИВО ДЛЯ ГТУ:
Дизельное топливо
Керосин
Природный газ
Попутный нефтяной газ
Биогаз (образованный из отходов сточных
вод, мусорных свалок и т.п.)
Шахтный газ
Коксовый газ
Древесный газ и др.
Большинство ГТУ могут работать на низкокалорийных топливах с минимальной концентрацией метана (до 30%).
Слайд 17
![Преимущества газотурбинных электростанций: Минимальный ущерб для окружающей среды: низкий расход](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/398588/slide-16.jpg)
Преимущества газотурбинных электростанций:
Минимальный ущерб для окружающей среды: низкий расход масла, возможность
работы на отходах производства; выбросы вредных веществ: в пределах 25 ppm
Низкий уровень шума и вибраций. Этот показатель не превышает 80-85 дБа.
Компактные размеры и небольшой вес.
Возможность работы на различных видах топлива.
Эксплуатация газотурбинных электростанций как в автономном режиме, так и параллельно с сетью.
Возможность работы газотурбинной электростанции в течение длительного времени при очень низких нагрузках, в том числе в режиме холостого хода.
Максимально допустимая перегрузка: 150% номинального тока в течение 1 минуты, 110% номинального тока в течение 2 часов.
Способность системы генератора и возбудителя выдерживать не менее 300% номинального непрерывного тока генератора в течение 10 секунд в случае трехфазного симметричного короткого замыкания.
Слайд 18
![Схема ГТУ с одновальным ГТД простого цикла](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/398588/slide-17.jpg)
Схема ГТУ с одновальным ГТД простого цикла
Слайд 19
![В компрессор (1) газотурбинного силового агрегата подается чистый воздух. Под](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/398588/slide-18.jpg)
В компрессор (1) газотурбинного силового агрегата подается чистый воздух. Под высоким
давлением воздух из компрессора направляется в камеру сгорания (2), куда подается и основное топливо — газ. Смесь воспламеняется. При сгорании газовоздушной смеси образуется энергия в виде потока раскаленных газов. Этот поток с высокой скоростью устремляется на рабочее колесо турбины (3) и вращает его. Вращательная кинетическая энергия через вал турбины приводит в действие компрессор и электрический генератор (4). С клемм электрогенератора произведенное электричество, обычно через трансформатор, направляется в электросеть, к потребителям энергии.
Слайд 20
![Газовые турбины описываются термодинамическим циклом Брайтона. Цикл Брайтона/Джоуля — термодинамический](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/398588/slide-19.jpg)
Газовые турбины описываются термодинамическим циклом Брайтона.
Цикл Брайтона/Джоуля — термодинамический цикл,
описывающий рабочие процессы газотурбинного, турбореактивного и прямоточного воздушно-реактивного двигателей внутреннего сгорания, а также газотурбинных двигателей внешнего сгорания с замкнутым контуром газообразного (однофазного) рабочего тела.
Слайд 21
![Цикл назван в честь американского инженера Джорджа Брайтона, который изобрёл](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/398588/slide-20.jpg)
Цикл назван в честь американского инженера Джорджа Брайтона, который изобрёл поршневой
двигатель внутреннего сгорания, работавший по этому циклу.
Иногда этот цикл называют также циклом Джоуля — в честь английского физика Джеймса Джоуля, установившего механический эквивалент тепла.
Слайд 22
![P,V диаграмма цикла Брайтона](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/398588/slide-21.jpg)
P,V диаграмма цикла Брайтона
Слайд 23
![Идеальный цикл Брайтона 1—2 Изоэнтропическое сжатие. 2—3 Изобарический подвод теплоты.](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/398588/slide-22.jpg)
Идеальный цикл Брайтона
1—2 Изоэнтропическое сжатие.
2—3 Изобарический подвод теплоты.
3—4 Изоэнтропическое расширение.
4—1 Изобарический
отвод теплоты.
Слайд 24
![T-S диаграмма цикла Брайтона Идеального (1—2—3—4—1) Реального (1—2p—3—4p—1)](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/398588/slide-23.jpg)
T-S диаграмма цикла Брайтона
Идеального (1—2—3—4—1)
Реального (1—2p—3—4p—1)
Слайд 25
![Термический КПД идеального цикла Брайтона: где n = p2 /](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/398588/slide-24.jpg)
Термический КПД идеального цикла Брайтона:
где n = p2 / p1 —
степень повышения давления в процессе изоэнтропийного сжатия (1—2);
k — показатель адиабаты (для воздуха равный 1,4)
Слайд 26
![Как и во всех циклических тепловых двигателях, чем выше температура](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/398588/slide-25.jpg)
Как и во всех циклических тепловых двигателях, чем выше температура сгорания,
тем выше КПД. Сдерживающим фактором является способность стали, никеля, керамики или других материалов, из которых состоит двигатель, выдерживать температуру и давление. Значительная часть инженерных разработок направлена на то, чтобы отводить тепло от частей турбины. Большинство турбин также пытаются рекуперировать тепло выхлопных газов, которое, в противном случае, теряется впустую.
Слайд 27
![Рекуператоры это теплообменники, которые передают тепло выхлопных газов сжатому воздуху](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/398588/slide-26.jpg)
Рекуператоры
это теплообменники, которые передают тепло выхлопных газов сжатому воздуху перед сгоранием.
При комбинированном цикле тепло передается системам паровых турбин. И при комбинированном производстве тепла и электроэнергии (когенерация) отработанное тепло используется для производства горячей воды.
Слайд 28
![Механически газовые турбины могут быть значительно проще, чем поршневые ДВС.](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/398588/slide-27.jpg)
Механически газовые турбины могут быть значительно проще, чем поршневые ДВС. Простые
турбины могут иметь одну движущуюся часть: вал/компрессор/турбина/альтернативный ротор в сборе (см. изображение ниже), не учитывая топливную систему.
Слайд 29
![Эта машина имеет одноступенчатый радиальный компрессор, турбину, рекуператор, и воздушные подшипники](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/398588/slide-28.jpg)
Эта машина имеет одноступенчатый радиальный компрессор,
турбину, рекуператор, и воздушные подшипники