Начало статьи: https://zen.yandex.ru/media/id/61c08b023ba2f433768cccb5/minitec-chast-1-61e30bf87bc7bf0d281afa44
При использовании газотурбинного привода генератора тепловая мощность мини-ТЭЦ будет выше из-за гораздо более низкого электрического коэффициента полезного действия газовых турбин малой мощности по сравнению с газпоршневым двигателем на ту же мощность.
Мини-ТЭЦ с газовыми турбинами имеет рассматривать на единичную мощность свыше 10 МВт, у турбин меньшей мощности электрический кпд не будет превышать 25% в номинальном режиме, а на режимах с частичной нагрузкой будет еще ниже.
Исключение может быть в случае генерации на месторождениях, поскольку, несмотря на очень низкий кпд, газовая турбина является самым компактным приводом в кг/кВт. В случае месторождений компактная газотурбинная мини-ТЭЦ может стать единственным вариантом выработки электроэнергии из-за невозможности доставки тяжелых газопрошневых двигателей большой, до 4-6 МВт, мощности.
Доставка крупных газопрошневых двигателей требует демонтажа генератора, головок блока цилиндров, промежуточного охладителя воздуха для того, чтобы можно было вписаться в стандартные требования для транспортировки на низкорамном полуприцепе. После транспортировки опытные механики должны снова установить снятые детали двигателя, генератор и другие элементы.
В свою очередь газотурбинные мини-ТЭЦ гораздо более компактны, однако помимо низкого электрического кпд у них есть серьезные недостатки по сравнению с газопоршневыми двигателями.
Мини-ТЭЦ на базе ГТУ требуют регулярной замены воздушных фильтров КВОУ, в противном случае возникают отложения на лопатках компрессорных ступеней газовой турбины, что приводит к ощутимому снижению кпд и ресурсу газовой турбины.
Также при большом количестве пыли или некачественных фильтрах КВОУ пыль может попадать в камеру сгорания газовой турбины, что будет приводить к образованию стекловидной массы на жаровых трубах и лопатках горячей части турбины и растрескиванию дорогостоящих деталей, изготовленных из жаропрочных сплавов. Это может послужить причиной необходимости внепланового ремонта ГТУ.
Следующим недостатком ГТУ является линейная зависимость мощности газовой турбины от температуры наружного воздуха. Проблема может быть решена за счет установки специальной системы охлаждения воздуха перед компрессором. Охлаждение воздуха применяется, как правило, на крупных газовых турбинах, т.к. требует внесения изменения в существующую систему очистки воздуха.
Также у газовой турбины для привода генератора мини-ТЭЦ имеется требование высокого давления газа на входе ГТУ. Эта проблема требует установки дожимного газового компрессора, по сути отдельной технической системы. Проблема возникает при низком давлении газа от газовых распределительных сетей.
Также газовые турбины чувствительны к остаточному маслосодержанию в газе после дожимной компрессорной установки. Как правило, небольшие дожимные компрессорные установки для турбин малой мощности пекеджируются на базе винтовых маслозаполненных компрессоров. Это приводит к тому, что часть смазочного масла от винтовой пары попадает в компримируемый газ.
Для газовых турбин небольшой мощности максимальное остаточное маслосодержание нормируется на уровне 2-3 ppm (частиц на миллион). Для крупных газовых турбин остаточное маслосодержание не должно превышать 1 ppm.
Указанные требования по остаточному маслосодержанию требуют установки после дожимного компрессора дополнительных газовых фильтров.
Еще одним недостатком газовых турбин является необходимость балансировки ротора турбины после ремонта и замены рабочих лопаток. Балансировка ротора газовой турбины – ответственная процедура, требующая наличия хорошей ремонтной базы.
В противном случае необходимо осуществлять ремонт и балансировку ротора на специализированном предприятии, имеющем необходимое оборудование.
По сравнению с газотурбинной мини-ТЭЦ у газопоршневой есть существенный недостаток: снижение мощности газопоршневого двигателя при работе на попутном нефтяном газе. Причем чем меньше содержание метана в газе, тем значительнее будет снижение мощности.
В отличие от газовой турбины газопоршневой двигатель имеет ряд преимуществ: нет требований по остаточному маслосодержанию, газопоршневой двигатель может работать на минимальном давлении газа (в цилиндрах создается разрежение при работе), а также может быть отремонтирован непосредственно на месте эксплуатации.
Предыдущая часть: https://zen.yandex.ru/media/id/61c08b023ba2f433768cccb5/ekspluataciia-minitec-chast-3-61e5d2d6a196f863773a4fd3
