Устройство, принцип работы, преимущества и недостатки газотурбинной электростанции

Электростанция, в которой основным двигателем для выработки электроэнергии является газовая турбина, называется газотурбинной электростанцией.

В газотурбинной электростанции в качестве рабочего элемента используется природный воздух. Воздух сжимается с помощью компрессора и подается в камеру сгорания, где к этому сжатому воздуху добавляется тепло, что повышает температуру воздуха. Тепло к сжатому воздуху добавляется либо за счет сжигания топлива в камере сгорания, либо за счет использования воздухонагревателей.

Затем горячий и сжатый воздух из камеры сгорания проходит через газовую турбину, где он расширяется и совершает механическую работу, т.е. тепловая энергия сжатого воздуха преобразуется в механическую энергию. Газовая турбина приводит в действие генератор переменного тока, который преобразует механическую энергию турбины в электрическую энергию.

Кроме того, важно отметить, что компрессор, газовая турбина и генератор переменного тока установлены на одном валу, так что механическая мощность турбины может использоваться для работы компрессора.

Газотурбинные электростанции в основном используются в качестве резервных электростанций для гидроэлектростанций для привода собственных нужд электростанций при пуске.

Преимущества газотурбинной электростанции

Газотурбинная электростанция имеет следующие основные преимущества:

• Конструкция и компоновка газотурбинной электростанции намного проще, чем теплоэлектростанции, поскольку не требуются котлы и их вспомогательное оборудование.
• Поскольку газотурбинная электростанция не требует котлов, устройства питательной воды и т. д., она значительно меньше по размерам, чем тепловая электростанция той же генерирующей мощности.
• Газотурбинная электростанция требует меньше воды по сравнению с тепловой электростанцией, так как не используется конденсатор.
• Капитальные и эксплуатационные затраты намного ниже, чем у тепловых электростанций той же генерирующей мощности.
• Стоимость обслуживания тоже невелика.
• Конструкция и работа газовой турбины намного проще, чем у паровой турбины.
• В газотурбинной электростанции потери режима ожидания отсутствуют.
• Газотурбинная электростанция может быть быстро введена в эксплуатацию из холодных условий.

Недостатки газотурбинной электростанции

Недостатки газотурбинной электростанции приведены ниже:

• Общий КПД газотурбинной электростанции очень низок, около 20%, поскольку выхлопные газы турбины содержат достаточно тепла.
• Температура камеры сгорания очень высокая (около 1700 °С). Следовательно, его срок эксплуатации сравнительно сокращен.
• Для газотурбинной электростанции чистая мощность установки очень мала. Это связано с тем, что большая часть мощности, развиваемой турбиной, расходуется на приведение в действие компрессора.