ГАЗОТУРБИННАЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ

Газотурбинная электростанция относится к энергомашиностроению и может быть использована при строительстве электростанций, работающих на природном газе, забираемом в качестве топлива из низконапорных магистралей природного газа.
Известны газотурбинные электростанции, работающие на низконапорном природном газе в качестве топлива, содержащие основной газотурбинный двигатель (ОГТД) с приводимым электрогенератором, основной дожимной компрессор (ОДК), вспомогательный газотурбинный двигатель (ВГТД), ротор которого соединен с ротором ОДК. При этом вход в ОДК соединен с низконапорной магистралью природного газа, а выход из ОДК соединен с камерой сгорания ОГТД и с камерой сгорания ВГТД, см. [1], [2], [3] и [4] - прототип.
Известные устройства содержат энергоемкие пусковые устройства для запуска ВГТД в силу следующих условий. Камера сгорания ВГТД питается, в качестве топлива, природным газом, сжатым в основном дожимном компрессоре, который приводится все тем же ВГТД. А для воспламенения камеры сгорания ВГТД и раскрутки ротора до оборотов малого газа требуется на выходе из основного дожимного компрессора развить давление, минимально необходимое для запуска ВГТД. Это давление достигается на оборотах, равных не ~ 50% от номинальных, как это имеет место на известных газотурбинных двигателях, а на значительно более высоких оборотах и запуск производится раскруткой не только ротора ВГТД, но и ротора ОДК. При этом вход в ОДК соединен с низконапорной магистралью природного газа, а выход из ОДК соединен с камерой сгорания ВГТД и с камерой сгорания ОГТД. Повышенные обороты запуска и необходимость раскрутки ротора ОДК при запуске ВГТД требуют повышенной мощности пускового устройства для запуска ВГТД.
Задачей предлагаемого устройства является снижение потребной мощности пускового устройства для запуска ВГТД.
Это достигается установкой в составе газотурбинной электростанции пускового дожимного компрессора (ПДК), приводимого отдельным силовым агрегатом, например, электродвигателем, и отсоединением при запуске ВГТД ротора ОДК от ротора ВГТД с помощью муфты сцепления. При этом вход в ПДК соединен с низконапорной магистралью природного газа, а выход с камерой сгорания ВГТД. Включение ОДК производится после
запуска ВГТД, а не в процессе запуска, как это имеет место на известных устройствах.
Предлагаемое устройство дает следующий технический результат. Устройство обеспечивает снижение потребной мощности пускового устройства для запуска ВГТД, а также ускоряет запуск ВГТД и газотурбинной электростанции в целом, так как раскрутка ротора ВГТД при его запуске производится при отсоединенном роторе ОДК.
Предлагаемое устройство поясняется чертежом, на котором изображена структурная схема газотурбинной электростанции.
Газотурбинная электростанция содержит ОГТД 1 с приводимым электрогенератором 2; ВГТД 3 с приводимым ОДК 4. Вход в ОДК 4 соединен с низконапорной магистралью 5, а выход из ОДК 4 соединен через трехходовой кран 6 с камерой сгорания 7 ВГТД 3. Газотурбинная электростанция содержит также ПДК 8, приводимый отдельным силовым агрегатом, в нашем случае электродвигателем 9. Вход в ПДК 8 соединен с низконапорной магистралью 5 природного газа, а выход из ПДК.8 соединен через трехходовой кран 6 с камерой сгорания 7 ВГТД 3.Отдельной магистралью 10 выход из ОДК 4 соединен с камерой сгорания 11 ОГТД 1
Стрелками ВОЗДУХ обозначены места входа воздуха из атмосферы в компрессор 12 ОГТД 1 и в компрессор 13 ВГТД 3. Стрелками ВЫХЛОП обозначены места выхлопа продуктов сгорания после турбины 14 ОГТД 1 и турбины 15 ВГТД 3.
В работе, одновременно с пуском ВГТД 3 с помощью автономного пускового устройства 16, включается в работу электродвигатель 9 и приводимый им ПДК 8. Трехходовой кран 6 при этом установлен так, что сжатый в ПДК 8 природный газ поступает в камеру сгорания 7 ВГТД 3 только в количестве, необходимом для работы ВГТД 3. При запуске ВГТД 3 приводимый им ОДК 4.отключен с помощью муфты сцепления 17, После запуска ВГТД 3 и выхода его на номинальный режим производится с помощью муфты сцепления 17 включение в работу ОДК 4 и переключение подачи сжатого природного газа в камеру сгорания 7 ВГТД 3 с помощью трехходового крана 6 с ПДК 8 по магистралям 18 и 19 на ОДК 4 по магистралям 20 и 19. После этого выключаются из работы электродвигатель 9 и приводимый им ПДК 8. Одновременно производится подача сжатого природного газа из ОДК 4 в камеру сгорания 11 ОГТД 1 и раскрутка ротора ОГТД 1 с помощью пускового устройства 21.
Источники информации.
1. ГТ - 12 - 3ЛМ3 - тепловая схема. Журнал «Газотурбинные технологии», март-апрель 2001 г. №2 (11), Стр.36...37, рис.l a.
2. Электростанция ЛТГ - 10. Журнал «Газотурбинные технологии», январь-февраль 2002 г., №1 (16), стр.19.
3. Дожимные центробежные компрессоры для газотурбинных электростанций. Журнал «Газотурбинные технологии», ноябрь-декабрь 2003 г., стр.48...49.
4. Парогазовая электростанция «Москва - Сити». Журнал «Газотурбинные технологии», июль-август 2003 г. №4 (25), стр.38...40 - прототип.