Газотурбинные технологии 2001 №3 (электронная версия)

Описание товара

Повышение эксплуатационных характеристик энергетических установок

Михаил Коробицын — Центр фундаментальных энергетических исследований, Нидерланды

В данной работе рассматриваются способы повышения эксплуатационных параметров паротурбинных установок путем интегрирования в их состав газотурбинного энергоблока, основным из которых является утилизация выхлопа газовой турбины для производства пара с требуемым давлением и температурой.
Приведены схемы модернизации установок при объединении газовой и паровой турбин и рассмотрены различные варианты использования выхлопа газовой турбины (в зависимости от поставленных задач) в качестве:
— теплоносителя — схема полной модернизации в комбинированный цикл;
— подогретого воздуха для дожигания его в остаточном кислороде дополнительного;
— топлива — модернизация с использованием «горячего ветра»;
— топлива (неполное окисление топлива в газовой турбине) — получение синтетического газа и электроэнергии.
В схеме с горячим наддувом внешний перегрев пара обеспечивает наиболее оптимальное соотношение между потреблением газа и общей площадью поверхности теплообменника.
Использование синтетического газа в топочной камере паротурбинной установки позволяет реализовать очень перспективную схему модернизации.
Замена части трубной обвязки парового котла на воздухонагреватель для газовой турбины улучшает термодинамические показатели паротурбинной установки, увеличивая кпд и количество производимой энергии.

Сравнение паросилового блока Т-265 и энергоблока с двумя ПГУ-170Т

И. Долинин, А. Иванов — ОАО «Мосэнерго»

Процесс развития энергетики характеризуется вытеснением паротурбинных установок парогазовыми, имеющими лучшие характеристики.
В статье приведены сравнительные характеристики двух вариантов строительства энергоблока № 3 ТЭЦ-27 ОАО «Мосэнерго» — на базе турбины Т-265 (паросилового) и энергоблока из двух парогазовых установок ПГУ-170Т (на базе газотурбинного двигателя ГТД-110).
Сравнение энергоблоков проводилось в соответствии с международными стандартами, с использованием критериев «Практических рекомендаций по оценке эффективности и разработке инвестиционных проектов и бизнеспланов в электроэнергетике»:
— чистый дисконтированный доход;
— внутренняя норма доходности;
— дисконтированный период окупаемости.
В расчетах рассмотрены две гипотезы такой оценки, в них неизменными принимаются средние тарифы на тепло и природный газ, а стоимость электроэнергии либо остается постоянной, либо принимается минимальной.
В таблицах и на графиках приведены сравнительные данные, из которых следует, что явное преимущество по техническим характеристикам за ПГУ-170Т, созданной по «авиационным» подходам к конструированию, и вариант строительства двух ПГУ-170Т по всем трем критериям значительно выгоднее, чем строительство паросилового блока с Т-265.

Газовые турбины для региональной энергетики. Опыт Ямбургской ГТЭС-72

А. Ананенков, Н. Романов, З. Салихов — ООО «Ямбурггаздобыча»
Ю. Елисеев, Г. Ставкин, А. Шумаев, В. Яковлев — ММПП «Салют»
С. Саркисов — МКБ «Гранит»
В. Овсянников — АО «Трэнкоминвест»

Российские энергодобывающие и перерабатывающие предприятия, по сравнению с зарубежными конкурентами, расположены в более суровых климатических условиях, что заставляет включать в технологическую цепочку российских предприятий собственные автономные источники электрической и тепловой энергии. При этом кпд энергетического блока может достигать 80-90%.
При транспортировке от месторождения до потребителя в Западной Европе стоимость газа возрастает в десятки раз, поэтому выгоднее иногда транспортировать электроэнергию, а не газ. Это подтверждает опыт эксплуатации газотурбинной электростанции ГТЭС-72 в г. Ямбурге — на самом северном газодобывающем предприятии ОАО «Газпром».
Запас ресурса конверсионных судовых и авиационных двигателей и сравнительно низкая стоимость 1 кВт·ч электроэнергии в России приводит к необходимости применения ГТД совместно с силовой турбиной промышленного типа и котлом-утилизатором. Такие проекты разработаны на фирмах МКБ «Гранит», ММПП «Салют», Compressor Controls Corporation и др.
Завоевывает популярность идея использования газопаровой турбины, работающей на парогазовой смеси. Но наряду с преимуществами сложного цикла (увеличение ресурса горячей части турбины, улучшение экологических характеристик, повышение кпд и т.д) имеет место снижение ресурса газовой турбины. Эта проблема уже решена на НПП «Машпроект» в установке «Водолей».
В настоящее время оформляется контракт на строительство установки на ТЭЦ-28 (г. Москва), запуск которой планируется в 2002 году.

Рентгеноспектральный анализ смазочных масел в ходе их эксплуатации

Ю. Крекнин — ЗАО НПО «Спектрон — ОПТЭЛ» (С.-Петербург)

Настоящая статья посвящена применению и оценке аналитических параметров спектрометров при контроле смазочных масел на предмет содержания в них продуктов износа.
Существует несколько методов определения содержания продуктов износа в маслах. В последние годы наиболее распространенным является метод рентгеноспектрального флуоресцентного анализа (РСФА).
Основные преимущества РСФА перед другими заключаются в следующем:
— нижние пределы обнаружения элементов меньше предельных (опасных) содержаний этих элементов;
— РСФА не требует применения химических реактивов и является не разрушающим пробу методом аналитического контроля;
— процедуры РСФА просты и идентичны для всех анализируемых элементов.
Приборы «Спектроскан», разработанные ЗАО НПО «Спектрон — ОПТЭЛ», позволяют определять содержания всех элементов, сведения о которых необходимо для проведения диагностики состояния авиадвигателей.
Высокая чувствительность приборов «Спектроскан» (нижний предел обнаружения порядка сотых долей ppm) и низкий уровень погрешностей анализа позволяют надежно и на ранней стадии выявлять динамику процессов износа.

Альтернативные виды топлива в энергетических установках

Н. Новиков — Рыбинская государственная авиационная технологическая академия

Перспектива использования альтернативных видов топлива в энергетических установках базируется на преобразовании его из твердого состояния в газообразное — в пиролизный газ. Газ можно эффективно сжигать как в двигателях внутреннего сгорания, так и в газотурбинных установках, оснащенных электрическими генераторами и теплообменными аппаратами. На кафедре «Авиационные двигатели» Рыбинской государственной авиационной технологической академии разработан технологический процесс переработки промышленных и бытовых отходов и созданы опытные модели термохимического реактора. Испытания этих моделей с использованием торфа, древесных, медицинских, бытовых и промышленных отходов показали эффективность заложенного в них рабочего процесса и конструкции.
За основу рабочего процесса в термохимическом реакторе принят процесс «сухого» пиролиза с газификацией твердого остатка. Паровоздушная смесь с температурой, равной 1000-1300°С и более, выбрана в качестве газифицирующего агента. Реализация рабочего процесса высокотемпературного пиролиза при температуре 800-1000°С с газификацией твердого остатка позволяет получить максимальную производительность по выходу пиролизного газа, равную 1000-1200 м? с тонны органического сырья, минимальный выход твердого остатка до 5% и менее при достаточно высокой теплоте сгорания пиролизного газа, выходящего из реактора.

Аппаратура для систем управления газотурбинными двигателями

В. Дидилов, В. Новоселов — ОАО «МПО им. И. Румянцева»

ОАО «МПО им. И. Румянцева» изготавливает топливорегулирующую аппаратуру (ТРА) для авиационных двигателей и аппаратуру для систем автоматического управления и регулирования двигателями газоперекачивающих агрегатов ОАО «Газпром» и газотурбинных электростанций.
В статье приведены наиболее интересные факты из истории предприятия. Основанное в 1922 году для выпуска карбюраторов и ТРА, в годы Великой Отечественной войны оно было эвакуировано в г. Пермь для выпуска авиационных агрегатов. После войны — изготовление аппаратуры для первых советских реактивных двигателей. В 60-х, после проведения реконструкции, — ведущее в отрасли предприятие по серийному выпуску ТРА. В 90-х годах — освоение выпуска комплекта аппаратуры для систем автоматического управления и регулирования промышленными газовыми турбинами.
Предприятие имеет хорошо оснащенную испытательную базу со стендами входного контроля комплектующих изделий регулировки, приемосдаточных и периодических испытаний, что позволяет обеспечивать выпускаемой продукции высокое качество.
Заказчиками ОАО «МПО им. И. Румянцева» выступают ОАО «Газпром», ОАО НПП «ЭГА», СНТК им. Н.Д. Кузнецова (двигатель НК-36СТ) и др.
В статье приведены фотографии, схемы и таблицы, которые иллюстрируют достижения предприятия, создающего серьезную конкуренцию фирмам-производителям аналогичной продукции.

Защитные покрытия лопаток турбин перспективных ГТД

Е. Каблов, С. Мубояджан — ГП ВИАМ, ГНЦ РФ

В настоящее время практически все детали ГТД имеют защитные или упрочняющие покрытия. Они в значительной мере определяют ресурс и надежность ГТД, а также технологическое совершенство двигателя. Для защиты лопаток турбин с транспирационным охлаждением требуется последовательное использование химических и физических методов осаждения покрытий.
Алитированный слой, полученный способом газового циркуляционного алитирования (ГЦА), на поверхности внутренней полости лопатки равномерен и однороден по составу. Более высокими защитными свойствами обладают двухстадийные газоциркуляционные покрытия (ГЦП), дополнительно легированные хромом.
ГЦП оказывают положительное влияние на длительную прочность жаропрочных сплавов (ЖС), повышая их долговечность. Двухстадийные покрытия при испытаниях на термоциклическую ползучесть увеличивают в 1,5-2 раза работоспособность ЖС по сравнению с алитированным сплавом и положительно влияют на предел выносливости сплава ЖС26У при температуре 1000°С.
Для защиты внешней поверхности пера лопаток турбин с транспирационной системой охлаждения используются также термозащитные покрытия (ТЗП), содержащие металлический соединительный и внешний керамический слои. Ресурс ТЗП ограничен временем и условиями роста оксидной пленки, что является основным недостатком этих покрытий. Применение ТЗП целесообразно для ГТД с рабочей температурой лопаток ТВД на уровне 1000°С.

ОАО «ВИЛС» — лидер в разработке и производстве суперсплавов для газотурбостроения

А. Хованов — ОАО «ВИЛС»

В настоящее время ОАО «Всероссийский институт легких сплавов» (ВИЛС) — головная организация по разработке и внедрению в промышленность новых технологических процессов производства авиационных материалов на основе Al, Mg, Ti, Ni, жаропрочных сталей и тугоплавких металлов, созданию нового технологического оборудования.
Изделия, изготовляемые ОАО «ВИЛС», широко используются в жидкостных ракетных двигателях, в судовых ГТД, а в последнее время — и на газоперекачивающих станциях, создаваемых на базе газотурбинных авиационных двигателей.
С 1996 года система качества продукции предприятия сертифицирована TUV CERT. В 1997 году ОАО «ВИЛС» в числе первых предприятий (и единственному из НИИ) была присуждена Премия Правительства РФ в области качества. Производство и продукция ОАО «ВИЛС» сертифицирована Авиационным Регистром МАК, Ллойд Регистром (Англия), Госстандартом РФ и др.