Микротурбины Calnetix

    

Микротурбины Calnetix (ранее Elliott Energy Systems) — это современное оборудование, представляющее собой газовые турбины малой мощности для автономного теплоэнергоснабжения потребителей, сочетающее в себе отличные технические и эксплуатационные характеристики.

В состав микротурбинной установки Calnetix ТА-100 обычно входят:

• Турбогенератор;
• Камера сгорания;
• Рекуператор;
• Система утилизации тепла с котла-утилизатора;
• Маслосистема;
• Топливная система с дожимным газовым компрессором;
• Силовая электроника (выпрямитель, инвертор, фильтр);
• Цифровая система автоматического управления турбогенератора и силовой электроники с панелью управления оператора.;
• Воздушная система охлаждения подкапотного пространства и силовой электроники;
• Аккумуляторные батареи.

Принцип работы микротурбинной установки:

Очищенный атмосферный воздух попадает в воздухозаборник 4, откуда он поступает на вход в компрессор 3.

В компрессоре воздух сжимается и за счет этого нагревается до температуры 250 °С.

После компрессора воздух поступает в специальный газовоздушный теплообменник 10 – (рекуператор), где он дополнительно подогревается до температуры 500 °С. Использование такого решения позволяет примерно в 2 раза повысить электрическую эффективность установки.

Далее нагретый сжатый воздух перед камерой сгорания 6 смешивается с газообразным топливом высокого давле­ния 9, откуда гомогенная газовоздушная смесь поступает в камеру сгорания для горения. Предварительное смешивание воздуха с газообразным топливом позволяет снизить уровень эмиссии выхлопных газов до 24 ppmv при 15% О2 в диапазоне электрических нагрузок от 0 до 100%.

Покидая камеру сгорания, нагретые до температуры 926 °С выхлопные газы попадают в колесо турбины 7, где, расширяясь, совершают работу, вращая ее, а также расположенные на этом валу колесо компрессора 3 и высоко­скоростной генератор 2.

Покинув турбину 7, по газоходу 8 выхлопные газы с температурой 648 °С попадают в рекуператор 10, где отдают свое тепло воздуху после компрессора. Температура выхлопных газов после рекуператора 287 °С.

На выходе из рекуператора 10 стоит байпасная заслонка, которая направляет выхлопные газы либо по байпасному газоходу 14, либо напрямую в котел-утилизатор 12. В котле-утилизаторе (газо-водяном теплообменнике) выхлопные газы отдают свое тепло сетевой воде, которая там нагревается до требуемой температуры. Температура выхлопных газов на выходе из котла-утилизатора 77 °С.

В конструкции микротурбинной установки отсутствует редуктор. Частота вращения ротора практически не зависит от нагрузки и поддерживается на уровне 68 тыс. об./мин. Это позволяет в течение ~ 0,3 с в один прием принимать 100% нагрузки.

Вырабатываемое высокочастотное напряжение генератора подвергается двойному преобразованию: из высоко­частотного переменного в постоянное, а затем в переменное 400 В с частотой 50 Гц. Это обеспечивает выходное трехфазное напряжение с правильной формой синусоиды.

На рисунке показан принцип работы и температуры в различных характерных сечениях установки.