2024 Auteur: Howard Calhoun | [email protected]. Dernière modifié: 2023-12-17 10:27
Pour le fonctionnement des installations industrielles et économiques situées à une distance considérable des lignes électriques centralisées, des installations de production d'électricité à petite échelle sont utilisées. Ils peuvent fonctionner avec différents types de carburant. Les centrales électriques à turbine à gaz sont les plus répandues en raison de leur rendement élevé, de leur capacité à générer de l'énergie thermique et d'un certain nombre d'autres caractéristiques.
Principe de fonctionnement
La base d'une centrale électrique à turbine à gaz (GTPP) est un moteur à turbine à gaz - une centrale électrique fonctionnant à l'énergie de combustion de combustible gazeux, connectée mécaniquement à des générateurs électriques et combinée avec eux en un seul système. La turbine à gaz est le moteur à combustion interne le plus puissant. Sa puissance spécifique peut être de 6 kW/kg.
Contrairement aux autres types de pouvoirinstallations, dans les moteurs à turbine à gaz, tous les processus se déroulent dans un flux de gaz en mouvement constant. L'air atmosphérique comprimé par les compresseurs entre dans la chambre de combustion avec le carburant. Le mélange s'enflamme avec la libération d'une grande quantité de produits de combustion sous haute pression, qui exercent une pression sur les pales, les font tourner et, avec elles, les générateurs électriques.
La capacité d'une centrale électrique à turbine à gaz varie de 20 kilowatts à plusieurs centaines de mégawatts. Toute matière combustible pouvant être dispersée (finement broyée) et présentée sous forme gazeuse peut être utilisée comme combustible.
Avantages GTPP
Un avantage important des centrales électriques à turbine à gaz est la possibilité d'utiliser simultanément deux types d'énergie - électrique et thermique. De plus, la quantité de chaleur apportée au consommateur est deux à trois fois supérieure à la quantité d'électricité produite. La cogénération (le processus de génération de deux types d'énergie) devient possible lorsqu'une chaudière spéciale de récupération de chaleur est installée sur l'échappement de la turbine.
Grâce aux centrales électriques à turbine à gaz, il est possible de créer des complexes énergétiques autonomes capables de résoudre plusieurs problèmes à la fois:
- Fournir de l'électricité aux installations privées et industrielles.
- Utiliser les sous-produits gazeux de la production de pétrole.
- Chauffer les locaux techniques et les bâtiments résidentiels avec un chauffage latéral.
Tout cela nous permet de réduire considérablement le coût de fourniture de l'entreprise, de créer des conditions optimales pour le travail du personnel etconcentrer les ressources matérielles et le capital sur l'expansion de la production et la résolution d'autres tâches plus importantes.
Caractéristiques des centrales électriques à turbine à gaz
L'une des principales caractéristiques du GTPP est sa capacité à fonctionner avec pratiquement n'importe quel type de carburant. Comme indiqué précédemment, les centrales électriques à turbine à gaz peuvent utiliser du carburant qui peut être dispersé pour fonctionner. Cela peut être de l'essence, du mazout, du pétrole, du gaz naturel, de l'alcool et même du charbon broyé.
Il n'y a pratiquement aucun élément mobile dans la conception du GTPP. La seule pièce mobile qui combine le rotor du générateur, les roues de la turbine et la compresse peut être suspendue à l'aide d'un palier dynamique à gaz. En conséquence, l'usure des unités de travail sera minimisée, ce qui affectera considérablement la durabilité de l'installation.
Dans le même temps, la période de maintenance du service augmente jusqu'à 60 000 heures de fonctionnement continu ou jusqu'à 7 ans de fonctionnement. Les centrales à turbine à gaz ne peuvent pas être utilisées comme sources d'énergie de secours, car au moment du démarrage, les pièces s'usent particulièrement intensément. Le nombre de lancements d'usines est limité à 300 par an.
Mobile GTES
Une place particulière dans le secteur industriel est occupée par les turbines à gaz mobiles. Contrairement aux GTPP conventionnels, ils ont des dimensions et un poids plus petits, sont équipés sur une plate-forme mobile et sont équipés de systèmes de contrôle électroniques. En règle générale, ces complexes sont utilisés pourrétablissement de l'alimentation électrique de l'installation.
La centrale électrique à turbine à gaz mobile est déployée sur des sites pavés qui offrent une position stable. Une conduite de carburant y est raccordée et un poste de transformation est installé à proximité immédiate. Le temps de déploiement dépend du type d'installation, mais ne dépasse généralement pas 8 à 12 heures.
La capacité des unités mobiles varie de 5 à 25 MW. Dans le même temps, l'efficacité des GTPP mobiles commence à croître à partir de 35 %. Comme les centrales électriques fixes, les complexes mobiles émettent également de l'énergie thermique. Mais en même temps, ils génèrent moins de coûts associés à l'exploitation et à la mise en service.
Centrales à cycle combiné
Une centrale à vapeur et à gaz peut être qualifiée de modification d'un GTPP. Comme les centrales électriques à turbine à gaz, de tels générateurs utilisent l'énergie de combustion du combustible dispersé. Mais en passant par la turbine, les produits gazeux ne cèdent qu'une partie de leur énergie et sont rejetés dans l'atmosphère à l'état chauffé. Les centrales à cycle combiné utilisent cette chaleur.
La conception des générateurs d'électricité à cycle combiné comprend une centrale à vapeur située dans la partie terminale de la turbine. Il contient de l'eau qui bout à partir des produits de combustion chauffés. Une énorme quantité de vapeur est générée, ce qui fait tourner la turbine et alimente le générateur supplémentaire.
Les turbines à gaz et les centrales électriques à cycle combiné peuvent être utilisées dans toutes les industriesl'industrie, mais le deuxième type de générateurs est préférable, car leur efficacité est supérieure à 60 %.
Applications GTPS
L'utilisation de centrales à turbine à gaz est recommandée pour les consommateurs éloignés des lignes d'alimentation centralisées, ainsi que pour les installations fonctionnant de manière saisonnière. Dans ce cas, le coût de fourniture d'électricité à l'entreprise sera inférieur à celui du raccordement aux lignes électriques.
Les GTPP de grande taille devraient être utilisées à la place des centrales thermiques s'il existe une source de carburant bon marché. Cette situation est typique des régions pétrolières et gazières du Nord. Dans le même temps, il est possible d'économiser sur le chauffage des locaux.
Récemment, la centrale électrique à turbine à gaz mobile est devenue largement utilisée dans les zones urbaines en raison du faible niveau de bruit, de vibrations et de toxicité des gaz d'échappement. Il est conseillé de l'utiliser dans les cas où il est difficile de se connecter au réseau électrique de la ville ou si le coût de celui-ci est trop élevé.
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