Двигатель внутреннего сгорания против газовой турбины: преимущества модульности

В течение столетия тенденция в электроэнергетике была направлена ​​на то, чтобы постоянно увеличивать размеры энергоблоков и мощности установок. Централизованные электростанции были построены с использованием специально разработанных технологий массовых размеров. Традиционно считалось, что «чем больше, тем лучше», поскольку капитальные затраты на единицу мощности и производственные затраты снижаются с увеличением размера единицы, обеспечивая экономию за счет масштаба, частично обусловленную повышением эффективности паровых турбин. Паровые турбинные установки в среднем мощностью 400 мегаватт (МВт) или более были распространены в 1980-х годах. Стремление к повышению производительности и эффективности непосредственно привело к разработке комбинированного цикла, что потребовало создания более крупных газовых турбин с более высокими температурами обжига, которые позволяли рекуперации тепла отработавших газов приводить в движение паровую турбину. Пока в 1950-х годах температура обжига газовых турбин составляла около 800ºC,  а средний размер турбины — около 10 МВт, а к 1990-м годам современные газовые турбины имели температуры обжига, превышающие 1300ºC, и в среднем превышали 100 МВт. Кстати, если вам необходим ремонт дизельной турбины, обратитесь в компанию «Альфатурбо», которая уже более 15 лет занимается ремонтом турбин и делает это качественно.

Тем не менее, крупные электростанции требовали значительных строительных и монтажных работ на месте и не могли легко регулировать нагрузку для удовлетворения изменяющегося спроса. Поскольку использование возобновляемых источников энергии, таких как ветер и солнечная энергия, увеличилось, потребность в более гибкой энергии, которая могла бы быстро запускаться, работать на полной нагрузке и работать при частичной нагрузке, стала более очевидной. Генераторы меньшего масштаба, которые могут работать параллельно и развертываться по мере необходимости, чтобы соответствовать изменяющимся требованиям к мощности, стали выполнять важную функцию для стабильности электрических сетей передачи. Используя современное производство и инжиниринг, малые энергоблоки имеют модульную конструкцию для удовлетворения текущих и будущих потребностей любого энергетического проекта. Этот сдвиг в сторону «экономии чисел» обеспечивает надежность, выбор места и эффективность.

Что такое модульность?
Многие производители энергетического оборудования продвигают концепцию «модульности» в портфелях продуктов и архитектуре завода. Модульность относится к электрическому генерирующему оборудованию, которое изготовлено в заводских условиях и упаковано таким образом, чтобы сократить сроки, необходимые для планирования, проектирования и строительства электростанции. Поскольку газовые турбины были дороги по сравнению с другими технологиями, концепция предварительной упаковки газовой турбины на электростанции и сокращение сроков поставки стали существенными для захвата доли рынка.

Сборные модули производства электроэнергии являются автономными компонентами системы, которые предназначены для взаимодействия с другими компонентами электростанции. Модули двигателя, системы подачи топлива, оборудование для контроля выбросов, модули парогенератора с рекуперацией тепла (HRSG), генераторы, стойки для труб и другие вспомогательные системы — вот некоторые компоненты, которые можно изготовить заранее и доставить в виде модулей на площадку электростанции. Стандартизация конструкции этих компонентов обеспечивает значительную экономию производственных затрат, более короткие сроки поставки оборудования и ускоряет сборку и ввод в эксплуатацию установки на месте. Модульность также предлагает упрощенные функции обслуживания и преимущества в качестве, поскольку компоненты производятся в контролируемой среде и проходят заводские испытания.

Модульная конструкция была развернута для целого ряда генерирующих источников, от  небольших ядерных реакторов  до  солнечных ферм  и газовых двигателей. Даже газотурбинные электростанции, которые традиционно требовали значительной сборки на месте, начали  проектировать модульно, чтобы сократить время строительства . В частности, авиационные газовые турбины были разработаны с модульной архитектурой и имеют размеры от 15 до 120 МВт. Поскольку они имеют более низкие температуры выхлопных газов, чем промышленные газовые турбины, аэродинамические производные обычно не работают в режиме комбинированного цикла. Модульность может включать в себя нечто большее, чем просто проектирование и сборку — она ​​может распространяться на размеры установки и эффективное использование поднабора мощности установки для обеспечения диапазона отклика нагрузки.

Конфигурация завода и эксплуатационная модульность
Соединение различных модулей обеспечивает гибкость проектирования для удовлетворения различных потребностей проекта. Поскольку генерирующие блоки имеют дополнительные размеры, можно проектировать широкий диапазон мощностей и вариантов топлива, включая использование нескольких видов топлива. Системы управления и интерфейсы между модулями разработаны с учетом выбора топлива, ожидаемых операций и разрешений на выбросы. Двигатели внутреннего сгорания идеально подходят для модульного использования, так как комплекты блоков двигателей мощностью 4 — 30 МВт могут обеспечивать диапазон дополнительной мощности при частичной нагрузке без ущерба для эффективности. Например, электростанция Wärtsilä, которая имеет 28 модульных блоков двигателя внутреннего сгорания 34SG, каждый мощностью примерно 10 МВт, может обеспечить диапазон мощности от нескольких МВт до более 270 МВт. Работая только на подмножестве двигателей с полной нагрузкой для получения желаемой производительности, высокая эффективность сохраняется.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *