U članku se opisuje kako se izračunava učinkovitost najjednostavnije plinske turbine, daju se tablice različitih plinskih turbina i postrojenja kombiniranog ciklusa za usporedbu njihove učinkovitosti i drugih karakteristika.

U području industrijske uporabe plinskih turbina i parno-plinskih tehnologija Rusija je daleko zaostajala za naprednim zemljama svijeta.

Svjetski lideri u proizvodnji plinskih i kombiniranih elektrana velikog kapaciteta: GE, Siemens Wistinghouse, ABB - postigli su vrijednosti jedinične snage plinskoturbinskih postrojenja od 280-320 MW i učinkovitost od preko 40%, uz koja koristi parnoenergetsku suprastrukturu u parno-plinskom ciklusu (koji se naziva i binarni) - kapaciteti od 430- 480 MW s učinkovitošću do 60%. Ako imate pitanja o pouzdanosti CCGT-a - pročitajte članak.

Ove impresivne brojke služe kao mjerila u određivanju razvojnih putova elektroenergetske industrije u Rusiji.

Kako se određuje učinkovitost plinske turbine?

Evo nekoliko jednostavnih formula koje pokazuju kolika je učinkovitost plinske turbine:

Unutarnja snaga turbine:

• Nt = Gex * Lt, gdje je Lt rad turbine, Gex je protok ispušnih plinova;

GTU unutarnje napajanje:

• Ni gtu \u003d Nt - Nk, gdje je Nk unutarnja snaga zračnog kompresora;

GTU efektivna snaga:

• Nef \u003d Ni GTU * Efficiency mech, Efficiency mech - učinkovitost povezana s mehanički gubici u ležajevima, možete uzeti 0,99

Električna energija:

• Nel \u003d Ne * učinkovitost npr., gdje je učinkovitost npr. učinkovitost povezana s gubicima u električnom generatoru, možemo uzeti 0,985

Raspoloživa toplina goriva:

• Qsp = Gtop * Qrn, gdje je Gref - potrošnja goriva, Qrn - najniža radna kalorična vrijednost goriva

Apsolutna električna učinkovitost plinskoturbinskog postrojenja:

• Učinkovitost \u003d Nel / Q dist

Učinkovitost CCGT-a veća je od učinkovitosti GTU-a budući da postrojenje kombiniranog ciklusa koristi toplinu ispušnih plinova plinske turbine. Iza plinske turbine ugrađen je kotao za otpadnu toplinu u kojem se toplina iz ispušnih plinova plinske turbine prenosi na radni fluid (napojnu vodu), a stvorena para se šalje u parnu turbinu za proizvodnju električne energije i topline.

Pročitajte također: Kako odabrati plinsko turbinsko postrojenje za CCGT postrojenje

Učinkovitost CCGT-a obično se predstavlja omjerom:

• PGU učinkovitost \u003d GTU učinkovitost * B + (1-GTU učinkovitost * B) * PSU učinkovitost

B je stupanj binarnosti ciklusa

Efficiency PSU - Učinkovitost parne elektrane

• B = Qks/(Qks+Qku)

Qks je toplina goriva koja je izgorjela u komori za izgaranje plinske turbine

Qku - toplina dodatnog goriva izgorjela u kotlu otpadne topline

Istodobno se napominje da ako je Qku = 0, tada je B = 1, tj. instalacija je potpuno binarna.

Utjecaj stupnja binarnosti na učinkovitost CCGT

B	GTU učinkovitost	PSU učinkovitost	CCGT učinkovitost
1	0,32	0,3	0,524
1	0,36	0,32	0,565
1	0,36	0,36	0,590
1	0,38	0,38	0,612
0,3	0,32	0,41	0,47
0,4	0,32	0,41	0,486
0,3	0,36	0,41	0,474
0,4	0,36	0,41	0,495
0,3	0,36	0,45	0,51
0,4	0,36	0,45	0,529

Predstavimo redoslijedom tablice s karakteristikama učinkovitosti plinskih turbina i nakon njih pokazatelje CCGT-a s ovim plinskim motorima, te usporedimo učinkovitost zasebne plinske turbine i učinkovitost CCGT-a.

Značajke suvremenih snažnih plinskih turbina

ABB plinske turbine

Karakteristično	GTU model
	GT26GTU s podgrijavanjem	GT24GTU s podgrijavanjem
ISO snaga MW	265	183
učinkovitost %	38,5	38,3
	30	30
	562	391
	1260	1260
	610	610
	50	50

Postrojenja kombiniranog ciklusa s ABB plinskim turbinama

GE plinske turbine

Karakteristično	GTU model
	MS7001FA	MS9001FA	MS7001G	MS9001G
ISO snaga MW	159	226,5	240	282
učinkovitost %	35,9	35,7	39,5	39,5
Omjer tlaka kompresora	14,7	14,7	23,2	23,2
Potrošnja radne tekućine na ispuhu GTU kg/s	418	602	558	685
Početna temperatura, ispred radnih noževa 1 tbsp. S	1288	1288	1427	1427
Temperatura radne tekućine na ispuhu C	589	589	572	583
Brzina generatora 1/s	60	50	60	50

Pročitajte također: Zašto graditi termoelektrane kombiniranog ciklusa? Koje su prednosti postrojenja kombiniranog ciklusa.

Postrojenja kombiniranog ciklusa s GE plinskim turbinama

Karakteristično	GTU model
	MS7001FA	MS9001FA	MS7001G	MS9001G
Sastav plinskoturbinskog dijela CCGT	1hMS7001FA	1hMS9001FA	1hMS9001G	1xMS9001H
CCGT model	S107FA	S109FA	S109G	S109H
CCGT snaga MW	259.7	376.2	420.0	480.0
CCGT učinkovitost %	55.9	56.3	58.0	60.0

Siemensove plinske turbine

Karakteristično	GTU model
	V64.3A	V84.3A	V94.3A
ISO snaga MW	70	170	240
učinkovitost %	36,8	38	38
Omjer tlaka kompresora	16,6	16,6	16,6
Potrošnja radne tekućine na ispuhu GTU kg/s	194	454	640
Početna temperatura, ispred radnih noževa 1 tbsp. S	1325	1325	1325
Temperatura radne tekućine na ispuhu C	565	562	562
Brzina generatora 1/s	50/60	60	50

Postrojenja kombiniranog ciklusa sa Siemensovim plinskim turbinama

Westinghouse-Mitsubishi-Fiat plinske turbine

Karakteristično	GTU model
	501F	501G	701F	701G1	701G2
ISO snaga MW	167	235,2	251,1	271	308
učinkovitost %	36,1	39	37	38,7	39
Omjer tlaka kompresora	14	19,2	16,2	19	21
Potrošnja radne tekućine na ispuhu GTU kg/s	449,4	553,4	658,9	645	741
Početna temperatura, ispred radnih noževa 1 tbsp. S	1260	1427	1260	1427	1427
Temperatura radne tekućine na ispuhu C	596	590	569	588	574
Brzina generatora 1/s	60	60	50	50	50

§ 45. Turbinske instalacije

Brodske turbine koriste se za pretvaranje toplinske energije pare ili plina u mehanički rad. Način pretvorbe energije u turbini ne ovisi o radnoj tekućini koja se koristi u turbini. Stoga se radni procesi koji se odvijaju u parnim turbinama ne razlikuju bitno od radnih procesa koji se odvijaju u plinskim turbinama, a osnovni principi projektiranja parnih i plinskih turbina su isti.

Svježa para ili plin, ulazeći u mlaznicu, koja je vodeća lopatica, se širi, potencijalna energija se pretvara u kinetičku energiju, a para ili plin dobiva značajnu brzinu. Po izlasku iz mlaznice para ili plin ulazi u kanale radnih lopatica montiranih na rubu diska turbine koji se nalazi na vratilu turbine. Radna tekućina pritišće zakrivljene površine lopatica rotora, uzrokujući rotaciju diska s osovinom. Skup takvih vodećih lopatica (mlaznica) i lopatica rotora koji se razmatraju na disku turbine naziva se turbinski stupanj. Turbine sa samo jednim stupnjem nazivaju se jednostupanjska Za razliku od višestupanjski turbine.

Turbine prema principu rada radnog fluida (para ili plin) dijele se u dvije glavne skupine. Turbine kod kojih se ekspanzija pare ili plina događa samo u nepomičnim vodećim lopaticama, a na lopaticama rotora koristi se samo njihova kinetička energija nazivaju se aktivan. Turbine kod kojih se tijekom kretanja također događa širenje pare ili plina radna tekućina u kanalima lopatica rotora nazivaju se reaktivan. Turbine se okreću samo u jednom smjeru i nereverzibilne su, tj. ne mogu promijeniti smjer vrtnje. Stoga se na istoj osovini s glavnim prednjim turbinama obično postavljaju obrnute turbine. Snaga brodskih reverznih turbina ne prelazi 40-50% snage prednjih turbina. Budući da ove turbine ne moraju osigurati visoku učinkovitost u radu, broj stupnjeva u njima je mali.

Brodska parna turbinska postrojenja koja rade na početnom tlaku pare od 40-50 atm i temperaturi pare od 450-480°C imaju ekonomsku učinkovitost od 24-27%.

ekonomski(efektivna) učinkovitost je omjer topline pretvorene u koristan rad i topline razvijene tijekom potpunog izgaranja utrošenog goriva. Efektivna učinkovitost karakterizira učinkovitost motora. S povećanjem tlaka na 70-80 atm i temperaturom pare do 500-550 ° C, ekonomska učinkovitost raste na 29-31%. Daljnjim povećanjem početnog tlaka pare i poboljšanjem instalacija povećat će se učinkovitost brodskog parnoturbinskog postrojenja za oko 35%.

Rad na brodskim plinskoturbinskim postrojenjima (GTP) u biti je još uvijek eksperimentalne prirode, budući da njihov serijski dizajn još nije izrađen.

plinska turbina razlikuje se od pare po tome što njegov radni fluid nije para iz kotlova, već plinovi koji nastaju izgaranjem goriva u posebnim komorama.

Građa i rad plinske turbine slični su parnoj turbini. Također mogu biti aktivne ili reaktivne, jednotrupne, višetrupne itd. Plinske turbine razlikuju se od parnih turbina po višim temperaturnim opterećenjima: temperatura vrućih plinova je u rasponu od 700-800 °C. Razlika u temperaturi smanjuje resursi vremena rada plinske turbine.

Ovisno o načinu kompresije zraka i stvaranja vrućih plinova, plinskoturbinska postrojenja s komorom za izgaranje i plinskoturbinska postrojenja s slobodni klipni plinski generatori(SPGG). Negativna kvaliteta plinskih turbina je veliki gubitak topline tijekom odvođenja ispušnih plinova.

Metoda povećanja učinkovitosti plinskih turbina je korištenje topline ispušnih plinova za zagrijavanje zraka koji ulazi u komoru za izgaranje, takozvana regeneracija.

Korištenje regeneracije uz istodobnu dvostupanjsku kompresiju zraka povećava efektivnu učinkovitost instalacije do 28-30%. Takve plinske turbine koriste se kao brodske elektrane.

U brodskom plinskoturbinskom postrojenju s komorom za izgaranje (sl. 69) usisava se atmosferski zrak komprimiran kompresorom. niski pritisak 1, koji se nalazi na istoj osovini s plinskom turbinom 5, i šalje se u hladnjak 2, hlađen morskom vodom. Ohlađeni zrak ulazi u visokotlačni kompresor 3, gdje se ponovno komprimira na viši tlak, nakon čega se dovodi u regenerator 4, odakle se zagrijava ispušnim plinovima i odlazi u komoru za izgaranje 6, gdje tamo dovedeno gorivo izgara. Produkti izgaranja šire se u plinskoj turbini 5 i kroz regenerator, predajući dio topline zraku u njemu, izlaze u atmosferu ili se koriste u kotlu za otpadnu toplinu.

Riža. 69. Shema plinskoturbinskog postrojenja s regeneracijom i dvostupanjskom kompresijom zraka.

Energija razvijena u plinskoj turbini ne koristi se u potpunosti za svoju glavnu namjenu, već se dijelom troši na pogon kompresora. Za pokretanje plinske turbine potrebno ju je odvrnuti pokretanjem elektromotora.

Plinskoturbinsko postrojenje s generatorom plina sa slobodnim klipom (SPGG) je aktivna ili mlazna turbina i dizel cilindar u kojem izgara gorivo. Kombinirano plinskoturbinsko postrojenje sa SGSG prikazano je na sl. 70.

SPGG cilindar 1 ima dva radna klipa 2 na istim šipkama s klipovima kompresora 3. Kada se smjesa zraka i goriva koja se dovodi kroz mlaznicu 11 sagorijeva, plinovi u cilindru se šire, gurajući klipove. U šupljinama 6 cilindara kompresora 5 stvara se vakuum, a kroz ventile 7 usisava se atmosferski zrak. Istodobno, zrak se komprimira u šupljini 4 cilindra kompresora, a radni klipovi se vraćaju u prvobitni položaj.

Kada se klipovi u cilindru razmiču, prvo se otvaraju ispušni prozori 9, a zatim se propuhuju prozori 10. Ispušni plinovi kroz ispušne prozore ulaze u prijemnik 8, a odatle u plinsku turbinu 12.

Tijekom obrnutog hoda klipova kompresora, ispušni i prozori za čišćenje su zatvoreni, zrak iz šupljine 6 ubrizgava se u prijemnik za čišćenje, a zrak u radnom cilindru se komprimira. Na kraju kompresije temperatura zraka raste i gorivo koje je u tom trenutku ubrizgano mlaznicom se zapali. Započinje novi ciklus rada generatora plina sa slobodnim klipom.

Efektivna učinkovitost takvog kombiniranog plinskoturbinskog postrojenja sa SGSG-om se približava 40%, što čini prednost njihove ugradnje na brodove. Plinske turbine sa SGSG obećavaju i naširoko će se koristiti na brodovima kao glavni motori.

Riža. 70. Shema plinskoturbinskog postrojenja s generatorom plina sa slobodnim klipom (SPGG).

Pomorska nuklearna postrojenja koriste se za stvaranje toplinske energije kao rezultat fisije jezgri fisijskih elemenata, koja se događa u uređajima koji se nazivaju nuklearni reaktori. Plovila s takvim instalacijama imaju gotovo neograničen domet krstarenja.

Energija oslobođena reakcijom nuklearne fisije pri korištenju 1 kg urana približno je jednaka energiji dobivenoj izgaranjem 1400 tona loživog ulja. Dnevna potrošnja nuklearnog goriva na transportnim brodovima procjenjuje se na svega nekoliko desetaka grama. Razdoblje zamjene gorivih elemenata u brodskim reaktorima je dvije do tri godine. Unatoč velikoj težini nuklearnog postrojenja, uzrokovanoj velikom težinom biološke zaštite, nosivost brodova s ​​nuklearnim postrojenjima puno je veća od nosivosti brodova jednakih dimenzija s konvencionalnim pogonskim postrojenjima. Povećanje nosivosti na ovim brodovima je zbog nedostatka konvencionalnog goriva na njima.

Za povećanje brzine brodova, korištenje instalacija koje pokreće nuklearna energija je ekonomski korisno, omogućuje vam povećanje snage elektrana bez naglog povećanja njihove težine. Odlučujuća prednost brodskih nuklearnih instalacija je nepostojanje potrebe za zrakom tijekom njihova rada. Ova značajka rješava problem dugotrajnog kretanja brodova pod vodom. Kao što znate, brodovi koji plivaju pod vodom u homogenom okruženju nailaze na manji otpor od površinskih brodova, pa stoga, s jednakom snagom motora, mogu postići velike brzine. Podvodni transporti velikog deplasmana mogu biti mnogo isplativiji u radu od površinskih brodova istog deplasmana.

Kao nuklearno gorivo za moderne brodske reaktore koristi se umjetno obogaćeni uran koji sadrži izotop U 235 u količini od 3-5 %.

Dio reaktora u kojem se odvija lančana reakcija naziva se jezgra. U ovu zonu uvodi se posebna tvar - moderator neutrona, koja usporava kretanje neutrona do brzine toplinskog kretanja. Kao moderator koristi se obična voda (H 2 0), teška voda (D 2 0), berilij ili grafit.

Prema vrsti jezgre reaktori se dijele na homogene i heterogene. U homogenim reaktorima nuklearno gorivo i moderator su homogena smjesa. U heterogenim reaktorima nuklearno gorivo nalazi se u moderatoru u obliku šipki ili ploča koje nazivamo gorivi elementi. U brodskim nuklearnim elektranama koristi se samo jedan tip - heterogeni reaktori.

Prilikom nuklearne reakcije oko 80% energije se pretvara u toplinu, a 20% se oslobađa u obliku zračenja (a, b i y), a- i b-zračenje ne predstavljaju posebnu opasnost. Ali y-zračenje i neutronsko zračenje, koji imaju veliku moć prodora, uzrokuju sekundarno zračenje u mnogim materijalima. Ovim zračenjem dolazi do ozbiljnih bolesti u ljudskom tijelu. Da bi se spriječilo takvo zračenje, nuklearne elektrane moraju imati pouzdanu zaštitu, koja se zove biološka. Biološka zaštita najčešće se izrađuje od metala, vode i betona, značajnih je dimenzija i težine.

Najsnažnija i tehnički najnaprednija brodska nuklearna elektrana na civilnim brodovima je elektrana na ledolomcu Lenjin, najsnažnijem ledolomcu na svijetu.

Snaga njegove četiri turbine je 44.000 litara. S.

Glavna elektrana ledolomca "Lenjin" izrađena je prema sljedećoj shemi (slika 71). Ledolomac ima tri reaktora 1 sa stabilizatorima tlaka 2 u primarnom krugu. Moderator i rashladno sredstvo je obična voda pod pritiskom od oko 200 atm. Reaktorska voda se dovodi u generatore pare 3 na temperaturi od oko 325 ° C cirkulacijskim električnim pumpama 4. U generatorima pare, para se dobiva iz drugog kruga pri tlaku od 29 atm i temperaturi od 310 ° C, što pokreće četiri generatora parne turbine 5. Ispušna para prolazi kroz kondenzatore 6 u obliku kondenzata i ponovno se koristi radeći u zatvorenom ciklusu.

Reaktori, generatori pare i pumpe jezgre okruženi su biološkom zaštitom od sloja vode i čeličnih ploča debljine 300-420 mm.

Brodski turbomlazni motori koriste se u hidrogliserima ili brodovima posebne namjene. Uobičajeni dijagram turbomlaznog motora prikazan je na sl. 72.

Riža. 71. Shema elektrana ledolomac "Lenjin"

Kada se motor pomiče ulijevo (duž strelice A), zrak ulazi u njegovo kućište i komprimira ga turbopunjač 1. Komprimirani zrak se dovodi u komoru za izgaranje 2, u kojoj izgara istovremeno dovedeno gorivo. Iz komore 2 produkti izgaranja se šalju u plinsku turbinu 3. U turbini se plinovi djelomično šire, vršeći pritom rad na pogon turbopunjača. Daljnje širenje plina događa se u mlaznici 4, odakle velikom brzinom izlazi u atmosferu. Reakcija istjecajućeg mlaza osigurava kretanje posude.

Parno-plinsko turbinsko postrojenje koje radi prema Waltherovom ciklusu korišteno je na njemačkim podmornicama u Drugom svjetskom ratu kako bi se povećala njihova brzina dok su bile pod vodom. Brod s takvom instalacijom mogao je razviti velike podvodne brzine 5-6 sati, dosežući do 22-25 čvorova.

Oksidacijsko sredstvo u ovom ciklusu bio je visoki (80%) vodikov peroksid, koji se uz prisutnost katalizatora u posebnoj komori razgrađuje na vodenu paru i kisik, pri čemu se oslobađa značajna količina topline. U komori za izgaranje tekuće gorivo je izgaralo u kisiku uz istovremeno ubrizgavanje svježe vode na isto mjesto. Energija nastale parno-plinske smjese visokog tlaka i visoke temperature iskorištena je u parno-plinskoj turbini. Istrošena mješavina plina i pare hlađena je u kondenzatoru, gdje se vodena para pretvarala u vodu i ponovno ulazila u sustav napojne vode, a ugljični dioksid je pumpan preko broda.

Glavni nedostaci ovih instalacija bili su mali domet plovidbe čamaca s maksimalnim brzinama, povećana opasnost od požara zbog prisutnosti velike količine vodikovog peroksida na čamcu, ovisnost njihovog normalnog rada o dubini uranjanja, te visoka cijena kako same instalacije tako i njenog rada.

U Engleskoj je u poslijeratnim godinama izgrađena podmornica Exilorer s elektranom ovog tipa. Tijekom ispitivanja utvrđeno je da je cijena jednog radnog sata jednaka cijeni 12,5 kg zlata.

Naprijed
Sadržaj
leđa

Toplinska turbina stalnog djelovanja, u kojoj Termalna energija komprimirani i zagrijani plin (obično produkti izgaranja goriva) pretvara se u mehanički rotacijski rad na osovini; je konstruktivni element plinskoturbinskog motora.

Zagrijavanje komprimiranog plina, u pravilu, događa se u komori za izgaranje. Također je moguće provoditi grijanje u nuklearnom reaktoru itd. Prvi put su se plinske turbine pojavile god. potkraj XIX V. kao plinskoturbinskom motoru i po konstrukciji su se približili parnoj turbini. Strukturno, plinska turbina je niz pravilno raspoređenih stacionarnih rubova lopatica aparata sa mlaznicama i rotirajućih rubova rotora, koji kao rezultat tvore protočni dio. Stupanj turbine je aparat sa mlaznicom u kombinaciji s impelerom. Stupanj se sastoji od statora, koji uključuje nepokretne dijelove (kućište, lopatice mlaznica, prstenove pokrova) i rotora, koji je skup rotirajućih dijelova (kao što su lopatice rotora, diskovi, osovina).

Klasifikacija plinske turbine provodi se prema mnogima značajke dizajna: prema smjeru strujanja plina, broju stupnjeva, načinu iskorištavanja toplinske razlike i načinu dovoda plina na impeler. Po smjeru strujanja plina razlikuju se plinske turbine na aksijalne (najčešće) i radijalne te dijagonalne i tangencijalne. Kod aksijalnih plinskih turbina strujanje se u meridijanskom presjeku prenosi uglavnom duž cijele osi turbine; kod radijalnih turbina, naprotiv, okomito je na os. Radijalne turbine dijelimo na centripetalne i centrifugalne. U dijagonalnoj turbini plin teče pod određenim kutom u odnosu na os rotacije turbine. Rotor tangencijalne turbine nema lopatice; takve se turbine koriste pri vrlo niskim protokima plinova, obično u mjernim instrumentima. Plinske turbine su jednostruke, dvostupanjske i višestupanjske.

Broj stupnjeva određen je mnogim čimbenicima: namjenom turbine, njezinom konstrukcijskom shemom, ukupnom snagom i razvijenom po jednom stupnju, kao i aktiviranim padom tlaka. Prema načinu iskorištavanja raspoložive toplinske razlike razlikuju se turbine s brzinskim stupnjevima kod kojih se vrti samo protok u rotoru, bez promjene tlaka (aktivne turbine) i turbine s tlačnim stupnjevima kod kojih se tlak smanjuje i u aparatu sa mlaznicama i na lopaticama rotora (mlazne turbine). U parcijalnim plinskim turbinama, plin se do rotora dovodi po dijelu oboda aparata sapnice ili po cijelom njegovom obodu.

Kod višestupanjske turbine proces pretvorbe energije sastoji se od niza uzastopnih procesa u pojedinim stupnjevima. Komprimirani i zagrijani plin se početnom brzinom dovodi u međulopatične kanale aparata mlaznice, gdje se u procesu ekspanzije dio raspoložive toplinske kapi pretvara u kinetičku energiju izlaznog mlaza. Daljnje širenje plina i pretvaranje toplinskog pada u koristan rad događa se u međukrilnim kanalima rotora. Protok plina, djelujući na lopatice rotora, stvara okretni moment na glavnoj osovini turbine. U tom se slučaju apsolutna brzina plina smanjuje. Što je ta brzina niža, to se veći dio energije plina pretvara u mehanički rad na osovini turbine.

Učinkovitost karakterizira učinkovitost plinskih turbina, što je omjer rada preuzetog s osovine i raspoložive energije plina ispred turbine. Efektivna učinkovitost modernih višestupanjskih turbina je prilično visoka i doseže 92-94%.

Princip rada plinske turbine je sljedeći: plin se kompresorom ubrizgava u komoru za izgaranje, miješa se sa zrakom, stvara smjesu goriva i pali se. Nastali produkti izgaranja s visokom temperaturom (900-1200 °C) prolaze kroz nekoliko redova lopatica montiranih na osovini turbine i uzrokuju rotaciju turbine. Primljeno mehanička energija Osovina se preko mjenjača prenosi do generatora koji proizvodi električnu energiju.

Termalna energija plinovi koji izlaze iz turbine ulaze u izmjenjivač topline. Također, umjesto za proizvodnju električne energije, mehanička energija turbine može se koristiti za rad raznih pumpi, kompresora i sl. Najčešće korišteno gorivo za plinske turbine je prirodni plin, iako to ne može isključiti mogućnost korištenja drugih vrsta plinovitih goriva. . Ali u isto vrijeme, plinske turbine su vrlo kapriciozne i postavljaju visoke zahtjeve za kvalitetu njegove pripreme (potrebne su određene mehaničke inkluzije, vlažnost).

Temperatura plinova koji izlaze iz turbine je 450-550 °S. Kvantitativni omjer toplinske i električne energije u plinskim turbinama kreće se od 1,5:1 do 2,5:1, što omogućuje izgradnju kogeneracijskih sustava koji se razlikuju po vrsti rashladnog sredstva:

1) izravno (izravno) korištenje ispušnih vrućih plinova;
2) proizvodnja pare niskog ili srednjeg tlaka (8-18 kg/cm2) u vanjskom kotlu;
3) proizvodnja tople vode (bolje kada je potrebna temperatura veća od 140 °C);
4) proizvodnja pare pod visokim pritiskom.

Veliki doprinos razvoju plinskih turbina dali su sovjetski znanstvenici B. S. Stechkin, G. S. Zhiritsky, N. R. Briling, V. V. Uvarov, K. V. Kholshchevikov, I. I. Kirillov i dr. Stvaranje plinskih turbina za stacionarna i mobilna plinskoturbinska postrojenja postigla je strana poduzeća (švicarski Brown-Boveri, u kojem je radio poznati slovački znanstvenik A. Stodola, i Sulzer, američki General Electric i dr.).

U budućnosti razvoj plinskih turbina ovisi o mogućnosti povećanja temperature plina ispred turbine. To je zbog stvaranja novih materijala otpornih na toplinu i pouzdanih sustava hlađenja za lopatice rotora sa značajnim poboljšanjem putanje protoka itd.

Zahvaljujući širokoj tranziciji 1990-ih. prirodni plin kao glavno gorivo za proizvodnju električne energije, plinske turbine zauzele su značajan segment tržišta. Iako maksimalnu učinkovitost oprema se postiže pri kapacitetima od 5 MW i više (do 300 MW), neki proizvođači proizvode modele u rasponu od 1-5 MW.

Plinske turbine koriste se u zrakoplovstvu i elektranama.

• Prethodni: ANALIZATOR PLINOVA
• sljedeće: PLINSKI MOTOR

Kategorija: Industrija u G

Turbina je svaki rotacijski uređaj koji za proizvodnju rada koristi energiju gibajućeg radnog fluida (fluida). Tipični fluidi turbina su: vjetar, voda, para i helij. vjetrenjače a hidroelektrane već desetljećima koriste turbine za okretanje električnih generatora i proizvodnju energije za industriju i stanovanje. Jednostavne turbine poznate su mnogo duže, a prve su se pojavile u staroj Grčkoj.

U povijesti proizvodnje električne energije, međutim, same plinske turbine pojavile su se ne tako davno. Prva praktična plinska turbina počela je proizvoditi električnu energiju u Neuchatelu u Švicarskoj 1939. godine. Razvila ga je tvrtka Brown Boveri. Prva plinska turbina koja je pokretala zrakoplov također je radila 1939. u Njemačkoj, koristeći plinsku turbinu koju je dizajnirao Hans P. von Ohain. U Engleskoj 1930-ih, izum i dizajn plinske turbine Franka Whittlea doveli su do prvog leta s turbinskim pogonom 1941. godine.

Slika 1. Shema avionske turbine (a) i plinske turbine za zemaljsku upotrebu (b)

Izraz "plinska turbina" lako može dovesti u zabludu jer za mnoge označava turbinski motor koji koristi plin kao gorivo. Zapravo, plinska turbina (shematski prikazana na slici 1) ima kompresor koji opskrbljuje i komprimira plin (obično zrak); komora za izgaranje, gdje se izgaranjem goriva zagrijava stlačeni plin i sama turbina, koja izvlači energiju iz protoka vrućih, stlačenih plinova. Ova energija dovoljna je za napajanje kompresora i ostaje za korisne primjene. Plinska turbina je motor s unutarnjim izgaranjem (ICE) koji koristi kontinuirano izgaranje goriva kako bi proizveo koristan rad. U tome se turbina razlikuje od karburatorskih ili dizelskih motora s unutarnjim izgaranjem, kod kojih je proces izgaranja isprekidan.

Budući da je uporaba plinskih turbina započela 1939. godine u isto vrijeme u elektroenergetici i zrakoplovstvu, koriste se različiti nazivi za zrakoplovne i kopnene plinske turbine. Zrakoplovne plinske turbine nazivaju se turbomlazni ili avionski motori, a ostale plinske turbine nazivamo plinskoturbinskim motorima. U Engleski jezik postoji čak i više naziva za ove općenito slične motore.

Korištenje plinskih turbina

U avionskom turbomlaznom motoru, energija iz turbine pokreće kompresor koji uvlači zrak u motor. Vrući plin koji napušta turbinu izbacuje se u atmosferu kroz ispušnu mlaznicu, čime se stvara potisak. Na sl. Slika 1a prikazuje shemu turbomlaznog motora.

Slika 2. Shematski prikaz avionskog turbomlaznog motora.

Tipični turbomlazni motor prikazan je na sl. 2. Takvi motori stvaraju potisak od 45 kgf do 45 000 kgf s vlastitom težinom od 13 kg do 9 000 kg. Najmanji motori pokreću krstareće rakete, a najveći - ogromne letjelice. Plinska turbina na sl. 2 je turboventilatorski motor s kompresorom velikog promjera. Potisak stvara i zrak koji usisava kompresor i zrak koji prolazi kroz samu turbinu. Motor je velik i sposoban generirati veliki potisak pri malim brzinama uzlijetanja, što ga čini najprikladnijim za komercijalne zrakoplove. Turbomlazni motor nema ventilator i potisak stvara zrakom koji u potpunosti prolazi kroz plinski put. Turbomlazni motori imaju male prednje dimenzije i proizvode najveći potisak na velike brzine, što ih čini najprikladnijima za upotrebu na borbenim zrakoplovima.

U nezrakoplovnim plinskim turbinama dio energije iz turbine koristi se za pogon kompresora. Preostala energija - "korisna energija" oduzima se s osovine turbine na uređaju za iskorištavanje energije kao što je električni generator ili brodski propeler.

Tipična kopnena plinska turbina prikazana je na sl. 3. Takve instalacije mogu generirati energiju od 0,05 MW do 240 MW. Postavljanje prikazano na sl. 3 je plinska turbina izvedena iz zrakoplova, ali lakša. Teže jedinice dizajnirane su posebno za upotrebu na zemlji i nazivaju se industrijskim turbinama. Dok se turbine iz zrakoplova sve više koriste kao primarni generatori energije, još uvijek se najčešće koriste kao kompresori za pumpanje prirodnog plina, pogon brodova i koriste se kao dodatni generatori energije tijekom razdoblja najveće potražnje. Generatori plinske turbine mogu se brzo uključiti, opskrbljujući energijom kada je najpotrebnija.

Slika 3. Najjednostavnija, jednostupanjska, kopnena plinska turbina. Na primjer, u energetici. 1 - kompresor, 2 - komora za izgaranje, 3 - turbina.

Najvažnije prednosti plinske turbine su:

1. U stanju je generirati puno energije uz relativno malu veličinu i težinu.
2. Plinska turbina radi u stalnom načinu vrtnje, za razliku od klipnih motora koji rade sa stalno promjenjivim opterećenjem. Stoga turbine traju dugo i zahtijevaju relativno malo održavanja.
3. Iako se plinska turbina pokreće pomoću pomoćne opreme poput elektromotora ili druge plinske turbine, pokretanje traje nekoliko minuta. Usporedbe radi, vrijeme pokretanja parne turbine mjeri se u satima.
4. Plinska turbina može koristiti različita goriva. Velike kopnene turbine obično koriste prirodni plin, dok zrakoplovne turbine obično koriste lake destilate (kerozin). Također se može koristiti dizelsko gorivo ili posebno tretirano loživo ulje. Također je moguće koristiti zapaljive plinove iz procesa pirolize, rasplinjavanja i prerade nafte, kao i bioplin.
5. Tipično, plinske turbine koriste atmosferski zrak kao radni fluid. Kada proizvodi električnu energiju, plinska turbina ne treba rashladno sredstvo (kao što je voda).

U prošlosti je jedan od glavnih nedostataka plinskih turbina bila niska učinkovitost u usporedbi s drugim ICE-ovima ili parne turbine elektrane. Međutim, tijekom proteklih 50 godina, poboljšanja u njihovom dizajnu povećala su toplinsku učinkovitost sa 18% 1939. godine na plinskoj turbini Neuchatel na trenutnu učinkovitost od 40% u jednostavnom ciklusu rada i oko 55% u kombiniranom ciklusu (više o tome u nastavku). . U budućnosti će se učinkovitost plinskih turbina još više povećati, a očekuje se da će učinkovitost porasti na 45-47% u jednostavnom ciklusu i do 60% u kombiniranom ciklusu. Ove očekivane učinkovitosti znatno su veće od ostalih uobičajenih motora kao što su parne turbine.

Ciklusi plinske turbine

Dijagram sekvence pokazuje što se događa kada zrak ulazi, prolazi kroz plinski put i izlazi iz plinske turbine. Tipično, ciklogram pokazuje odnos između volumena zraka i tlaka u sustavu. Na sl. Slika 4a prikazuje Braytonov ciklus, koji prikazuje promjenu svojstava fiksnog volumena zraka koji prolazi kroz plinsku turbinu tijekom njezina rada. Ključna područja ovog ciklograma također su prikazana u shematskom prikazu plinske turbine na sl. 4b.

Slika 4a. Braytonov ciklusni dijagram P-V koordinate za radni fluid, prikazujući tokove rada (W) i topline (Q).

Slika 4b. Shematski prikaz plinske turbine koji prikazuje točke iz Braytonovog ciklusnog dijagrama.

Zrak se komprimira od točke 1 do točke 2. Tlak plina raste dok se volumen plina smanjuje. Zrak se zatim zagrijava pri konstantnom tlaku od točke 2 do točke 3. Ta se toplina proizvodi uvođenjem goriva u komoru za izgaranje i kontinuiranim izgaranjem.

Vrući komprimirani zrak iz točke 3 počinje se širiti između točaka 3 i 4. Tlak i temperatura u tom intervalu padaju, a volumen plina raste. U motoru na Sl. 4b, to je predstavljeno protokom plina od točke 3 kroz turbinu do točke 4. To proizvodi energiju koja se zatim može koristiti. Na sl. 1a, protok je usmjeren od točke 3" do točke 4 kroz izlaznu mlaznicu i proizvodi potisak. "Korisni rad" na slici 4a prikazan je krivuljom 3'-4. To je energija koja može pokrenuti pogonsku osovinu zemaljska turbina ili stvaranje potiska za zrakoplovni motor Ciklus Brighton završava na slici 4 procesom u kojem se volumen i temperatura zraka smanjuju kako se toplina oslobađa u atmosferu.

Slika 5. Sustav zatvorene petlje.

Većina plinskih turbina radi u otvorenom ciklusu. U otvorenom krugu, zrak se uzima iz atmosfere (točka 1 na slikama 4a i 4b) i izbacuje natrag u atmosferu u točki 4, tako da se vrući plin hladi u atmosferi nakon što se ispusti iz motora. U plinskoj turbini koja radi u zatvorenom ciklusu radni fluid (tekućina ili plin) stalno se koristi za hlađenje ispušnih plinova (u točki 4) u izmjenjivaču topline (shematski prikazan na sl. 5) i šalje se na ulaz kompresora . Budući da se zatvoreni volumen koristi sa ograničen broj plin, turbina zatvorenog ciklusa nije motor s unutarnjim izgaranjem. U sustavu zatvorenog ciklusa izgaranje se ne može održati i konvencionalna komora za izgaranje zamijenjena je sekundarnim izmjenjivačem topline koji zagrijava komprimirani zrak prije nego što uđe u turbinu. Toplinu osigurava vanjski izvor, poput nuklearnog reaktora, peći s fluidiziranim slojem na ugljen ili drugog izvora topline. Predloženo je korištenje plinskih turbina zatvorenog ciklusa u letovima na Mars i drugim dugotrajnim svemirskim letovima.

Plinska turbina koja je projektirana i radi prema Brysonovom ciklusu (slika 4) naziva se plinska turbina jednostavnog ciklusa. Većina plinskih turbina u zrakoplovima radi na jednostavnom ciklusu kako bi težina i prednja dimenzija motora bili što manji. Međutim, za korištenje kopna ili mora postaje moguće dodati dodatna oprema turbini s jednostavnim ciklusom za povećanje učinkovitosti i/ili snage motora. Koriste se tri vrste modifikacija: regeneracija, međuhlađenje i dvostruko grijanje.

Regeneracija predviđa ugradnju izmjenjivača topline (rekuperator) na putu ispušnih plinova (točka 4 na sl. 4b). Komprimirani zrak iz točke 2 na sl. 4b prethodno se zagrijava na izmjenjivaču topline ispušnim plinovima prije ulaska u komoru za izgaranje (slika 6a).

Ako je regeneracija dobro provedena, odnosno da je učinkovitost izmjenjivača topline velika, a pad tlaka u njemu mali, učinkovitost će biti veća nego kod jednostavnog turbinskog ciklusa. No treba uzeti u obzir i cijenu regeneratora. Regeneratori su korišteni u plinskoturbinskim motorima u tenkovima Abrams M1 - glavni bojni tenk operacija "Pustinjska oluja" i u eksperimentalnim plinskoturbinskim motorima automobila. Plinske turbine s regeneracijom povećavaju učinkovitost za 5-6%, a učinkovitost im je još veća pri djelomičnom opterećenju.

Međuhlađenje također uključuje korištenje izmjenjivača topline. Međuhladnjak (intercooler) hladi plin tijekom njegove kompresije. Na primjer, ako se kompresor sastoji od dva modula, visokotlačnog i niskotlačnog, između njih treba postaviti međuhladnjak kako bi se ohladio protok plina i smanjio rad potreban za kompresiju u visokotlačnom kompresoru (slika 6b). Rashladno sredstvo može biti atmosferski zrak (tzv. hladnjaci zraka) ili voda (npr. morska voda u brodskoj turbini). Lako je pokazati da se snaga plinske turbine s dobro dizajniranim međuhladnjakom povećava.

dvostruko grijanje koristi se u turbinama i način je povećanja izlazne snage turbine bez promjene rada kompresora ili povećanja radne temperature turbine. Ako plinska turbina ima dva modula, visokotlačni i niskotlačni, tada se pregrijač (obično druga komora za izgaranje) koristi za ponovno zagrijavanje protoka plina između visokotlačne i niskotlačne turbine (slika 6c). Može povećati izlaznu snagu za 1-3%. Dvostruko grijanje u zrakoplovnim turbinama ostvaruje se dodavanjem naknadnog izgaranja na mlaznici turbine. To povećava trakciju, ali značajno povećava potrošnju goriva.

Elektrana s plinskom turbinom kombiniranog ciklusa često se zove skraćenica CCGT. Kombinirani ciklus znači elektranu u kojoj se plinska turbina i parna turbina koriste zajedno kako bi se postigla veća učinkovitost nego kada se koriste odvojeno. Plinska turbina pokreće električni generator. Ispušni plinovi turbine koriste se za proizvodnju pare u izmjenjivaču topline, ta para pokreće parnu turbinu koja također proizvodi električnu energiju. Ako se za grijanje koristi para, postrojenje se naziva kogeneracijska elektrana. Drugim riječima, u Rusiji se često koristi kratica CHP (Heat and Power Plant). Ali u kogeneracijskim postrojenjima u pravilu ne rade plinske turbine, već obične parne turbine. I iskorištena para se koristi za grijanje, tako da CHP i CHP nisu sinonimi. Na sl. Slika 7 je pojednostavljeni dijagram kogeneracijske elektrane, koji prikazuje dva serijski postavljena toplinska motora. Gornji motor je plinska turbina. Prenosi energiju donjem stroju – parnoj turbini. Parna turbina zatim prenosi toplinu na kondenzator.

Slika 7. Dijagram elektrane kombiniranog ciklusa.

Učinkovitost kombiniranog ciklusa \(\nu_(cc) \) može se predstaviti prilično jednostavnim izrazom: \(\nu_(cc) = \nu_B + \nu_R - \nu_B \times \nu_R \) Drugim riječima, to je zbroj učinkovitosti svake od faza minus njihov rad. Ova jednadžba pokazuje zašto je kogeneracija tako učinkovita. Pretpostavimo da je \(\nu_B = 40%\) razumna gornja granica za učinkovitost plinske turbine Braytonovog ciklusa. Razumna procjena učinkovitosti parne turbine koja radi po Rankineovom ciklusu u drugom stupnju kogeneracije je \(\nu_R = 30% \). Zamjenom ovih vrijednosti u jednadžbu dobivamo: \(\nu_(cc) = 0,40 + 0,30 - 0,40 \puta 0,3 = 0,70 - 0,12 = 0,58 \). To jest, učinkovitost takvog sustava bit će 58%.

To je gornja granica učinkovitosti kogeneracijske elektrane. Praktična učinkovitost bit će manja zbog neizbježnog gubitka energije između stupnjeva. Praktički u kogeneracijskim sustavima puštenim u rad u posljednjih godina postigla učinkovitost od 52-58%.

Komponente plinske turbine

Rad plinske turbine najbolje je raščlaniti na tri podsustava: kompresor, komora za izgaranje i turbina, kao što je prikazano na sl. 1. Zatim ćemo ukratko pregledati svaki od ovih podsustava.

Kompresori i turbine

Kompresor je zajedničkom osovinom povezan s turbinom kako bi turbina mogla okretati kompresor. Plinska turbina s jednom osovinom ima jednu osovinu koja povezuje turbinu i kompresor. Plinska turbina s dva vratila (sl. 6b i 6c) ima dva konusna vratila. Dulji je spojen na niskotlačni kompresor i niskotlačnu turbinu. Rotira unutar kraće šuplje osovine koja povezuje visokotlačni kompresor s visokotlačnom turbinom. Osovina koja spaja turbinu i visokotlačni kompresor vrti se brže od osovine turbine i niskotlačnog kompresora. Plinska turbina s tri osovine ima treću osovinu koja povezuje turbinu i srednjetlačni kompresor.

Plinske turbine mogu biti centrifugalne, aksijalne ili kombinirane. Centrifugalni kompresor, u kojem komprimirani zrak izlazi oko vanjskog perimetra stroja, pouzdan je, obično košta manje, ali je ograničen na omjer kompresije od 6-7 prema 1. U prošlosti su bili široko korišteni i koriste se i danas u malim plinskim turbinama.

U učinkovitijim i produktivnijim aksijalnim kompresorima komprimirani zrak izlazi duž osi mehanizma. Ovo je najčešći tip plinskog kompresora (vidi slike 2 i 3). Centrifugalni kompresori sastoje se od velikog broja identičnih sekcija. Svaka sekcija sadrži rotirajući kotač s lopaticama turbine i kotač s fiksnim lopaticama (statori). Sekcije su raspoređene na takav način da komprimirani zrak uzastopno prolazi kroz svaku sekciju, dajući dio svoje energije svakoj od njih.

Turbine imaju jednostavniji dizajn od kompresora, budući da je teže sabiti protok plina nego izazvati njegovo širenje natrag. Aksijalne turbine poput onih prikazanih na sl. 2 i 3 imaju manje sekcija nego centrifugalni kompresor. Postoje male plinske turbine koje koriste centrifugalne turbine (s radijalnim ubrizgavanjem plina), ali aksijalne turbine su najčešće.

Projektiranje i proizvodnja turbine je teško jer je potrebno produžiti životni vijek komponenti u struji vrućeg plina. Pitanje pouzdanosti dizajna najkritičnije je u prvom stupnju turbine, gdje su temperature najviše. Posebni materijali i sofisticirani sustav hlađenja koriste se za izradu turbinskih lopatica koje se tope na temperaturi od 980-1040 stupnjeva Celzijusa u struji plina čija temperatura doseže 1650 stupnjeva Celzijusa.

Komora za izgaranje

Uspješan dizajn komore za izgaranje mora zadovoljiti mnoge zahtjeve, a njegov pravilan dizajn bio je izazov još od vremena Whittleovih i von Ohinovih turbina. Relativna važnost svakog od zahtjeva za komoru za izgaranje ovisi o primjeni turbine i, naravno, neki zahtjevi su u sukobu jedni s drugima. Pri projektiranju komore za izgaranje kompromisi su neizbježni. Većina zahtjeva za dizajn odnosi se na cijenu, učinkovitost i ekološku prihvatljivost motora. Ovdje je popis osnovnih zahtjeva za komoru za izgaranje:

1. Visoka učinkovitost izgaranja goriva u svim radnim uvjetima.
2. Niska emisija goriva i ugljičnog monoksida (ugljičnog monoksida), niska emisija dušikovog oksida pod teškim opterećenjem i bez vidljivih emisija dima (minimiziranje onečišćenja okoliša).
3. Mali pad tlaka kada plin prolazi kroz komoru za izgaranje. Gubitak tlaka od 3-4% tipičan je pad tlaka.
4. Izgaranje mora biti stabilno u svim načinima rada.
5. Izgaranje mora biti stabilno pri vrlo niskim temperaturama i niskom tlaku na velikoj visini (za zrakoplovne motore).
6. Gorenje treba biti ravnomjerno, bez pulsiranja ili smetnji.
7. Temperatura mora biti stabilna.
8. Dug životni vijek (tisuće sati), posebno za industrijske turbine.
9. Upotrebljivost različiti tipovi gorivo. Kopnene turbine obično koriste prirodni plin ili dizelsko gorivo. Za zrakoplovne kerozinske turbine.
10. Duljina i promjer komore za izgaranje moraju odgovarati veličini sklopa motora.
11. Ukupni trošak posjedovanja komore za izgaranje trebao bi biti minimalan (to uključuje početne troškove, troškove rada i održavanja).
12. Komora za izgaranje zrakoplovnih motora mora imati minimalnu težinu.

Komora za izgaranje sastoji se od najmanje tri glavna dijela: plašta, plamene cijevi i sustava za ubrizgavanje goriva. Oklop mora izdržati radni tlak i može biti dio dizajna plinske turbine. Omotač zatvara plamenu cijev relativno tankih stijenki u kojoj se odvija izgaranje i sustav za ubrizgavanje goriva.

U usporedbi s drugim vrstama motora, poput dizelskih i klipnih automobilskih motora, plinske turbine proizvode najmanje onečišćivača zraka po jedinici snage. Među emisijama iz plinskih turbina, neizgorjelo gorivo, ugljični monoksid ( ugljični monoksid), dušikovi oksidi (NOx) i dim. Iako je doprinos zrakoplovnih turbina ukupnoj emisiji onečišćujućih tvari manji od 1%, emisije izravno u troposferu su se udvostručile između 40 i 60 stupnjeva sjeverne zemljopisne širine, uzrokujući povećanje koncentracije ozona od 20%. U stratosferi gdje lete nadzvučni zrakoplovi, emisije NOx uzrokuju oštećenje ozona. Oba su učinka štetna. okoliš, stoga je smanjenje dušikovih oksida (NOx) u emisijama zrakoplovnih motora ono što se treba dogoditi u 21. stoljeću.

Ovo je prilično kratak članak koji pokušava pokriti sve aspekte primjene turbina, od zrakoplovstva do energetike, bez oslanjanja na formule. Za bolje upoznavanje s temom mogu preporučiti knjigu "Plinske turbine u željezničkom prometu" http://tapemark.narod.ru/turbo/index.html. Ako izostavimo poglavlja vezana uz specifičnosti korištenja turbina na željeznička pruga– knjiga je još uvijek vrlo jasna, ali puno detaljnija.

Razvoj novih vrsta plinskih turbina, rastuća potražnja za plinom u usporedbi s drugim vrstama goriva, veliki planovi industrijskih potrošača za stvaranjem vlastitih kapaciteta uzrokuju sve veći interes za izgradnju plinskih turbina.

R Tržište male proizvodnje ima velike izglede za razvoj. Stručnjaci predviđaju povećanje potražnje za distribuiranom energijom s 8% (trenutačno) na 20% (do 2020. godine). Ovaj trend se objašnjava relativno niskom tarifom za električnu energiju (2-3 puta nižom od tarife za električnu energiju iz centralizirane mreže). Osim toga, prema Maximu Zagornovu, članu Glavnog vijeća, " Poslovna Rusija”, predsjednik Udruge male energetike Urala, direktor Grupe tvrtki MKS, mala proizvodnja je pouzdanija od mreže: u slučaju nesreće na vanjskoj mreži, opskrba električnom energijom ne prestaje . Dodatna prednost decentralizirane energije je brzina puštanja u pogon: 8-10 mjeseci, za razliku od 2-3 godine za izradu i spajanje mrežnih vodova.

Denis Čerepanov, supredsjednik odbora za energetiku Delovaya Rossiya, tvrdi da budućnost pripada vlastitoj generaciji. Prema Sergeju Yesyakovu, prvom zamjeniku predsjednika Odbora Državne dume za energetiku, u slučaju distribuirane energije u lancu energija-potrošač, potrošač je, a ne energetski sektor, odlučujuća karika. Vlastitom proizvodnjom električne energije potrošač deklarira potrebne kapacitete, konfiguracije pa čak i vrstu goriva, štedeći pritom na cijeni kilovata primljene energije. Između ostalog, stručnjaci smatraju da se dodatne uštede mogu ostvariti ako elektrana radi u kogeneracijskom načinu rada: iskorištena toplinska energija koristit će se za grijanje. Tada će se razdoblje povrata investicije proizvodne elektrane značajno smanjiti.

Područje distribuirane energije koja se najaktivnije razvija je izgradnja elektrana na plinske turbine mala snaga. Elektrane s plinskim turbinama dizajnirane su za rad u svim klimatskim uvjetima kao glavni ili rezervni izvor električne energije i topline za industrijske i kućanske objekte. Korištenje takvih elektrana u udaljenim područjima omogućuje vam značajne uštede uklanjanjem troškova izgradnje i rada dugih dalekovoda, au središnjim područjima - povećanje pouzdanosti opskrbe električnom i toplinskom energijom kako pojedinačnih poduzeća i organizacija, tako i teritorija. u cjelini. Razmotrite neke plinske turbine i plinske turbinske jedinice koje nude poznati proizvođači za izgradnju plinskih turbinskih elektrana na ruskom tržištu.

General Electric

Rješenja vjetroturbina tvrtke GE vrlo su pouzdana i prikladna za primjenu u širokom rasponu industrija, od nafte i plina do komunalnih usluga. Konkretno, GE plinske turbine iz obitelji LM2500 s kapacitetom od 21 do 33 MW i učinkovitošću do 39% aktivno se koriste u maloj proizvodnji. LM2500 se koristi kao mehanički pogon i pogon generatora električne energije, rade u elektranama u jednostavnom, kombiniranom ciklusu, kogeneracijskom načinu rada, offshore platformama i cjevovodima.

Posljednjih 40 godina GE turbine ove serije bile su najprodavanije turbine u svojoj klasi. Ukupno je u svijetu ugrađeno više od 2000 turbina ovog modela s ukupnim vremenom rada većim od 75 milijuna sati.

Ključne značajke turbina LM2500: lagan i kompaktan dizajn za brzu ugradnju i jednostavno održavanje; pristup puna moć od trenutka lansiranja za 10 minuta; visoka učinkovitost (u jednostavnom ciklusu), pouzdanost i dostupnost u svojoj klasi; mogućnost korištenja dvogorivnih komora za izgaranje destilata i prirodnog plina; mogućnost korištenja kerozina, propana, koksnog plina, etanola i LNG-a kao goriva; niske emisije NOx korištenjem DLE ili SAC komora za izgaranje; faktor pouzdanosti - više od 99%; faktor spremnosti - više od 98%; Emisije NOx - 15 ppm (DLE modifikacija).

Pružiti klijentima pouzdanu podršku u cijelom razdoblju životni ciklus oprema za proizvodnju GE je otvorio specijalizirani energetski tehnološki centar u Kalugi. Kupcima nudi najsuvremenija rješenja za održavanje, pregled i popravak plinskih turbina. Tvrtka ima implementiran sustav upravljanja kvalitetom u skladu s ISO standard 9001.

Kawasaki Heavy Industries

Japanska tvrtka Kawasaki Heavy Industries, Ltd. (KHI) je diverzificirana inženjerska tvrtka. važno mjesto u njoj proizvodni program zauzimaju plinske turbine.

Godine 1943. Kawasaki je stvorio prvi japanski plinski turbinski motor i danas je jedan od svjetski priznatih lidera u proizvodnji plinskih turbina male i srednje snage, sakupivši reference za više od 11.000 instalacija.

Uz ekološku prihvatljivost i učinkovitost kao prioritet, tvrtka je napravila velike korake u razvoju tehnologija plinskih turbina i aktivno je obećavajući razvoj događaja, uključujući u području novih izvora energije kao alternative fosilnim gorivima.

S dobrim iskustvom u kriogenim tehnologijama, tehnologijama proizvodnje, skladištenja i transporta ukapljenih plinova, Kawasaki aktivno istražuje i razvija se na području korištenja vodika kao goriva.

Konkretno, tvrtka već ima prototipove turbina koje koriste vodik kao dodatak gorivu od metana. U budućnosti se očekuju turbine kojima će, energetski mnogo učinkovitiji i apsolutno ekološki prihvatljiviji, vodik zamijeniti ugljikovodike.

GTU Kawasaki GPB serija dizajnirani su za rad pod osnovnim opterećenjem, uključujući sheme paralelne i izolirane mrežne interakcije, dok se raspon snage temelji na strojevima od 1,7 do 30 MW.

U ponudi modela postoje turbine koje koriste ubrizgavanje pare za suzbijanje štetnih emisija i koriste DLE tehnologiju koju su modificirali inženjeri tvrtke.

Električna učinkovitost, ovisno o proizvodnom ciklusu i snazi, od 26,9% za GPB17 i GPB17D (turbine M1A-17 i M1A-17D) do 40,1% za GPB300D (turbina L30A). Električna snaga - od 1700 do 30 120 kW; toplinska snaga - od 13.400 do 8970 kJ / kWh; temperatura ispušnih plinova - od 521 do 470 ° C; potrošnja ispušnih plinova - od 29,1 do 319,4 tisuća m3 / h; NOx (pri 15% O2) - 9/15 ppm za plinske turbine M1A-17D, M7A-03D, 25 ppm za turbinu M7A-02D i 15 ppm za turbine L20A i L30A.

Što se tiče učinkovitosti, Kawasaki plinske turbine, svaka u svojoj klasi, ili su svjetski lider ili jedan od vodećih. Ukupna toplinska učinkovitost energetskih jedinica u kogeneracijskim konfiguracijama doseže 86-87%. Tvrtka proizvodi niz GTU-ova u verzijama s dvostrukim gorivom (prirodni plin i tekuće gorivo) s automatskim prebacivanjem. Na ruski potrošači V trenutno Najtraženija su tri modela plinskih turbina - GPB17D, GPB80D i GPB180D.

Kawasaki plinske turbine odlikuju se: visokom pouzdanošću i dugim vijekom trajanja; kompaktan dizajn, što je posebno privlačno kod zamjene opreme postojećih proizvodnih objekata; jednostavnost održavanja zahvaljujući dizajnu podijeljenog tijela, uklonjivim plamenicima, optimalno postavljenim kontrolnim otvorima itd., što pojednostavljuje pregled i održavanje, uključujući i od strane korisničkog osoblja;

Ekološka prihvatljivost i ekonomičnost. Komore za izgaranje Kawasaki turbina dizajnirane su korištenjem najnaprednijih metoda za optimizaciju procesa izgaranja i postizanje najbolje učinkovitosti turbine, kao i smanjenje NOx i drugih štetnih tvari u ispušnim plinovima. Učinkovitost zaštite okoliša također je poboljšana upotrebom napredne tehnologije za suzbijanje ispušnih plinova (DLE);

Mogućnost korištenja širokog spektra goriva. Mogu se koristiti prirodni plin, kerozin, dizelsko gorivo, laka loživa ulja tipa A, kao i prateći naftni plin;

Pouzdana usluga nakon prodaje. Visoka razina usluge, uključujući besplatni online sustav praćenja (TechnoNet) s izvješćima i prognozama, tehničku podršku visokokvalificiranog osoblja i zamjenu motora plinske turbine tijekom remont(vrijeme zastoja GTU-a smanjeno je na 2-3 tjedna) itd.

U rujnu 2011. Kawasaki je predstavio najsuvremeniji sustav komore za izgaranje koji je smanjio emisije NOx na manje od 10 ppm za plinski turbinski motor M7A-03, čak niže nego što zahtijevaju trenutni propisi. Jedan od pristupa tvrtke dizajnu je stvaranje nova tehnologija, koji ispunjava ne samo moderne, već i buduće, strože zahtjeve za ekološku učinkovitost.

Visoko učinkovita plinska turbina GPB50D od 5 MW s turbinom Kawasaki M5A-01D koristi najnovije dokazane tehnologije. Visoka učinkovitost postrojenja čini ga optimalnim za električnu energiju i kogeneraciju. Također, kompaktni dizajn GPB50D ima posebnu prednost pri nadogradnji postojećih postrojenja. Nazivna električna učinkovitost od 31,9% najbolja je u svijetu među postrojenjima od 5 MW.

Turbina M1A-17D korištenjem komore za izgaranje originalni dizajn Suha niska emisija (DLE) ima izvrsnu ekološku učinkovitost (NOx< 15 ppm) и эффективности.

Ultramala težina turbine (1470 kg), najniža u klasi, posljedica je raširene upotrebe kompozitnih materijala i keramike od kojih su, primjerice, izrađene lopatice impelera. Keramika je otpornija na rad na povišenim temperaturama, manje je sklona onečišćenju od metala. Plinska turbina ima električnu učinkovitost blizu 27%.

U Rusiji je do sada Kawasaki Heavy Industries, Ltd. realizirao niz uspješnih projekata u suradnji s ruskim tvrtkama:

Mini-TE "Central" u Vladivostoku

Po nalogu JSC "Dalekoistočna energija društvo za upravljanje(JSC DVEUK) Isporučeno je 5 GTU GPB70D (M7A-02D) za TE Tsentralnaya. Stanica opskrbljuje električnom i toplinskom energijom potrošače u središnjem dijelu razvoja otoka Russky i kampusa Dalekoistočnog federalnog sveučilišta. TPP Centralnaya je prvi energetski objekt u Rusiji s Kawasaki turbinama.

Mini-CHP "Oceanarium" u Vladivostoku

Ovaj projekt također je proveo JSC "DVEUK" za napajanje znanstvenog i obrazovnog kompleksa "Primorsky Oceanarium" koji se nalazi na otoku. Isporučene su dvije plinske turbine GPB70D.

GTU proizvodi Kawasaki u Gazprom PJSC

Kawasakijev ruski partner, MPP Energotechnika LLC, na temelju plinske turbine M1A-17D, proizvodi kontejnersku elektranu Korvette 1.7K za ugradnju na otvorenim prostorima s rasponom temperature okoline od -60 do + 40 °C.

U okviru sporazuma o suradnji razvijeni su i proizvodna postrojenja MPP Energotechnika montirala je pet EGTEPS KORVET-1.7K. Područja odgovornosti tvrtki u Ovaj projekt raspoređeno na sljedeći način: Kawasaki isporučuje plinski turbinski motor M1A-17D i upravljačke sustave turbine, Siemens AG isporučuje visokonaponski generator. MPP Energotechnika doo proizvodi blok kontejner, uređaj za ispuh i dovod zraka, sustav upravljanja agregatom (uključujući i sustav uzbude SHUVGM), elektro opremu - glavnu i pomoćnu, kompletira sve sustave, montira i isporučuje kompletnu elektranu, te prodaje APCS.

EGTES Korvet-1.7K prošao je međuodjelske testove i preporučuje se za upotrebu u objektima Gazprom PJSC. Jedinicu plinske turbine razvila je MPP Energotechnika LLC prema projektnom zadatku PJSC Gazprom u okviru Programa znanstvene i tehničke suradnje PJSC Gazprom i Agencije prirodni resursi i energije u Japanu.

Turbina za CCGT 10 MW na NRU MPEI

Kawasaki Heavy Industries Ltd., proizveo je i isporučio kompletno postrojenje plinske turbine GPB80D od 7,8 MW za National Istraživačko sveučilište"MPEI", koji se nalazi u Moskvi. CHP MPEI je praktična obuka i, generirajući električnu i toplinsku energiju u industrijskim razmjerima, pruža im sam Moskovski elektrotehnički institut i opskrbljuje ih komunalnim mrežama Moskve.

Proširenje geografije projekata

Kawasaki je, skrećući pozornost na prednosti razvoja lokalne energije u smjeru distribuirane proizvodnje, predložio početak provedbe projekata korištenjem plinskih turbina minimalnog kapaciteta.

Mitsubishi Hitachi Power Systems

Raspon modela turbina H-25 predstavljen je u rasponu snage od 28-41 MW. Kompletan paket proizvodnje turbina, uključujući istraživanje i razvoj i centar za daljinsko praćenje, provodi MHPS (Mitsubishi Hitachi Power Systems Ltd.) u tvornici u Hitachiju u Japanu. Njegovo formiranje pada u veljači 2014. godine spajanjem proizvodnih sektora priznatih lidera u strojarstvu Mitsubishi Heavy Industries Ltd. i Hitachi Ltd.

Modeli H-25 naširoko se koriste diljem svijeta i za rad s jednostavnim ciklusom zbog visoke učinkovitosti (34-37%) i za kombinirani ciklus u konfiguraciji 1x1 i 2x1 s učinkovitošću od 51-53%. Uz visoke temperaturne pokazatelje ispušnih plinova, GTU se također uspješno dokazao radom u kogeneracijskom načinu rada s ukupnom učinkovitošću postrojenja većom od 80%.

Dugogodišnja stručnost u proizvodnji plinskih turbina za širok raspon kapaciteta i dobro promišljen dizajn jednoosovinske industrijske turbine izdvajaju N-25 visokom pouzdanošću s faktorom dostupnosti opreme od više od 99%. Ukupno vrijeme rada modela premašilo je 6,3 milijuna sati u drugoj polovici 2016. Moderna plinska turbina izrađena je s horizontalnim aksijalnim rascjepom, što osigurava jednostavnost održavanja, kao i mogućnost zamjene dijelova vrućeg puta na mjesto rada.

Protustrujna cjevasto-prstenasta komora za izgaranje osigurava stabilno izgaranje na raznim vrstama goriva, kao što su prirodni plin, dizelsko gorivo, ukapljeni naftni plin, dimni plinovi, koksni plin itd. predmiješanje mješavine plina i zraka (DLN). Plinskoturbinski motor H-25 je 17-stupanjski aksijalni kompresor povezan s trostupanjskom aktivnom turbinom.

Primjer pouzdanog rada N-25 GTU u malim proizvodnim postrojenjima u Rusiji je rad u sklopu kogeneracijske jedinice za vlastite potrebe tvornice JSC Ammonii u Mendelejevsku, Republika Tatarstan. Kogeneracijska jedinica daje proizvodnom mjestu 24 MW električne energije i 50 t/h pare (390°C / 43 kg/cm3). U studenom 2017. godine na gradilištu je uspješno obavljen prvi pregled sustava izgaranja turbine, čime je potvrđen pouzdan rad komponenti i sklopova stroja na visokim temperaturama.

U sektoru nafte i plina, N-25 GTU-ovi su korišteni za rad Sakhalin II Onshore Processing Facility (OPF) lokacije Sakhalin Energy Investment Company, Ltd. OPF se nalazi 600 km sjeverno od Južno-Sahalinska u kopnenom području offshore plinovoda i jedan je od najvažnijih objekata tvrtke odgovoran za pripremu plina i kondenzata za naknadni prijenos cjevovodom do terminala za izvoz nafte i LNG postrojenja. Tehnološki kompleks uključuje četiri plinske turbine N-25, koje su u komercijalnom radu od 2008. Kogeneracijska jedinica temeljena na N-25 GTU maksimalno je integrirana u integrirani elektroenergetski sustav OPF-a, posebno toplina iz ispušnih plinova turbina služi za zagrijavanje sirove nafte za potrebe prerade nafte .

Siemens Industrial Gas Turbine Generator Sets (u daljnjem tekstu GTU) pomoći će u suočavanju s poteškoćama tržišta distribuirane proizvodnje koja se dinamično razvija. GTU s jediničnom nazivnom snagom od 4 do 66 MW u potpunosti ispunjavaju visoke zahtjeve u području industrijske kombinirane proizvodnje električne energije, u smislu učinkovitosti postrojenja (do 90%), operativne pouzdanosti, fleksibilnosti usluge i ekološke prihvatljivosti, osiguravajući niske troškove životnog ciklusa i visok povrat ulaganja. Siemens ima više od 100 godina iskustva u izgradnji industrijskih plinskih turbina i termoelektrana temeljenih na njima.

Siemens GTU u rasponu od 4 do 66 MW koriste mala komunalna poduzeća, neovisni proizvođači električne energije (npr. industrijska postrojenja) te industrija nafte i plina. Korištenje tehnologija za distribuiranu proizvodnju električne energije s kombiniranom proizvodnjom toplinske energije omogućuje odbijanje ulaganja u mnogo kilometara dalekovoda, minimizirajući udaljenost između izvora energije i objekta koji ga troši, kako bi se postigle ozbiljne uštede troškova pokrivanjem grijanje industrijska poduzeća te infrastrukturnih objekata putem povrata topline. Standardna Mini-TE temeljena na Siemens GTU može se izgraditi bilo gdje gdje postoji pristup izvoru goriva ili njegova brza opskrba.

SGT-300 je industrijska plinska turbina s nazivnom električnom snagom od 7,9 MW (vidi tablicu 1), koja kombinira jednostavan, pouzdan dizajn s najnovijom tehnologijom.

Tablica 1. Specifikacije SGT-300 za mehanički pogon i proizvodnju energije

Proizvodnja energije		mehanički pogon
	7,9 MW	8 MW	9 MW
Snaga u ISO
	Prirodni plin / tekuće gorivo / dvojno gorivo i ostala goriva na upit; Automatska promjena goriva s glavnog na rezervno, pri bilo kojem opterećenju
Oud. potrošnja topline	11,773 kJ/kWh	10,265 kJ/kWh	10,104 kJ/kWh
Brzina pogonske turbine		5.750 - 12.075 o/min	5.750 - 12.075 o/min
Omjer kompresije
Potrošnja ispušnih plinova
Temperatura ispušnih plinova	542°C (1,008°F)	491°C (916°F)	512°C (954°F)
emisije NOX Plinsko gorivo s DLE sustavom

1) Električni 2) Montiran na osovinu

Riža. 1. Struktura plinskog generatora SGT-300

Za industrijsku proizvodnju električne energije koristi se jednoosovinska verzija plinske turbine SGT-300 (vidi sliku 1). Idealan je za kombiniranu proizvodnju topline i električne energije (CHP). Plinska turbina SGT-300 je industrijska plinska turbina, izvorno dizajnirana za proizvodnju i ima sljedeće operativne prednosti za operativne organizacije:

Električna učinkovitost - 31%, što je u prosjeku 2-3% više od učinkovitosti plinskih turbina manje snage, zbog više visoka vrijednost Postignuta učinkovitost ekonomski učinak o uštedi plina za gorivo;

Generator plina opremljen je suhom komorom za izgaranje s niskim emisijama pomoću DLE tehnologije, što omogućuje postizanje razina emisija NOx i CO koje su više od 2,5 puta niže od onih utvrđenih regulatornim dokumentima;

GTP ima dobre dinamičke karakteristike zbog svoje izvedbe s jednom osovinom i osigurava stabilan rad generatora u slučaju fluktuacija u opterećenju vanjske priključene mreže;

Industrijski dizajn plinske turbine osigurava dug remontni vijek i optimalan je u smislu organizacije servisnih radova koji se izvode na mjestu rada;

Značajno smanjenje otiska zgrade, baš kao investicijski troškovi uključujući kupnju strojarske i električne opreme za cijelu tvornicu, njezinu instalaciju i puštanje u rad, kada se koristi rješenje temeljeno na SGT-300 (slika 2).

Riža. 2. Masinsko-gabaritne karakteristike bloka SGT-300

Ukupno vrijeme rada instalirane flote SGT-300 je više od 6 milijuna sati, s vremenom rada vodećeg GTU-a 151 tisuću sati Omjer dostupnosti/raspoloživosti - 97,3%, omjer pouzdanosti - 98,2%.

OPRA (Nizozemska) je vodeći dobavljač energetskih sustava baziranih na plinskim turbinama. OPRA razvija, proizvodi i prodaje najsuvremenije plinskoturbinske motore snage oko 2 MW. Ključna djelatnost tvrtke je proizvodnja električne energije za industriju nafte i plina.

Pouzdani OPRA OP16 motor pruža veće performanse po nižoj cijeni i dulji vijek trajanja od bilo koje druge turbine u svojoj klasi. Motor radi na više vrsta tekućih i plinovitih goriva. Postoji modifikacija komore za izgaranje sa smanjenim sadržajem štetnih tvari u ispušnim plinovima. Elektrana OPRA OP16 1,5-2,0 MW bit će pouzdan pomoćnik u teškim uvjetima rada.

Plinske turbine OPRA savršena su oprema za proizvodnju električne energije u električnim i malim kogeneracijskim sustavima izvan mreže. Dizajn turbine razvijan je više od deset godina. Rezultat je jednostavan, pouzdan i učinkovit plinskoturbinski motor, uključujući model s niskim emisijama.

Izrazita značajka tehnologije za pretvaranje kemijske energije u električnu energiju u OP16 je COFAR patentirani sustav za pripremu i dovod mješavine goriva, koji osigurava načine izgaranja s minimalnim stvaranjem dušikovih i ugljičnih oksida, kao i minimalnim neizgorenim ostacima goriva. Patentirana geometrija radijalne turbine i općenito konzolni dizajn zamjenjivog uloška, ​​uključujući osovinu, ležajeve, centrifugalni kompresor i turbinu, također su originalni.

Stručnjaci tvrtki "OPRA" i "MES Engineering" razvili su koncept stvaranja jedinstvenog jedinstvenog tehnički kompleks obrada otpada. Od 55-60 milijuna tona ukupnog komunalnog komunalnog otpada koji se godišnje proizvede u Rusiji, petina - 11,7 milijuna tona - otpada na regiju glavnog grada (3,8 milijuna tona - Moskovska regija, 7,9 milijuna tona - Moskva). U isto vrijeme, 6,6 milijuna tona kućnog otpada uklanja se iz Moskve izvan Moskovske obilaznice. Tako se više od 10 milijuna tona smeća taloži u moskovskoj regiji. Od 2013. godine, od 39 odlagališta u Moskovskoj regiji, zatvorena su 22. Trebalo bi ih zamijeniti 13 kompleksa za sortiranje otpada, koji će biti pušteni u rad 2018.-2019., kao i četiri postrojenja za spaljivanje otpada. Ista je situacija i u većini drugih regija. Međutim, izgradnja velikih postrojenja za preradu otpada nije uvijek isplativa, pa je problem prerade otpada vrlo aktualan.

Razvijeni koncept jedinstvenog tehničkog kompleksa kombinira potpuno radijalne OPRA jedinice visoke pouzdanosti i učinkovitosti s MES sustavom rasplinjavanja / pirolize, što omogućuje učinkovitu pretvorbu razne vrste otpada (uključujući komunalni komunalni otpad, naftni mulj, zagađeno zemljište, biološki i medicinski otpad, drvni otpad, pragove itd.) u izvrsno gorivo za proizvodnju toplinske i električne energije. Kao rezultat dugogodišnje suradnje projektiran je iu fazi realizacije standardizirani kompleks za preradu otpada kapaciteta 48 tona/dan. (slika 3).

Riža. 3. Generalni izgled standardnog kompleksa za preradu otpada kapaciteta 48 tona/dan.

Kompleks uključuje postrojenje za plinofikaciju MES sa skladištem otpada, dva OPRA GTU ukupne električne snage 3,7 MW i toplinske snage 9 MW te razne pomoćne i zaštitne sustave.

Implementacija takvog kompleksa omogućuje na površini od 2 hektara da se dobije mogućnost za autonomnu opskrbu energijom i toplinom za različite industrijske i komunalne objekte, dok se rješava pitanje recikliranja raznih vrsta kućnog otpada.

Razlike između razvijenog kompleksa i postojećih tehnologija proizlaze iz jedinstvene kombinacije predloženih tehnologija. Male (2 t/h) količine utrošenog otpada, zajedno s malom potrebnom površinom mjesta, omogućuju vam postavljanje ovaj kompleks neposredno blizu malih naselja, industrijskih poduzeća itd., značajno štedeći novac na stalnom prijevozu otpada do mjesta njihovog odlaganja. Potpuna autonomija kompleksa omogućuje vam da ga postavite gotovo bilo gdje. Korištenje razvijenog standardnog projekta, modularnih struktura i maksimalnog stupnja tvorničke spremnosti opreme omogućuje smanjenje vremena izgradnje na 1-1,5 godina. Korištenje novih tehnologija osigurava najveću ekološku prihvatljivost kompleksa. Jedinica za rasplinjavanje MES istovremeno proizvodi frakcije plina i tekućeg goriva, a zbog dvogorivne prirode OPRA GTU-a koriste se istovremeno, čime se povećava fleksibilnost goriva i pouzdanost napajanja. Niski zahtjevi OPRA GTU za kvalitetu goriva povećavaju pouzdanost cijelog sustava. MES jedinica omogućuje korištenje otpada s sadržajem vlage do 85%, stoga nije potrebno sušenje otpada, što povećava učinkovitost cijelog kompleksa. Visoka temperatura ispušnih plinova OPRA GTU omogućuje pouzdanu opskrbu toplinom toplom vodom ili parom (do 11 tona pare na sat pri 12 bara). Projekt je standardan i skalabilan, što omogućuje zbrinjavanje bilo koje količine otpada.

Provedeni izračuni pokazuju da će trošak proizvodnje električne energije biti od 0,01 do 0,03 eura po 1 kWh, što pokazuje visoku ekonomska učinkovitost projekt. Time je tvrtka OPRA još jednom potvrdila usmjerenost na proširenje asortimana korištenih goriva i povećanje fleksibilnosti goriva, kao i usmjerenost na maksimalno korištenje „zelenih“ tehnologija u svom razvoju.