Gaz turbina qurilmalari Reja

3. Havoni pog’onali siqish va pog’onali yondirishli gaz turbina qurilmalari
Gaz turbinali qurilmalarda havoni siqish uchun sarflanadigan mexanik ishni kamaytirish uchun har bir pog’onada havoni sovitish yo’li bilan siqiladi. Bu jarayonlarni oraliq sovitgich (xolodilnik) larda amalga oshiriladi. Qancha ko’p sovitgichli pog’onalar bo’lsa, tsikl izotermaga yaqin bo’ladi va kam ish sarf bo’ladi, lekin qurilmaning murakkabliligi, qimmatliligi va gidravlik qarshiliklari ortishi tufayli quvvat tushadi. SHuning uchun sanoatda asosan, ikki pog’onali va kamdan kam uch pog’onali gaz turbinali qurilmalari qo’llanilishi mumkin (36–rasm).

36–rasm. Havoni pog’onali siqishli gaz turbina qurilmasi sxemasi.

Atmosferadan havo K₁ kompressor orqali so’rib olinadi va Z kerakli bosimni siqib haroratini oshirib beradi. U yerdan havo sovitgichga kelib o’zgarmas bosimda T₃ haroratgacha soviydi va K₂ kompressorga kelib tushadi, K₂ da yana siqiladi harorati T₄ gacha oshadi. R regeneratorda harorati T₅ gacha oshgan havo yonish kamerasiga kelib tushadi. U yerdan kerakli bosim va harorat olgach, turbinaga tushadi ish bajarib, yana regenerator orqali atmosferaga chiqarib yuboriladi.

Bu qurilma ichki f.i.k:

₀ = 1₁/q_sov,
bu yerda: 1₁ – GTQ ichki foydali ishi;

q_sov–yonish kamerasiga uzatilgan issiqlik miqdori.
l_i = l_t – l_k1+k2
Jarayonning T–S-diagrammasi 37 – rasmda ko’rsatilgan.

37–rasm. Havoni pog’onali siqishli gaz turbina qurilmasining

T–S-diagrammasi.


3–4*– birinchi kompressorda havoning siqilish jarayoni:
3*–4– ikkinchi kompressorda havoning siqilishi;
4*–3* –havo sovitgichida havoning sovushi;
4–5 –regeneratorda havoning qizishi;
5–1 –yonish kamerasida issiqlik uzatilishi;
1–2 –turbinada havoning kamayishi;
2–3 –ishlatilgan havoning regeneratorga uzatilishi va atmosferaga chiqarilishdagi issiqlik almashinuvi.
Bu tsikl regeneratsiyadagi tsiklga nisbatan ko’proq samara beradi. Oraliq sovitgichlari o’rnatilishi qurilma f.i.k. oshishiga va ishlovchi gaz miqdorini kamaytirishga olib keladi.

GTQ iqtisodiy samaradorligini oshirish oraliq pog’onalardagi yonish kameralarida yoqilg’ini yoqish hisobiga bo’lishi mumkin (38–rasm).

38–rasm. Yoqilg’ini pog’onali yondirishli gaz turbina qurilmasi sxemasi.
Havo kompressor orqali regeneratorga tushadi, u erdan kerakli bosim va harorat olib birinchi yonish kamerasida yonadi. Yonish gazlari birinchi turbinaga kelib kengayadi. Birinchi turbinada ishlagan gazlar ikkinchi yonish kamerasiga kelib tushadi, bu yerda qo’shimcha issiqlik olib (yonish hisobiga) ikkinchi turbinaga tushadi. Turbinada kengayib, regenerator orqali chiqarib yuboriladi.

Bu turdagi GTQning f.i.k:

_o = 1₁ / q_n1 + q_n2
bu yerda: 1₁–GTQ ichki foydali ishi;
q_n1, q_n2 – birinchi va ikkinchi yonish kameralarida olingan issiqlik miqdori.
Jarayonning T–S-diagrammasi 39 – rasmda ko’rsatilgan.

39–rasm. Yoqilg’ini pog’onali yondirishli gaz turbina qurilmasining TS-diagrammasi.

3–4 –kompressorda havoning siqilishi;
4–5 –regeneratorda havoning qizishi;
5–1 –birinchi yonish kamerasida issiqlik ajralishi;
1–2* –birinchi turbinada gazning kengayishi;
2*–1* –ikkinchi yonish kamerasida issiqlik ajralishi;
1*–2 –ikkinchi turbinada gaz kengayishi;
2–6 –regeneratorda gazning issiqlik uzatishi;
6–3–ishlatilgan gazning atmosferaga chiqarishidagi issiqlik chiqarilishi.
Oraliq pog’onalarda sovitish kabi bu tipdagi qurilmalarda yonish kameralari asosan 2 pog’onali qilib olinadi. Uni, to’rt yonish kamerali qilib olishda f.i.k. aytarlik oshmasligini va qurilma murakkab bo’lib ketishini ko’rsatadi.

Yuqori quvvatli gaz turbina qurilmasini ishlab chiqarishda ba’zan pog’onali sovitish va pog’onali qizdirish sxemalarini birgalikda qo’llaniladi. Bu sxema qurilma murakkab bo’lishiga qaramasdan, yuqori f.i.k. va optimal bosim orttirish darajasi hamda ishlatiladigan havo miqdorining kamligi bilan ham xarakterlanadi.

Biоgаz vа o’git ishlаb chiqarish:

* Umumiy miqdori 6 mln. donadаn оshаdigаn хususiy dеhqоn fеrmеrlik ho’jаliklаrining qishlоq хo’jаlik vа mаishiy chiqindilаrni qаytа ishlаsh bo’yichа kichik qurilmаlаrdа (bu yo’nаlshi аyniqsа Xitoy vа Hindistоndа rivоjlаngаn);

* shаhаr vа sаnоаt оqаvа suvlаrini to’qish bo’yichа аrаlаsh qurilmаlаr (dunyodа 100 tа yangi qurilmа) vа shаhаr оqаvа suvlаrini qayta ishlash bo’yicha kаttа qurilmаlаrdа ( 10000 оrtiq qurilmаlаr):
* Qishloq хo’jаligi, chоrvаchilik vа fеrmеr хo’jаliklаri mахsulоtlаri chiqindilаrini qayta ishlаsh bo’yichа fаbrikаlаr (Yevropadа 50 dаn оrtik fаbrikа) quvvаtli аrаlаsh qurilmаlаrdа аmаlgа оshirilаdi.
Yuqоridа ko’rsаtilgаn qurilmаlаrdа оlingаn biоgаz turmushdа, suv isituvchi vа bug’ qоzоnlаridа, shuningdek, elеktr enеrgiya ishlаb chiqаruvchi dizеlgеnеrаtоrlаrdа ishlаtilаdi.
Turbina kuraklari,ratorlari yuqori temperature va bosimda ishlashi tufayli uning detallarini ishlab chiqarilishiga yuqori talablar qo’yiladi. Ishlatiladigan materiallar yazshi mexanik,yuqori quvvatlarda va temperaturada doimiy mavjud plastic deformatsiylarga chidamli bo’lishi kerak. Bunda metal oquvchanligi bo’lmasligi kerak. Turbina metallarini tayyorlashga ishlatiladigan materiallar ildin termik,mexanik deformatsiyalarga tekshirilib ko’’riladi. Bu detallarning uzoq ish rejimiga kafolat beradi.

Turbina detallariga ishlatiladigan materiallar asosan 3 guruhga bo’linadi.

Birinchi guruh 820-870 K (545-595 C) temperaturalarda ishlash uchun mo’ljallangan metallar. Bularga kam uglerodli, kam va o’rta chegaralangan, perlit va martensit klassli po’latlar kiradi.ular plastic egiluvchan va oson ishlov berilishi bilan xarakterlanadi. Chiziqli kengayish koiffitsenti kamligi va issiqlik o’tkazuvchanligining yuqoriligi detallarda issiqlik kuchlanishlarini tushirish va intensive issizlik uzatishni ta’minlaydi. Perlit po’lat klassiga kiruvchi materiallar ko’p qo’llaniladigan xromnikelmolibdenli EI – 395 va xromvolframmolibdenli vanadiyli EI – 415 po’latlar 820 K da ishlovchi volframmolibdenli ratorlarni ishlab chiqarishda ishlatiladi. Po’lat tarkibida molibden 0,5 – 1,0 % bo’lishi uning oquvchanligini kamaytiradai. Xrom po’latining korroziyaga qarshi kimyoviy mustahkamligini oshiradi. Qo’shimcha yuqori temperaturalarda martensit klassiga riruvchi yuqori xromli modifikatsiyalangan zanglamas po’lat qo’llaniladi. Uning tarkibida molibden,volfram, vanadiy,niobiy va titan elementlari bo’ladi.
GTQ issiqlik almashinish qurilmalati.GTQ issiqlik almashinish qurilmalari,asosan,regenerator,sovutgich vazifasini bajarish uchun xizmat qiladi.bu aparatlarga qo’yiladigan asosiy talab:kichik hajmga ega bo’lgan holda issiq jismdan sovuq jismga mumkin qadar ko’rprq issiqlik uzatish;GTQlarida regenetiv va rekuperativ tiplari qo’llaniladi. Ular o’z navbatid,quvurli va plastinkali bo’ladi.Gaz turbine qurilmalari energetikaning boshqa sohalarida ham zarur masalan bioenergiya olishdaMasalan Biоmаssа enеrgiyasidаn fоydаlаnish bir necha yo’nаlish bo’yichа аmаlgа оshirilаdi: biоgаz ishlаb chiqаrish, qаttik mаishiy chqindilаr (QMCH)dаn energetik fоydаlаnish, yog’оch yoqilg’i vа tоrfdаn fоydаlаnish.
Biоgаz vа o’git ishlаb chiqarish:
* Umumiy miqdori 6 mln. donadаn оshаdigаn хususiy dеhqоn fеrmеrlik ho’jаliklаrining qishlоq хo’jаlik vа mаishiy chiqindilаrni qаytа ishlаsh bo’yichа kichik qurilmаlаrdа (bu yo’nаlshi аyniqsа Xitoy vа Hindistоndа rivоjlаngаn);
* shаhаr vа sаnоаt оqаvа suvlаrini to’qish bo’yichа аrаlаsh qurilmаlаr (dunyodа 100 tа yangi qurilmа) vа shаhаr оqаvа suvlаrini qayta ishlash bo’yicha kаttа qurilmаlаrdа ( 10000 оrtiq qurilmаlаr):
* Qishloq хo’jаligi, chоrvаchilik vа fеrmеr хo’jаliklаri mахsulоtlаri chiqindilаrini qayta ishlаsh bo’yichа fаbrikаlаr (Yevropadа 50 dаn оrtik fаbrikа) quvvаtli аrаlаsh qurilmаlаrdа аmаlgа оshirilаdi.
Yuqоridа ko’rsаtilgаn qurilmаlаrdа оlingаn biоgаz turmushdа, suv isituvchi vа bug’ qоzоnlаridа, shuningdek, elеktr enеrgiya ishlаb chiqаruvchi dizеlgеnеrаtоrlаrdа ishlаtilаdi.
Bularning hammasi GTQda ishlatiladi

GTQ kompressorlari

GTQda o’q yo’nalishli va markaziy yo’nalishli kompressorlar qo’llaniladi.
O’q yo’nalishli kompressorlar yuqori va o’rta quvvatli qurilmalarda ko’proq qo’llaniladi.ular yuqori ishlab chiqarish quvvatiga ega (FIK η=0,83-0,9) , GTQ uchun kerakli bosm darajasini va kompakt bo’ladi.
O’q yo’nalishli kompressorlarning kamchiliklridanasosiysi uning ko’p pog’onaliligidir. Bu esa konstruksiyaning murakkablashishiga va uzayishiga olib keladi.
Kompressorlar ishlash prinspi jihatidan turbinaning aksini ifoda etadi. Unda compressor ratorigab uzatilgan energiya havoga kinetic energiya berish hisobiga sarf bo’ladi va uning kuraklarida bosmga aylanadi.
Amalda reaktiv pog’onali kompressorlar ham ishlatiladi;
Markaziy yo’nalishli kompressorga nisbatan markaziy yo’nalishliy kompressorlar quyidagi afzalliklarga ega:
o’q yonalishiga nisbatan uzunligining kamligi. Bu bosm oshirish darajasining yuqoriligi hisobiga bo’ladi:
Konstruksiyasi soddaligi va mustahkamligi:
Oquv qismining silliqligiga kam talabchanligi;
Ish rejimida ko’rsatilmagan parametrga chiqqanida FIK birdan tushib ketmasligi

Shu afzalliklar kam quvvatli qurilmalarda markaziy yo’nalishli kompressorlarni ko’p qo’llanilishiga olib keladi. Ular ichki yonuv yuritgichlarida ishlatiladi. . Gaz harakatiga qarab o’qli va radial turlarga bo’linadi. Agar gaz turbine o’qi yo’nalishida harakat qilsa,u o’qli gaz turbinasi bo’lafi.agar gaz turbine o’qiga perpendicular (ko’ngdalang) harakat qilsa, unda radial gaz turbine bo’ladi. Reaktiv gaz turbinalarining qo’llanilishi FIK va ish rejimining barqarorlanishiga olib keladi. Ishlash rejimi,issiqlik miqdori,ishlatiladigan yoqilg’I turiga qarab ko’p pog’onali gaz turbinalari 2-7 va undan ham ko’p pog’onali bo’lishi mumkin. Kam miqdorli yuklamalar uchun bir pog’onali gaz turbinalari iqtisodiy qulay.Gaz turbinalari bug’ turbinalariga nisbatan yuqori boshlang’ich temperaturada ishlaydi. Shuning uchun uning detallari issiqqa chidamli po’latdan yasaladi,ba’zi holda ishchi kuraklarni sovutish uchun maxsus qurilmalar o’rnatiladi. Gaz turbinalari bug’ turbinalariga nisbatan yuqori boshlang’ich temperaturada ishlaydi. Shuning uchun uning detallari issiqqa chidamli po’latdan yasaladi,ba’zi holda ishchi kuraklarni sovutish uchun maxsus qurilmalar o’rnatiladi.

Gaz turbinalari past boshlang’ich bosimda ishlaydi. Gaz kengayishi natijasida uning havmi bir necha yuz barobar oshadi.shuning uchun gaz turbinasini ishga tushirishdan oldin uning aerodinamikasi tekshirilib ko’riladi.
Gaz turbinasining alohida qurilmalarini hisoblash metodikasi bug’ turbinasi hisobi metodikasi bilan bir hil. Kompressor atmosferadan havoni so’rib,kerakli bosimgacha siqib beradi va yonuv kamerasiga uzatadi. Yonish kamerasiga nasos orqali forsunkadan yoqilg’I keladi va havo bilan aralashib yonadi. Hoosil bo’lgan issiq aralashma turbinaga yo’naltiriladi. Aralashma temperaturasini yonish kamerasida havo miqdori orqali o’zgartirish mumkin. Masalan,turbine uchun issiq havo tempereturasi 900-1100 k bo’lsa,u uzoq muddat ishlashi isbotlangan. Yonish temperaturasi esa yonish kamerasida 2000 k ni tashkil etadi. Turbinada gaz kengayib,mehanik ish bajaradi. Turbina validagi quvvatning bir qismini kompessor kuraklarining aylanishiga sarf bo’ladi,qolgani iste’molchiga uzatilishi yoki elektr energiyasi olishga sarf bo’lishi mumkin.
http://fayllar.org