Mikroplynová turbína

Tento článek nebo následující část nejsou dostatečně vybaveny podpůrnými dokumenty ( např. Individuálními důkazy ). Informace bez dostatečných důkazů by mohly být brzy odstraněny. Pomozte Wikipedii prozkoumáním informací a zahrnutím dobrých důkazů.
Článek neobsahuje žádný důkaz o jeho obsahu. Pokud někdo zná vhodné zdroje, zadejte je.

Mikro plynové turbíny - také krátce mikroturbíny nazýván - je obzvláště malé plynové turbíny , vyvinutý (kolem 1990), elektricky, zejména pro použití v decentralizované napájení v rozmezí výkonu do 200 kW. Mikroplynové turbíny se vyznačují kompaktní konstrukcí, vysokou rychlostí, nízkými tlaky a teplotami ve spalovací komoře.

Kromě nízkého výkonu v rozmezí mezi 30 a 500 kW se turbíny vyznačují jednoduchou technologií. Nižší vstupní teplota turbíny umožňuje nechlazené lopatky. Pro zvýšení účinnosti používají mikroplynové turbíny rekuperátory, které předehřívají stlačený vzduch teplem výfukových plynů, než vstoupí do spalovací komory. To umožňuje účinnost kolem 30 procent.

Lze je provozovat se širokou škálou paliv, jako je přírodní a bioplyn, a také s kapalnými palivy.

konstrukce

Řez mikro plynovou turbínou

Mikroplynové turbíny jsou obvykle jednohřídelové stroje, ve kterých jsou generátor, radiální kompresor a turbína namontovány na jedné hřídeli. Hřídel se otáčí až 96 000 ot / min. Je třeba zdůraznit, že tato hřídel je vzduchová , takže pracuje bez maziv a výrazně tak snižuje intervaly údržby a náklady. Mikroplynová turbína navíc nevyžaduje žádnou chladicí vodu , což spolu s nedostatkem maziv umožňuje kompaktní konstrukci.

Důležitým rozdílem vůči plynovým turbínám používaným ve velkých elektrárnách je rekuperátor , výměník tepla, ve kterém je stlačený spalovací vzduch předehříván horkými výfukovými plyny z turbíny. To zvyšuje elektrickou účinnost mikro plynové turbíny.

Spalovací vzduch vstupuje do mikroplynové turbíny prostřednictvím generátoru a přitom jej ochlazuje. V odstředivém kompresoru se pak vzduch stlačí na přibližně 4 bary (g). V rekuperátoru se předehřívá horkými výfukovými plyny. Palivo se přidává do do spalovací komory a zapálí. Horké spaliny jsou pomocí turbíny expandovány a pohánějí tak kompresor a generátor. Poté, co výfukové plyny odevzdají část své tepelné energie v rekuperátoru, opustí mikro plynovou turbínu ve směru výměníku tepla nebo komína.

Díky technologii rekuperátoru lze dosáhnout elektrické účinnosti 29% až 33% (na základě Hi ). Rekuperátor využívá tepelnou energii z výfukových plynů turbíny a používá ji k ohřevu výstupního vzduchu z kompresoru, než se dostane do spalovací komory. To snižuje potřebnou spotřebu paliva a lze dosáhnout vyšší elektrické účinnosti.

Popis funkce

Základem pro vývoj mikro plynových turbín byla technologie turbodmychadel a vývoj z leteckého průmyslu. Podobně jako pomocné motory letadla v proudu přes permanentní magnet - generátor generuje spřažený bez vložení mechanického přenosu.

Permanentní magnet generátoru je uspořádán přímo na hnacím hřídeli turbíny, takže generátor pracuje se stejnou rychlostí jako turbína (např. 96 000 ot / min). Takto generovaný vysokofrekvenční střídavý proud s frekvencí 1 600 Hz je nejprve usměrněn ve výkonové elektronice turbíny a poté převeden na střídavý proud s frekvencí 50 Hz a napětím 400 V.

Oblasti použití

Oblasti použití mikro plynové turbíny díky jejím technickým vlastnostem jsou zásobování objektů elektrickou energií , teplem, chladem a párou. To otevírá širokou škálu možností pro soukromé i průmyslové oblasti použití. Struktury poptávky po energii větších obytných komplexů, domovů a nemocnic pro seniory, kancelářských a administrativních budov, bazénů a zábavních bazénů nabízejí možné využití pro mikro plynové turbíny.

Mikroplynové turbíny jsou vhodné pro regulované, decentralizované dodávky energie díky malým pohonným jednotkám a dobrým provozním vlastnostem (téměř konstantní účinnost v širokém rozsahu zatížení). Použitím mikroturbíny při kogeneraci tepla a energie lze ve standardních topných systémech s teplotami 60/80 ° C dosáhnout celkové účinnosti až 85% (na základě Hi ). Vyšší účinnosti je možné dosáhnout optimalizací výměníku tepla pro danou aplikaci.

Mikroplynové turbíny kombinované výroby tepla a elektřiny

Kombinovaná výroba tepla a elektřiny , která představuje kombinovanou výrobu a využívání elektřiny a tepla, využívá energii optimálně .

Výhody:

  • Tepelné využití tepla výfukových plynů s nízkou tlakovou ztrátou na straně výfukových plynů
  • Integrace do moderních topných systémů
  • Optimalizace ročního stupně využití
  • Přizpůsobení struktuře tarifů za elektřinu (snížení špičkového výkonu, zamezení provozu v době mimo špičku)
  • Turbína pro obnovitelné energie

Díky své jednoduché struktuře je turbína zvláště vhodná pro použití s ​​regeneračními plyny, jako je splaškový plyn, skládkový plyn nebo bioplyn.

Mikroplynové turbíny v kombinaci tepla, energie a chlazení

Jednoduchým spojením absorpčního chladiče nabízí mikro plynová turbína možnost zaručit celou dodávku energie do budovy. To zahrnuje elektřinu, topení a chlazení. Taková instalace dosahuje účinnosti až 90% a je zvláště vhodná v:

  • komerčně využívané výškové budovy
  • větší supermarkety
  • Nemocnice
  • Banky
  • Komerční jednotky
  • Bytové domy
  • velké hotely

zvláštnosti

  • Elektronická převodovka
  • Není vyžadováno žádné synchronizační zařízení
  • Ostrovní provozuschopnost
  • Nízké emise výfukových plynů (NOx <30 mg / m³)
  • Nízké náklady na údržbu
  • Nízké emise hluku (přibližně 65 dB (A))
  • Lehká váha
  • Kompaktní design
  • Teploty výfukových plynů kolem 280 ° C
  • Lze použít pro kombinovanou výrobu tepla a elektřiny (za studena)
  • Jsou možná různá paliva : zemní plyn , kapalný plyn , plamenový plyn, bioplyn, petrolej a topný olej

Výrobce

Největším výrobcem je americká společnost Capstone. Dalšími výrobci jsou Dürr AG , Turbec, Elliot a Ingersoll-Rand .

literatura

webové odkazy

Commons : Microturbines  - sbírka obrázků, videí a zvukových souborů