Краткая характеристика и функциональные особенности газотурбинных установок в мини-энергосистемах. Состав теплоэлектростанции, необходимое оборудование. Математическое описание элементов газотурбинной установки, моделирование динамических режимов.
Аннотация к работе
. Краткая характеристика и обоснование решений по технологии производстваВ мини-энергосистемах газотурбинные установки выполняют функцию энергопривода для привода электрогенераторов. Первоначально ГТУ для привода генераторов выполнялись на базе турбовинтовых двигателей: АИ-24, АИ-20. В течение последнего десятилетия широкое распространение в странах Западной Европы и США получило использование газотурбинных технологий для комбинированного производства энергии и тепла. В качестве примера можно привести: электростанции ГТЭС-4000 (НПО «Искра» совместно с «Пратт энд Уитни», США), двухагрегатную ТЭС 4000 «Янус» с утилизацией продуктов сгорания (АО «Авиадвигатель»). Из выше изложенного следует, что турбовинтовые двигатели вытесняются турбореактивными, причем использование для этих целей все более современных двигателей позволяет значительно улучшать характеристики ГТУ.Анализ структурной организации мини-электростанций на базе ГТУ позволил выделить основные составные части газотурбинной электростанции: 1) газотурбинный двигатель; 2) редуктор; 3) синхронный генератор с системой возбуждения; 4) САУ ГТД; 5) САУ генератора; 6) система управления, контроля, защиты и сигнализации; 7) распределительное устройство; 8) вспомогательные системы (маслообеспечения, топливопитания, пожаротушения, кондиционирования и вентилирования). Возбуждение синхронного генератора выполнено от бесщеточной системы возбуждения с трехфазным электромашинным возбудителем, вращающимся диодным выпрямителем и тиристорной станцией управления возбуждением, обеспечивающей регулирование тока возбуждения генератора с целью поддержания в заданных пределах и регулирования ЭДС генератора при изменении нагрузки, регулирование вырабатываемой реактивной энергии и форсировку тока возбуждения при аварийных или переходных режимах (к. з. в сети, изменение нагрузки и т.д.). Для исключения бросков уравнительных токов и толчка активной нагрузки на валу генератора при включении на параллельную с энергосистемой работу используется устройство точной синхронизации, обеспечивающего подстройку величины напряжения, частоты и фазы напряжений генератора и энергосистемы перед включением на параллельную работу. В состав трансмиссии «редуктор-генератор» входит предохранительная фрикционная муфта, которая предназначена для передачи крутящего момента от редуктора ГТУ к генератору и предотвращения поломки двигателя, редуктора и генератора электростанции при резком увеличении нагрузки генератора. Муфта фрикционная соединяет установку ГТУ-4П с валом ротора генератора и служит предохранительным элементом ГТУ от перегрузок, которые могут возникать на валу ротора генератора от резкого повышения нагрузки генератора.