Ukázkový příklad: White paper – Ovlivňující faktory a měřené parametry pro plynové turbíny a jejich význam pro optimalizaci efektivity a emise
Použití plynových turbín v průmyslové oblasti
Plynové turbíny se osvědčily jako klíčové a spolehlivé součásti v mnoha průmyslových oblastech díky jejich vynikajícímu výkonu při zatížení ve špičce. Plynové turbíny jsou obzvláště často využívány jak v energetickém a tepelném hospodářství, tak v ropném a plynárenském průmyslu. V energetickém průmyslu zajišťují plynové turbíny pokrytí spotřeby výkonnostních špiček a vytvářejí teplo pro budovy. Častými oblastmi využití plynových turbín jsou kombinované elektrárny (CHP) a kogenerační zařízení. Zvláště vysoké úrovně energetické účinnosti může být dosaženo použitím kombinace plynových a parních turbín. V ropném a plynárenském průmyslu se plynové turbíny používají pro pohon mechanický čerpadel, kompresorů a generátorů pro přepravu a zpracování surovin. Plynové turbíny pracují s kapalnými a plynnými palivy, jako je zemní plyn, benzín, nafta, topný olej nebo ropa. Optimalizace palivově náročného procesu na nejvyšší úroveň efektivity zahrnuje komplexní interakci mezi parametry spalin a nastavením spalovacího procesu plynové turbíny – základ pro optimální výkonnost. Pro servisního technika je důležité pochopit funkci spalovacího procesu a vliv jednotlivých měřených parametrů plynových turbín na výkon a emise znečišťujících látek.
Funkční princip plynových turbín
Plynové turbíny jsou spalovací motory, které se skládají ze tří součástí: kompresoru, spalovací komory a turbíny. Konstrukce, výkon a velikost plynových turbín se liší v závislosti na oblastech použití. Nicméně jejich princip je vždy stejný a funguje na základě termodynamického zákona podle Jamesa Prescotta Jouleho („Jouleův zákon“). Nasávaný vzduch je lopatkami v jednom nebo ve více krocích stlačován, poté je smísen s plynným nebo kapalným palivem ve spalovací komoře, kde se zažehne a spaluje. Z této směsi stlačeného vzduchu a spalovacího plynu vzniká horký plyn o teplotách dosahujících až 1 000°C, který dále prostupuje do turbínové části
Tepelná energie se částečně převádí na energii mechanickou. Horké spaliny bohaté na energii se v expanzní turbíně rozšiřují, tlak klesá až na hodnotu blízkou okolnímu tlaku a spaliny ztrácejí svou rychlost. Během tohoto expanzního procesu předávají spaliny svou energii turbíně. Přibližně 2/3 tohoto výkonu je potřeba pro pohon kompresoru (nasávání vzduchu). Přímo spřažený generátor převádí mechanickou energii na energii elektrickou. Na nízkotlaké straně zůstává k dispozici zhruba ještě 1/3 efektivního výkonu pro další pohon, např. pro pohon generátoru, rotoru, kompresoru nebo čerpadla ještě před tím, než jsou horké spaliny odváděny do rekuperačního kotle pro účel vytápění budov.
Správná analýza koncentrace spalin
Koncentrace uvolněných spalin poskytuje důležité informace o tom, jak je spalování účinné a jak je možné účinnost spalování ještě navýšit. Hodnoty CO a NOX poskytují informace o současném stavu systému a o dodržování limitních hodnot emisí. Bohatý nebo chudý poměr paliva s přiváděným vzduchem se určuje podle vzájemného vztahu teploty ve spalovací komoře a emisních vlastností plynové turbíny.
Požadavek při uvádění do provozu, při běžném provozu a při údržbě
Při měření emisí v plynových turbínách se požaduje měření nejen při velmi vysokých, ale také i při velmi nízkých koncentrací plynu. Ve správném provozním bodě a při optimálním nastavení emitují plynové turbíny pouze nízké hodnoty CO a NOX. Nicméně vysoké koncentrace plynu mohou být způsobeny například spuštěním testování zařízení. Snižování emisí NO2 a zamezení ztrát tlaku ve spalovací komoře jsou důležité faktory pro efektivní provoz plynové turbíny.
To byl pouze malý výňatek. Chcete se dozvědět více? Jednoduše si zažádejte o kompletní white paper.
Vyžádat zde
