Новости

Ученые из Перми разработали модель устройства для повышения эффективности газотурбинных электростанций

26 декабря 2022

Газотурбинные электростанции работают за счет сжигания природного или попутного нефтяного газа. Топливо вместе с воздухом под давлением от 20 атмосфер подаются в камеру сгорания газотурбинной установки, где после нагрева почти до тысячи градусов она воспламеняется. Образовавшиеся газообразные продукты сгорания с высокой скоростью устремляются на лопатки турбины и вращают ее: так тепловая энергия преобразуется в механическую.

Через вал турбины механическая энергия передается электрогенератору, вращение которого приводит к генерации электричества, направляемого в потребительскую сеть. 

После того, как нагретые газы попали на лопасти турбины, они все еще остаются горячими. В комбинированных газотурбинных установках эти газы направляют в парогенератор, где они нагревают воду и превращают ее в пар, который затем попадает в паровую турбину. Она крутится на более низких оборотах, но генерирует электричество, увеличивая КПД всей станции.

Комбинированные газотурбинные установки можно использовать не везде: они занимают много места. Чтобы полезно использовать энергию отработанных газов, ученые из Пермского политеха предложили применять их для нагрева газовоздушной смеси, подаваемой в камеру сгорания, и разработали для этого теплообменник.

Теплообменник Пермского политеха представляет собой множество трубочек, расположенных в шахматном порядке. Через одну половину трубок, расставленных на условных «черных квадратах», подается воздух или газовоздушная смесь, которую нужно нагреть, а через вторую половину, на «белых квадратах», поступают отработанные горячие газы с турбины. Происходит теплообмен: распределенные в пространстве трубки с газом нагревают трубки с воздухом до нужной температуры, и он подается в камеру сгорания.

Пока разработка находится на стадии математической модели и экспериментальных исследований. В будущем, по словам исследователей, она позволит уменьшить габариты газотурбинной установки, увеличит срок ее службы и экономичность работы.

0
Haha
Haha
0
0
Love
Love
0
0
0
Читать также
Горбатый кит. Фото: Magnific

Хвост или плавники — что общего у турбин и горбатых китов? Узнайте из квиза о технологиях, вдохновленных природой!

1 мин. чтения

Инженер пишет — система считает: ИИ-помощник ускорит разработку нефтяных месторождений

1 мин. чтения
Березовская теплоэлектростанция. Фото: Shutterstock

Уголь 2.0: на Дальнем Востоке и в Сибири строят новые угольные теплоэлектростанции мощностью свыше двух гигаватт

1 мин. чтения

Зарядка на колесах: в России создали беспилотную зарядную станцию для электромобилей

1 мин. чтения
Грузовое судно в море. Изображение сгенерировано нейросетью

Из земли в море: что известно о новом топливе для кораблей

3 мин. чтения

В России нашли способ превращать пластик в сырье для автомобильного топлива

1 мин. чтения
Саяно-Шушенская ГЭС. Фото: Shutterstock

От каньона до мерзлоты: семь необычных ГЭС России

2 мин. чтения

В Москве обсудили новые механизмы поддержки инфраструктурных проектов в энергетике и промышленности

1 мин. чтения
Фото: iStock

В России представили АЭС для Луны и Арктики размером с морской контейнер

1 мин. чтения
Сотрудник научно-исследовательского центра Геосфера в Тюмени с образцом керна в руках

Двойник из глубины: в России напечатали высокоточную модель земных недр на 3D-принтере

2 мин. чтения