63$/$1,(:785%,1$&+ *$=2:<&+
6FKHPDWWXUELQ\JD]RZHM Turbina gazowa, a wáa ciwie turbinowa siáownia gazowa, skáada si w uproszczeniu z turbiny gazowej, spr arki wirowej i komory spalania
=DVDG]DG]LDáDQLDWXUELQ\JD]RZHM Zasada dziaáania turbiny gazowej polega na przekazywaniu energii kinetycznej przepáywaj cych spalin wirnikowi turbiny, na wale którego znajduje si tak e dostarczaj ca powietrze spr arka.
7XUELQ\JD]RZH Turbina gazowa skáada si z: turbiny gazowej, spr arki wirowej i komory spalania
=DGDQLHNRPRU\VSDODQLDZWXUELQLH JD]RZHM Zadaniem komory spalania w turbinie gazowej jest: - EH]SR UHGQLH SRGJU]DQLH SRZLHWU]D WáRF]RQHJRSU]H]VSU DUN GRWXUELQ\
7HPSHUDWXU\ZNRPRU]HVSDODQLD WXUELQ\JD]RZHM 7HPSHUDWXUDSRZLHWU]D]HVSU DUNL ƒ& Temperatura spalania: ƒ& Dopuszczalna temperatura spalin na wlocie do I-szego stopnia turbinowego: ƒ&
:QLRVNL]DQDOL]\WHPSHUDWXUZ7*.RQLHF]QHMHVWFKáRG]HQLHNRPRU\VSDODQLD :QLRVHNNRQLHF]QHMHVWUR]FLH F]DQLH VSDOLQSRZLHWU]HP
%LODQVSRZLHWU]DZWXUELQLHJD]RZHM pow iet rze do spalania SRZLHWU]HFKãRG] FH SRZLHWU]HUR]FLH F]DM FH
5R]Sá\Z\SRZLHWU]DZWXUELQLH JD]RZHM SáRPLHQLFD palnik
3U GNR FLZNRPRU]HVSDODQLD WXUELQ\JD]RZHM 3U GNR üz\sá\zxsrzlhwu]d]hvsu DUNL PV 3U GNR üqdzorflhgrnrpru\vsdodqld apv :QLRVHNNRQLHF]QDMHVWUHGXNFMDSU GNR FLSRZLHWU]D NLHURZDQHJRGRSDOQLND
.2025<63$/$1,$ 785%,1*$=2:<&+
7\S\NRPyUVSDODQLDWXUELQ JD]RZ\FK Energetyczne turbiny gazowe mog komory spalinowe w ukáadzie: mieü ¾ SLHU FLHQLRZ\Plub ¾ VLORVRZ\P
.2025<63$/$1,$7<38 3,(5 &,(1,2:(*2
3LHU FLHQLRZ\XNáDGNRPyUVSDODQLDZ ZORWQLF]HM7*
6FKHPDWSLHU FLHQLRZHJRXNáDGX NRPyUVSDODQLDWXUELQ\JD]RZHM palniki Wylot spalin do turbiny
3LHU FLHQLRZ\XNáDGNRPyUVSDODQLD WXUELQ\JD]RZHM
8NáDG\NRPyUVSDODQLDW\SX SLHU FLHQLRZHJR Turbiny gazowe maj od 7 do 16 komór spalania, z których ka da ma swój ukáad zasilania paliwem, umieszczonych na obwodzie wokóá waáu turbiny w jednym z ukáadów: LQG\ZLGXDOQ\PVHNF\MQ\P SLHU FLHQLRZ\P. Typy komór spalania: 1 komory indywidualne, 2 sekcyjna, 3 pier cieniowa
(QHUJHW\F]QD7*]NRPRUDPLVSDODQLD ZXNáDG]LHSLHU FLHQLRZ\P
6FKHPDWWXUELQ\JD]RZHM]NRPRUDPL VSDODQLDZXNáDG]LHSLHU FLHQLRZ\P Temperatura na wlocie do turbiny Liczba komór spalania 16 1500 C
.2025$63$/$1,$
6FKHPDWNRPRU\VSDODQLD]DVLODQHM SDOLZHPFLHNá\P Strefa recyrkulacji Strefa spalania 6WUHIDUR]FLH F]DQLD
3U]HSá\ZSRZLHWU]DSU]H]NRPRU VSDODQLD
3âRPLHQLFD 3áRPLHQLFD
8NáDG ]DVLODQLD NRPRU\ VSDODQLD
3DOQLNJD]RZ\GRWXUELQ\JD]RZHM Niskoemisyjny palnik hybrydowy do turbiny V94.3 (Siemens)
Sekwencyjny system spalania turbinie GT26 (ABB)
6\VWHP\]DSáRQRZHZNRPRUDFK VSDODQLDW\SXSLHU FLHQLRZHJR 1. Iskrowe 2. Beziskrowe SáRPLH SU]HQRVLVL ]MHGQHMNRPRU\ VSDODQLDQDGUXJ 8ZDJDZSU]\SDGNXVWRVXMHVL ZND GHMNRPRU]H VSDODQLDGHWHNWRUSáRPLHQLD
.RQWURODSáRPLHQLDNRPRUDFK VSDODQLDZV\VWHPDFKSLHU FLHQLRZ\FK 1. 3áRPLH NRQWUROXMHVL SU]\SRPRF\GHWHNWRUyZ SáRPLHQLD 2. 6WRVXMHVL GHWHNWRU\QDSURPLHQLRZDQLH ultrafioletowe 3. :\PDJDQHV FRQDMPQLHMGZDGHWHNWRU\QDNRPRU spalania
.2025<63$/$1,$7<38 6,/262:(*2
7*]NRPRU VSDODQLDW\SX 6,/262:(*2
Komora spalania typu silosowego- ZVSyáSU GRZHJR
Komora spalania typu silosowego SU]HFLZSU GRZHJR
Komora spalania typu SILOSOWEGO Palniki 3áRPLHQLFD 3áDV]F].DQDá powietrza
Schemat palnika EV (ABB)
Schemat palnika EV (ABB)
Palnik EV (ABB)
25*$1,=$&-$352&(68 63$/$1,$:7*
67$%,/,=$&-$3à20,(1,$: 7*
63$/$1,(8%2*,&+0,(6=$1(.=( :67 31<02'3$52:$1,(0, :<0,(6=$1,(03$/,:$² /33 OHDQSUHPL[HGSUHYDSRULVHG a) =DVDG MHVWFDáNRZLWHRGSDURZDQLHSDOLZDLNRPSOHWQH MHJRZ\PLHV]DQLHSRZLHWU]HPG]L NLWHPX ¾ XQLNDVL VSDODQLDNURSHO ¾ VSDODM FXERJ PLHV]DQN REQL DVL WHPSHUDWXU spalania. 6\VWHP\VSDODQLD/33SRZLQQ\ZVSyáG]LDáDü]V\VWHPDPL]PLHQQHM JHRPHWULL HE\XQLNQ QLHEH]SLHF]H VWZDJD QL FLDSU]\'*:GOD PDá\FKREFL H.
']LDâDQLHVWDWHF]QLND =DVDGDVWDELOL]DFMLSáRPLHQLDVWDWHF]QLNLHP
67$%,/,=$&-$3á20,(1,² : Å35=(&,:35 '=,(µ 5HF\UNXODFMD]HZQ WU]QDKDPRZDQLHPVWUXJL
67$%,/,=$&-$8%2*,&+3á20,(1, 3á20,(1,² 3á20,(1,(0%2*$7<0 3áRPLH bogaty 5HF\UNXODFMD]HZQ WU]QDKDPRZDQLHPVWUXJL
67231,2:$1,(3$/,:$² SU]\NâDG NRQVWUXNF\MQ\
:Sâ\ZUR]PLDUXVWDWHF]QLNDQDGROQ\ ]DNUHVVWDELOQR FL P = 100 kpa T 0 = 300 K SMD = 60 µm U = 30 m/s
:3á<:52='52%1,(1,$3$/,:$1$ '2/1<=$.5(667$%,/12 &, U=15 m/s, T 0 =300K, p = 100 kpa
25*$1,=$&-$V]HM675()< 63$/$1,$ Stabilizacja przez ]GHU]DM FHVL VWUXPLHQLH Stabilizacja przez zawirowanie Stabilizacja przez NRPELQDFM ]DZLURZDQLDL ]GHU]DM F\FKVL VWUXPLHQL
352%/(0< (.63/2$7$&<-1(.20Ï5 63$/$1,$7*
:D QLHMV]H]DJUR HQLDGODSâRPLHQLF 5RG]DMH]DJUR H ¾Wysoka temperatura spalin (pomiar temperatury pirometrami) ¾:LEUDFMHZ\ZRáDQHSU]HSá\ZDPLSRZLHWU]DL VSDOLQRUD]IOXNWXDFMDPLFL QLHQLD ¾:LEUDFMHZ\ZRáDQHSU]HSURFHVVSDODQLD (niskoemisyjne spalanie) ¾1DSU HQLDPHFKDQLF]QHLWHUPLF]QH ¾Korozja (utlenianie)
8V]NRG]HQLD SâRPLHQLF
0$7(5,$á<1$3á20,(1,& 6WRS\FKURPRZRQLNORZH: Nimonic 75 (80 i 90) 6NáDG1LLCr ]HZ]PDFQLDM F\PGRGDWNLHPZ JOLNX tytanu. Zalety: ¾GX DRGSRUQR üqdxwohqldqlhlnrur]m w wysokiej temperaturze ¾GX DZ\WU]\PDáR üphfkdqlf]qd ¾áDWZR üz\wzdu]dqld
.RQWURODZDUXQNyZVSDODQLD 1. &L Já\SRPLDU\WHPSHUDWXU\SáRPLHQLF\ pirometrami. 2..RQWURODRVF\ODFMLQLHVWDELOQR FLVSDODQLD SU]HWZRUQLNDPLFL QLHQLD 3..RQWUROD]DJUR H NRUR]\MQ\FKDWPRVIHUD redukcyjna) czujnikami elektrochemicznymi. 4. Diagnostyka pracy komory spalania z zastosowaniem systemów ekspertowych.
3RNU\FLDRFKURQQH7%&V 1. 3RNU\FLHSRZLHU]FKQLQDUD RQHMQDG]LDáDQLHVSDOLQ ZDUVWZ RFKURQQ WOHQNyZThermal Barrier Coatings). 2. *UXER ü TBCs jest w zakresie 0,4-0,6 mm. 3. 0DWHULDá=U2 2 -Y 2 O 3. 4. 6WRSLH UHGXNFMLWHPSHUDWXU\PHWDOX-150 o C.
&+à2'=(1,(3à20,(1,&<
35=(3à<:<32:,(75=$:.2025=(63$/$1,$ 3áRPLHQLFD Strefa spalania Strefa UR]FLH F]DQLD Do turbiny Palnik
63262%<&+á2'=(1,$3á20,(1,&< A) Warstwowe - SROHJD QD SU]HQLNDQLX SRZLHWU]D QD VWURQ ZHZQ WU]Q SáRPLHQLF\ SU]H] U] G RWZRUNyZ R PDáHM UHGQLF\ 6WUXJL SRZLHWU]D WZRU] NXUW\Q RGG]LHODM F ZHZQ WU]Q VWURQ SáRPLHQLF\RGJRU F\FKVSDOLQ B) Konwekcyjno-warstwowe - SROHJDQDSU]HGáX HQLXNDQDOLNyZGRSURZDG]DM F\FKSRZLHWU]H GRZQ WU]DSáRPLHQLF\']L NLWHPXSRSUDZLDVL HIHNW\ZQR ü FKáRG]HQLDSáRPLHQLF\DOH]ZL NV]DVL MHMFL DU &7UDQVSLUDF\MQH]SRURZDW FLDQ - SROHJD QD SU]HQLNDQLX SRZLHWU]D SU]H] SRURZDW FLDQ SáRPLHQLF\LWZRU] FNXUW\Q SRZLHWU]QDRGJRU F\FKVSDOLQ.
7(&+1,.,&+á2'=(1,$3á20,(1,&<
=$*52 (1,$'/$,6=(*2 67231,$785%,12:(*2=( 67521<63$/,1
=QLV]F]HQLD ârsdwhn NLHURZQLF SLHUZV]HJR VWRSQLD WXUELQRZHJR
.21752/$7(03(5$785<63$/,1 QD:/2&,(GR7* 1. Pomiar temperatury spalin na wlocie do I-szego stopnia turbiny TIT (Gas Turbine Inlet TemperatureGRNRQXMHVL WHUPRSDUDPLZQRZV]\FKUR]ZL ]DQLDFKSLURPHWUDPL 2. :\NRU]\VWDQLHV\JQDá\]WHUPRSDUSLURPHWUyZMDNR VSU] HQLD]ZURWQHJRGRUHJXODFMLWHPSHUDWXU\VSDOLQQD wylocie z komory spalania. 3. Regulacja temperatury na wylocie z komory spalania opiera VL QDDOJRU\WPLHG]LDáDM F\PQDVWUXPLH SDOLZDLVWUXPLH powietrza do komory spalania.
.$7$/,7<&=1(785%,1< *$=2:(
785%,1<*$=2:(=.$7$/,7<&=1<0,.2025$0,63$/$1,$
.DWDOLW\F]QDNRPRUDVSDODQLD7* Katalizatory
7XUELQJD]RZH]NDWDOLW\F]Q\P VSDODQLHP System katalitycznego spalania w zastosowaniu do turbiny gazowej
.27à<2'=<6.1,&2:(*7&&
8NáDGJD]RZRSDURZ\]NRWáHP RG]\VNRZ\P
.RWâ\ RG]\VNQLFRZH
.RWâ\RG]\VNQLFRZH
6FKHPDWSDOQLNDNDQDâRZHJR
']LDâDQLHSDOQLNDNDQDâRZHJR
3DOQLNLNDQDâRZH² GRNRWâyZ RG]\VNQLFRZ\FK Turbina gazowa o mocy do 100 MW
3$/,:$'2785%,1*$=2:<&+
3DOLZDGRWXUELQJD]RZ\FK² :<0$*$1,$2*Ð/1( 1. 1LVNLNRV]WLáDWZR ügrvw SX 2. 0DáHU\]\NRSR DUX 3. 'X DZDUWR ürsdárzd 4. :\VRNDWHUPLF]QDVWDELOQR ü 5. 1LVNLHFL QLHQLHSDURZDQLD 6. 'X HFLHSáRZáD FLZH
1. Benzyny 2. Nafty. 3DOLZDGRWXUELQJD]RZ\FK² URG]DMHSDOLZ7* 3. 2OHMHQDS GRZH 4. 2OHMHRSDáRZH 5. Gazy ziemne 6. *D]\]H]JD]RZDQLDZ JODELRPDV\ 7. Inne
3DOLZDGRWXUELQJD]RZ\FK² SU]\NâDG\ SDUDPHWUyZEHQ]\QLQDIWORWQLF]\FK Typ paliwa :]JO GQDJ VWR üz. /HSNR üz.cst 7HPSHUDWXUD]DSáRQXFlash point), K 7HPSHUDWXUDNU]HSQL FLDPour point), K :DUWR ürsdárzd0-nj 8G]LDáVLDUNLPDV Benzyny 0,793 1,4 311-344 228 42,8 0,01-0,1 Nafty 0,82-0,88 2-4 339-367 253-273 42-43 0,1-0,8
:3á<:52'=$-83$/,:$1$ <:$712 ü7* 1. Podstawowym paliwem do energetycznych turbin gazowych jest gaz ziemny. 2. =DVWRVRZDQLHROHMXQDS GRZHJRVNUDFD \ZRWQR ü7*r 3. =DVWRVRZDQLHFL NLHJRROHMXRSDáRZHJR VNUDFD \ZRWQR ü7*rsrqdg
1LHNRQZHQFMRQDOQHSDOLZDGRWXUELQ JD]RZ\FK
=DQLHF]\V]F]HQLDHPLWRZDQH]WXUELQ JD]RZ\FK =DQLHF]\V]F]HQLDHPLWRZDQH]WXUELQJD]RZ\FKV W\SRZHMDNGOD VSDODQLDSDOLZSá\QQ\FK ditlenek Z JOD&2 2 para wodna H 2 O CO i HC tlenki azotu NO x niespalone Z JORZRGRU\+& WOHQHNZ JOD&2 ditlenek siarki SO 2 LZS (lotne zanieczyszczenia organiczne) F] VWNLVWDáHNRNVVDG]DSRSLyá
/LWHUDWXUD 1. Boyce M., Gas Turbine Engineering Handbook, Gulf Professional Publishing, Boston, 2006