негативное влияние гту на окружающую среду

XVIII Международная научно-практическая конференция «СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИИ»
Секция 10: Теплоэнергетика
НЕГАТИВНОЕ ВЛИЯНИЕ ГТУ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ
Дьяченко А.С., Абдрафиков Е.Ш.
Научный руководитель: Долгих А.Ю., старший преподаватель
Томский политехнический университет, 634050, г.Томск, пр.Ленина, 30
E-mail: [email protected]
Повальное применение газотурбинных установок
заставляет задумываться об их воздействии на
природу и человека. Существует несколько характерных аспектов влияния ГТУ на окружающую
среду, такие как вибрация, вредные выбросы, шум.
Наиболее радикально влияющим фактором ГТУ
является шумовое воздействие. Уровень шума
промышленных объектов обусловлен, как правило,
совместным шумовым воздействием нескольких Рис. 1. Схема глушителя для воздушного тракисточников, расположенных на территории про- та ГТ-100-750: 1 — ступень для снижения уровня
мышленного объекта, технологического оборудо- шума низких частот; 2 — ступень для снижения
вания, компрессорных станций, гидравлических уровня шума высоких частот; 3 — жалюзи; 4 —
установок, дробилок, вентиляционных установок, воздушный тракт
обслуживающего транспорта и др. Одним из таких
промышленных источников шумового воздействия являются газотурбинные электростанции и
мобильные газотурбинные установки (ГТУ), используемые в качестве источников электро- и теплоснабжения в районах массовой жилой застройки, необеспеченных подключением к централизованным энергетическим установкам. При работе
одной ГТУ-100 уровень звука превышает допустимые нормы на 15-17 дБА, а ГТУ-150 до 23 дБА
на расстоянии 300-400 м при полном шумоглушении других путей распространения шума. Основными источниками шума от ГТУ являются всасывающий патрубок осевого компрессора, корпус Рис.2. Глушители выхлопного тракта: а – комгазотурбинного агрегата, шахта выхлопа газотур- бинация цилиндрических глушителей; б – по
бинного агрегата. Для борьбы с ними применяют принципу <<антизвук>>; 1 – дымовая труба; 2 –
различные методы глушения, например для звукопоглощающие цилиндры; 3 – ГТУ; 4 –
облицовка;
5–
уменьшения шума от осевого компрессора прихо- звукопоглощающая
громкоговорители
системы
<<антизвук>>
дится настраивать работу ГТУ на такой режим,
при котором компрессор издает более тихий и ме- ГТУ фирмы «Броун-Бовери» мощностью 25 МВт.
нее монотонный звук. Для уменьшения же общего Глушитель имеет следующие размеры: длина
шума корпус газотурбинного агрегата накрывают большого цилиндра — 8300 мм, длина малого цизащитным кожухом. Но все же основную звуко- линдра — 3100 мм, а диаметры соответственно —
вую волну с собой несет шахта выхлопа ГТУ. Для 2700 и 950 мм. Толщина каждого кольца — 200
решения этой проблемы необходимо проводить мм. Скорость потока между кольцами — 60 м/с, а
ряд защитных мер, в частности установка глуша- сопротивление — 490 Па. На рис. 2, б показан
щих механизмов – глушителей. Выбор конструк- глушитель газотурбинной установки мощностью
ции глушителя определяется необходимым его 50 МВт. Габаритные размеры глушителя: длина
объемом, допускаемым гидравлическим сопротив- облицованного участка — 17 м, диаметр звукополением и требуемым снижением шума. На рис. 1, 2 глощающего цилиндра — 3,2 м. Аэродинамичепоказаны характерные схемы шумоглушения, ис- ское сопротивление — 490 Па при скорости потопользуемые в мировой практике для систем возду- ка 50 м/с. На рис. 2, в показан активный глушитель, работающий по принципу «антизвук» на гахозабора и для выхлопного газового тракта.
Для выхлопного тракта используют глушители, зовой турбине мощностью 11 МВт. Эффективкоторые являются, как правило, различными ком- ность этого глушителя составляет 10…13 дБ на
бинациями цилиндрических и кулисных глушите- низких частотах.
Для газовых турбин, выхлопные тракты
лей. Например, на рис. 2, а показана схема шумокоторые
подсоединены
к одной дымовой трубе,
глушения выхлопного тракта
целесообразно устанавливать один глушитель для
всех газовых турбин в цокольной части дымовой
трубы. На рис. 3 показано устройство глушителя
для нижнего и бокового подвода газоходов в трубу. Здесь звуковая энергия гасится при попадании
181
XVIII Международная научно-практическая конференция «СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИИ»
Секция 10: Теплоэнергетика
на звукопоглощающий материал перегородок, на
внутренней облицовке трубы и цилиндрах. Устройство имеет минимальное аэродинамическое
сопротивление, которое обеспечивается оптимальным подбором высоты перегородки, размещением
цилиндров со звукопоглощающим материалом и
др. Из рис. 3 видно, что поток дымовых газов
плавно расширяется проходя через конструкцию
глушителя. Потери аэродинамического сопротивления стали меньше приблизительно на 20 Па. для
газового тракта с таким подводом трех газоходов
от ГТ-100-750 и глушителем, чем без него. Такого
вида глушитель установлен на Ивановской ГРЭС.
ственным препятствием на пути их внедрения в
энергетику. Для современных ГТУ с высокими
степенями сжатия воздуха, необходимое давление
топливного газа может превышать 25-30 кг/см2.
Еще одним дополнительным существенным
недостатком ГТУ является резкое падение КПД
при снижении нагрузки. Срок службы ГТУ
значительно меньше, чем у других энергетических
установок и находится обычно в интервале 45-125
тыс. часов.
Но все же что так притягивает
современную энергетику к газотурбинным
установкам? Конечно же ГТУ имеет и ряд
серьезных достоинств. Основными достоинствами
газотурбинной установки является ее высокая
электрическая
и
тепловая
экономичность,
достигаемая за счет базового режима их работы на
тепловом потреблении (отопление, горячее
водоснабжение,
отпуск
тепла
для
производственных нужд), малый удельный вес,
компактность, простота транспортирования и
легкость монтажа, что в динамике современного
мира является очень важным фактором. К
преимуществам ГТУ также относят короткие
сроки строительства, повышение надежности
теплои
электроснабжения
потребителей,
снижение
инерционности
теплового
регулирования и потерь в тепловых сетях,
относительно сетей подключенных к крупным
РТС и ТЭЦ. В целом, несмотря на все минусы
газотурбинных
установок,
все-таки
положительные качества перевешивают и как
видно по динамике развития современной
энергетики - не зря.
Список использованной литературы:
1. Тупов Б.В. Снижение шума от энергетического оборудования. – М.: Изд-во МЭИ,
2005. – 232 c.
2. Газотурбинные и парогазовые установки
тепловых электростанций / С.В. Цанев,
В.Д. Буров, А.Н. Ремезов – 2-е изд., стереот. – М.: Издательский дом МЭИ, 2006.
– 584 с.
3. Газотурбинные установки (ГТУ)
http://www.mosenergoinform.ru/articles/gtu.
htm (дата обращения 13.02.1202.)
Рис. 3. Глушитель выхлопного тракта ГТУ при
нижнем подводе газоходов в дымовую трубу:
1 — дымовая труба; 2 — цилиндрический глушитель; 3 — звукопоглощающая облицовка;
4 — подводящий газоход; 5 — перегородка.
Также помимо шумового воздействия газотурбинные установки имеют еще ряд существенных недостатков. Это, прежде всего, необходимость
предварительного сжатия газового топлива, что
заметно удорожает производство энергии особенно для малых ГТУ и в ряде случаев является суще-
182