Обзор возможности применения газовых турбин малой мощности

Обзор возможности применения газовых турбин малой мощности

Автор: Чичирова Н.Д., Филимонова А.А., Черкасов А.С., Ляпин А.И.

Журнал: Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Техника и технологии @technologies-sfu

Рубрика: Исследования. Проектирование. Опыт эксплуатации

Статья в выпуске: 5 т.16, 2023 года.

Бесплатный доступ

В данной статье произведен обзор представленных на рынке газовых турбин малой мощности отечественных и зарубежных производителей. Также рассмотрены сферы и опыт их применения в различных отраслях, особенности эксплуатации и дальнейшие перспективы внедрения. Проанализированы тенденции развития данной тематики в научных публикациях российских и зарубежных источников. При этом большее внимание уделено именно агрегатам отечественного производства, их особенностям и возможности применения. Выявлены проблемы и противоречия, препятствующие активному развитию газотурбинных технологий малой мощности в Российской Федерации.

Газовые турбины малой мощности, мини-тэц, децентрализованное энергоснабжение, газовые микротурбины, когенерация

Короткий адрес: https://sciup.org/146282710

IDR: 146282710

Список литературы Обзор возможности применения газовых турбин малой мощности

  • Vandervort C. Advancements in H class gas turbines and combined cycle power plants. Proceedings of ASME Turbo Expo 2018 Turbomachinery Technical Conference and Exposition GT2018. Oslo, Norway, 2018, 1-10.
  • Jansohn P. Modern Gas Turbine Systems, Switzerland, Woodhead Publishing Limited, 2013, p. 838.
  • Aslanidou I., Rahman M., Zaccaria V., Kyprianidis K. G. Micro Gas Turbines in the Future Smart Energy System: Fleet Monitoring, Diagnostics, and System Level Requirements, Frontiers in Mechanical Engineering, 2021, 7, 1-14.
  • Pilavachi P. Mini- and micro-gas turbines for combined heat and power, Applied Thermal Engineering, 2002, 22 (18), 2003-2014.
  • Gimelli A., Sannino R. Thermodynamic model validation of Capstone C 30 micro gas turbine, Energy Procedia, 2017, 126, 955-962.
  • Siemens energy [Электронный ресурс] - Режим доступа: https://www.siemens-energy. com/global/en/offerings/power-generation/gas-turbines.html - заглавие с экрана [Siemens energy [Electronic resource]-Access: https://www.siemens-energy.com/global/en/offerings/power-generation/ gas-turbines.html
  • Микротурбины Capstone. Официальный сайт. [электронный ресурс] - Режим доступа: https://biemtec.ru/ - заглавие с экрана [Capstone microturbines. Official website. [electronic resource] - Access: https://biemtec.ru/
  • Rolls-Royce plc [Электронный ресурс] - Режим доступа: https://www.rolls-royce.com/ media/press-releases.aspx - заглавие с экрана [Rolls-Royce plc [Electronic resource] - Access: https://www.rolls-royce.com/media/press-releases.aspx
  • MAN Energy Solutions gas turbines [Электронный ресурс] - Режим доступа: https://www. man-es.com/oil-gas/products/gas-turbines - заглавие с экрана [MAN Energy Solutions gas turbines [Electronic resource] - Access: https://www.man-es.com/oil-gas/products/gas-turbines
  • Flex Energy Solutions [Электронный ресурс] - Режим доступа: https://www.flexenergy. com/power-solutions/turbine-innovations/ - заглавие с экрана [Alex Energy Solutions [Electronic resource] - Access: https://www.flexenergy.com/power-solutions/turbine-innovations/
  • РосТепло. Микротурбина Turbec T100. [Электронный ресурс] - Режим доступа: https://www.rosteplo.ru/katalog/5/77/126 - заглавие с экрана [RosTeplo. Turbec T100 microturbines. [Electronic resource] - Access: https://www.rosteplo.ru/katalog/5/77/126
  • Новая генерация. Электростанции Solar Turbines (Солар Турбайнз) - газотурбинные установки [Электронный ресурс] - Режим доступа: https://manbw.ru/analitycs/solar.html - заглавие с экрана [New generation. Solar Turbines power plants - gas turbine installations [Electronic resource] - Access: https://manbw.ru/analitycs/solar.html
  • ЭНЕРГОПРОФ. Газовые генераторы Mikron Energy [Электронный ресурс] - Режим доступа: https://www.sklad-generator.ru/elektrostancii/gazovye/mirkon-energy - заглавие с экрана [ENERGOPROF. Micron Energy gas generators [Electronic resource] - Access: https://www.sklad-generator.ru/elektrostancii/gazovye/mirkon-energy
  • Микротурбины Honeywell Power [Электронный ресурс] - Режим доступа: Systemshttps://cogeneration.ru/honeywell/parallon_75.html - заглавие с экрана [Honeywell Power microturbines [Electronic resource] - Access: Systemshttps://cogeneration.ru/honeywell/parallon_75. html
  • OPRA. Gas Turbine [Электронный ресурс] - Режим доступа: https://www.opra.energy/ gas-turbine/ - заглавие с экрана [OPRA. Gas Turbine [Electronic resource] - Access: https://www. opra.energy/gas-turbine/
  • ZAVODAGT. Газовые турбины Kawasaki [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://zavodagt.ru/gazovye-turbiny-kawasaki - заглавие с экрана [ZAVODAGT. Kawasaki gas turbines [Electronic resource] - Access: http://zavodagt.ru/gazovye-turbiny-kawasaki
  • Каталог энергетического оборудования -2017 «Турбины и дизели», главный редактор Капралов Д. А., отпечатано ИП Голубин А. М. г. Рыбинск, 704 с. [Catalog of power equipment -2017 "Turbines and diesel engines", editor-in-chief Kapralov D. A., printed by IP Golubin A. M. Rybinsk, p. 704. (in Russian)]
  • Rist J. F., Dias M. F., Palman M., Zelazo D., Cukurel B. Economic Dispatch of a Single Microgas Turbine under Chp Operation, Applied Energy, 2017, 200, 1-18
  • Cameretti MC, Tuccillo R. Combustion features of a bio-fuelled micro-gas turbine. Applied Thermal Engineering 2015, 8,:280-290.
  • Decuypere R., Verstraete D. Micro Turbines from the Standpoint of Potential Users, Micro Gas Turbines, 2005, 15, 1-14.
  • Karvountzis-Kontakiotis A., Andwari A. M., Pesyridis A., Russo S., Tuccillo R., Esfahanian V. Application of Micro Gas Turbine in Range-Extended Electric Vehicles, Energy, 147, 2018, 351-361.
  • Jia F., Zhang X., Dub F., Ding S., Zhao Y., Xu Z., Wang Y., Zhou Y. Experimental and numerical investigation on micro gas turbine as a range extender for electric vehicle, Applied Thermal Engineering, 173, 2020, 115-236.
  • Visser W. P.J., Shakariyants S. A., Oostveen M. (2011). Development of a 3kW Microturbine for CHP Applications, Journal of Engineering Gas Turbines and Power, 2011, 133, 042301-1-042301-8.
  • Banihabib R., Assadi M. The Role of Micro Gas Turbines in Energy Transition, Energies, 2022, 15 (21), 1-22
  • Degobert Ph., Kreuawan S., Guillaud X. Micro-grid powered by photovoltaic and micro turbine. International Conference on Renewable Energies. France, 2006, 1 (4), 188-191.
  • Camerettia M. C., Langellaa G., Sabinoa S., Tuccilloa R. Modeling of a hybrid solar micro gas-turbine power plant, Energy Procedia, 2015, 82, 833-840
  • Bohn D. Micro Gas Turbine and Fuel Cell: A Hybrid Energy Conversion System with High Potential, Micro Gas Turbines, 2005, 13, 1-46.
  • Xiao G., Yang T., Liu H., Ni D., Ferrari M. L., Li M., Luo Z., Cen K., Ni M. Recuperators for micro gas turbines: A review, Applied Energy, 2017, 197, 83-99.
  • Simon T. W., Jiang N. Micro- or Small- Gas Turbines. Proceedings of the International Gas Turbine Congress 2003. Tokyo, 2003, 1-15.
  • Bakalis D. P., Stamatis A. G. Incorporating available micro gas turbines and fuel cell: Matching considerations and performance evaluation, Applied Energy, 2013, 103, 607-617.
  • Филимонова А. А., Чичиров А. А., Чичирова Н. Д., Печенкин А. В. Обзор проектных схем гибридных систем с твердооксидным топливным элементом и газовой турбиной для комбинированного производства тепла и электроэнергии. Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Техника и технологии. 2022. Т. 15. № 7, 812-834. [Filimonova A. A., Chichirov A. A., Chichirova N. D., Pechenkin A. V. Overview of design schemes of hybrid systems with a solid oxide fuel cell and a gas turbine for combined heat and power generation. Journal of the Siberian Federal University. Series: Engineering and Technology. 2022. Vol. 15. No. 7, 812-834. (in Russian)]
  • di Gaeta A., Reale F., Chiariello F., Massoli P. A Dynamic Model of a 100 Kw Micro Gas Turbine Fuelled with Natural Gas and Hydrogen Blends and its Application in a Hybrid Energy Grid, Energy, 2017, 129, 299-320.
  • Langston L. S. Hydrogen Fueled Gas Turbines, Mechanical Engineering, 2019, 141 (03), 52-54.
  • Kosoi A. S., Popel O. S., Beschastnykh V. N., Sinkevich M. V. Small Gas-Turbine Units for the Power Industry: Ways for Improving the Efficiency and the Scale of Implementation, Thermal Engineering, 2017, 64 (10), 723-728.
  • Rasul M. G., Ault C., Sajjad M. Bio-gas Mixed Fuel Micro Gas Turbine Co-Generation for Meeting Power Demand in Australian Remote Areas, Energy Procedia, 2015, 75, 1065-1071.
  • Nikpey H., Assadi M., Breuhaus P., Morkved P. T. Experimental evaluation and ANN modeling of a recuperative micro gas turbine burning mixtures of natural gas and biogas, Applied Energy, 2014, 117, 30-41.
  • Ezzat M. F., Dincer I. Energy and exergy analyses of a novel ammonia combined power plant operating with gas turbine and solid oxide fuel cell systems, Energy, 2020, 194, 116750
  • Caresana F., Comodi G., Pelagalli L., Renzi M., Vagni S. Use of a test-bed to study the performance of micro gas turbines for cogeneration applications, Applied Thermal Engineering, 2011, 31, 3552-3558.
  • Ho C., Chua K. J., Chou S. K. Performance study of a microturbine system for cogeneration application J, Renewable Energy, 2004, 29, 1121-1133.
  • Yazdi B. A., Yazdi B. A., Ehyaei M. A., Ahmadi A. Optimization of micro combined heat and power gas turbine by genetic algorithm, Thermal science, 2015, 19 (1), 207-218.
  • Kraev V. M., Tikhonov A. I. Conversion of Low-Thrust Airplane Gas-Turbine Engines to Power Generators, Russian Engineering Research, 2018, 38 (7), 536-539.
  • Gusarova V. A., Godzhaev Z. A. Development of Low-Power Gas Turbine Plants for Use at Industrial Facilities, Journal of Machinery Manufacture and Reliability, 2018, 47 (6), 500-506.
  • Shubina A. S., Marin G. E., Akhmetshin A. R. Study of the Possibility of Creating Autonomous Low-Power Thermal Power Plants Using Alternative Energy Sources, International Conference on Automatics and Energy (ICAE 2021). Vladivostok, Russia, 2021, 2096, 1-9.
  • Опыт внедрения и эксплуатации ГТУ малой мощности [Электронный ресурс] - Режим доступа: https://www.rosteplo.ru/Tech_stat/stat_shablon.php?id=794 - заглавие с экрана[Experience in the implementation and operation of low-power GTU [Electronic resource]Access: https://www. rosteplo.ru/Tech_stat/stat_shablon.php?id=794
  • Щаулов В. Ю. Опыт внедрения и эксплуатации ГТУ малой мощности: материалы Конференции «Малые и средние ТЭЦ. НП "Российское теплоснабжение" Современные решения», 7-9 сентября 2005 г. [Shchaulov V. Yu., Experience of implementation and operation of low-power GTU Materials of the Conference "Small and medium-sized CHP plants. NP "Russian heat supply" Modern solutions", September 7-9, 2005 (in Russian)]
  • Чурашев В. Н. Каким быть энергообеспечению Новосибирской области? Интерэкспо ГЕ0-Сибирь-2016. XII Междунар. науч. конгр.: Междунар. науч. конф. «Экономическое развитие Сибири и Дальнего Востока. Экономика природопользования, землеустройство, лесоустройство, управление недвижимостью»: сб. материалов в 3 т. Новосибирск, 18-22 апреля 2016 г. Т. 3. 60-65 [Churashev V. N. What should be the energy supply of the Novosibirsk region? Interexpo GE0-Siberia-2016. XII International Scientific Conference: International Scientific Conference "Economic Development of Siberia and the Far East. Economics of nature management, land management, forest management, real estate management": collection of materials in 3 t. Novosibirsk, April 18-22, 2016, vol. 3. 60-65(in Russian)]
  • Петрущенков В. А., Коршакова И. А. Качественный и количественный анализ тепловой энергетики малых мощностей в России. Проблемы энергетики, 2020, том 22, № 5, 52-70. [Petrushchenkov V. A., Korshakova I. A. Qualitative and quantitative analysis of thermal energy of small capacities in Russia. Problems of Energy, 2020, volume 22, No. 5, 52-70. (in Russian)]
  • Нормы технологического проектирования тепловых электрических станций ВНТП 81 Утверждены. Протокол научно-технического Совета Минэнерго СССР от 17 августа 1981 г. № 99 по согласованию с Госстроем СССР письмо № АБ-3430-20/4 от 29.06.81. [The norms of technological design of thermal power plants VNTP 81 have been approved. Protocol of the Scientific and Technical Council of the Ministry of Energy of the USSR dated August 17, 1981 No. 99 in coordination with the USSR State Construction Committee letter No. AB-3430-20/4 dated 06/29/81.]
  • CCpowerplant. Газовая турбина ГТЭ-6 [Электронный ресурс] - Режим доступа: https://ccpowerplant.ru/gazovaya-turbina-gte-6/ - заглавие с экрана [CCpowerplant. Gas turbine GTE-6 [Electronic resource] - Access: https://ccpowerplant.ru/gazovaya-turbina-gte-6/
  • ПАО «ОДК-САТУРН» [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://uec-saturn.ru - заглавие с экрана [PJSC "UEC-SATURN" [Electronic resource] - Access: http://uec-saturn.ru
  • ОДК «Авиадвигатель» [Электронный ресурс] - Режим доступа: https://www.avid.ru/ energy/ - заглавие с экрана [UEC "Aviadvigatel" [Electronic resource] - Access: https://www.avid. ru/energy/
  • УМПО ОДК [Электронный ресурс] - Режим доступа: https://www.umpo.ru/ - заглавие с экрана [UMPO UEC [Electronic resource] - Access: https://www.umpo.ru/
  • ПАО «ОДК-Кузнецов» [Электронный ресурс] - Режим доступа: https://kuznetsov-motors.ru/produktsiya - заглавие с экрана [PJSC "UEC-Kuznetsov" [Electronic resource] - Access: https://kuznetsov-motors.ru/produktsiya
  • Luessen H. P. Gas turbine technology for steel mill gas and syngas applications General Electric Company. The International Gas Turbine and Aeroengine Congress and exhibition, Orlando, Florida, 1997, 1-9.
  • Белкин А. П., Дубова А. В. Выбор технологии децентрализованного энергоснабжения предприятий тюменской области, «Инновационные технологии устойчивого развития», 2015, Выпуск 4, 46-53. [Belkin A. P., Dubova A. V. The choice of technology for decentralized energy supply of enterprises of the Tyumen region, "Innovative technologies of sustainable development", 2015, Issue 4, 46-53. (in Russian)]
  • Сладковский Д. А., Кузичкин Н. В. Энергосберегающие схемы теплоэлектроснабжения нефтеперерабатывающих предприятий на базе газотурбинных технологий, Известия Санкт-Петербургского государственного технологического института (технического университета), 2012, 1-3 [Sladkovsky D. A., Kuzichkin N. V. Energy-saving schemes of heat and power supply of oil refineries based on gas turbine technologies, Proceedings of the St. Petersburg State Technological Institute (Technical University), 2012, 1-3(in Russian)]
  • Стребков Д. С., Тихомиров А. В. Вестник Направления повышения эффективности использования энергоресурсов в животноводстве, ВНИИМЖ № 2(10)-2013, 26-34 [Strebkov D. S., Tikhomirov A. V. Bulletin of the direction of improving the efficiency of energy use in animal husbandry, VNIIMZH No.2(10)-2013, 26-34 (in Russian)]
  • Матрунчик А. С. Потенциал использования биоэнергетики на животноводческих фермах России, «Вопросы современной науки и практики» УНИВЕРСИТЕТ им. В.И. ВЕРНАДСКОГО, 2015, № 2(56), 22-27. [Matrunchik A. S. The potential of using bioenergy on livestock farms in Russia, "Issues of modern science and practice" V.I. VERNADSKY UNIVERSITY, 2015, № 2(56), 22-27 (in Russian)]
  • Газотурбинная техника ПАО «Кадви» [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://gtes.kadvi.ru/power-module/silovoj-modul-gtd-02/ - заглавие с экрана [Gas turbine equipment of PJSC "Kadvi" [Electronic resource] - Access: http://gtes.kadvi.ru/power-module/silovoj-modul-gtd-02/
  • ПАО Пролетарский завод [Электронный ресурс] - Режим доступа: - https://proletarsky. ru/product_catalog/1_- заглавие с экрана_[PJSC Proletarian Plant [Electronic resource] - Access: https://proletarsky.ru/product_catalog/1
  • Вдовенко И. А., Некрасов Д. О. Оценка эффективности применения газотурбинной установки ГТЭ-004 в системе энергоснабжения, «СИМВОЛ НАУКИ», 2015 № 5, 22-24 [Vdovenko I. A., Nekrasov D. O. Evaluation of the effectiveness of the GTE-004 gas turbine installation in the power supply system, "SYMBOL OF SCIENCE", 2015 No. 5, 22-24 (in Russia)]
  • Чурашев В. Н., Маркова В. М. Мини-ТЭЦ - перспективное направление развития энергетики Новосибирской области, Актуальные проблемы развития Новосибирской области и пути их решения Часть I Проблемы и перспективы экономического развития новосибирской области сборник научных трудов Под редакцией д.э.н. А. С. Новоселова, к.э.н. А. П. Ку-лаева, Новосибирск 2014, 138-161 [Churashev V. N., Markova V. M. Mini-CHP - a promising direction of energy development of the Novosibirsk region, Actual problems of development of the Novosibirsk region and ways to solve them Part I Problems and prospects of economic development of the Novosibirsk region collection of scientific papers Edited by Doctor of Economics A. S. Novoselov, Candidate of Economics A. P. Kulaev, Novosibirsk 2014, 138-161 (in Russian)]
Еще
Статья научная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp