Микротурбины Capstone без иллюзий

Особенности микротурбин Cаpstone

Разработка микротурбин Capstone в начале 90-х годов велась ведущими американскими специалистами по заказу NASA и крупных транснациональных корпораций. Позднее, в середине 90-х – 2000 гг., ряд уникальных преимуществ микротурбин Capstone смогла по достоинству оценить широкая группа потребителей.

Прогрессивные технологии Capstone позволили добиться высокой надежности и экономичности за счет отсутствия в конструкции турбины трущихся частей и использования воздушных подшипников, экологичности за счет низких рабочих температур и отсутствия масла, простоты обслуживания за счет высокой степени автоматизации энергосистем. В настоящее время микротурбины эксплуатируются по всему миру, в том числе для энергообеспечения стратегически важных объектов.

Микротурбинный двигатель состоит всего из одной движущейся детали — вращающегося вала, на котором соосно расположены электрический генератор, компрессор и непосредственно турбина. В установке не используются редукторы или другие механические приводы. Уникальной конструктивной особенностью двигателя является применение воздушных подшипников, за счет которых достигается рекордная скорость вращения вала — 96 000 оборотов в минуту (для С30 и С65). Эта инновация дает возможность отказаться от использования масла, высокий расход которого у других видов оборудования составляет значительную часть эксплуатационных затрат.

Низкие рабочие температуры снижают уровень эмиссии окислов азота, благодаря чему уровень выбросов СO и NOx не превышает 9 ppm, что позволяет отнести микротурбины к одному из самых экологически чистых источников энергии.

Другой уникальной особенностью турбин Capstone является компоновка основных узлов агрегата. В компактном корпусе размещены компрессор, камера сгорания, рекуператор, непосредственно турбина и постоянные магниты электрогенератора. Генератор охлаждается набегающим потоком воздуха, что исключает необходимость организации системы жидкостного охлаждения и повышает надежность и экономичность оборудования в процессе эксплуатации.

Благодаря использованию в конструкции турбодвигателя воздухо-воздушного теплообменника (рекуператора), микротурбины имеют высокий для турбогенераторов электрический КПД — до 35%. Рекуператор использует тепловую энергию выхлопа для предварительного нагрева воздуха в камере сгорания, что позволяет снизить объем потребляемого топлива практически в два раза.

Благодаря высокой степени автоматизации энергосистема на базе микротурбин может функционировать без постоянного присутствия обслуживающего персонала. Контроль над работой турбин осуществляется посредством микропроцессорной системы автоматического управления через GSM модем, координирующий работу установок вне зависимости от их расположения. Это позволяет размещать установки в труднодоступных районах на необслуживаемых объектах, таких как радиорелейные станции и линейная часть газопроводов.

В совокупности эти свойства обеспечивают надежную работу оборудования и позволяют минимизировать время технического обслуживания. Срок до капитального ремонта микротурбин при соблюдении условий эксплуатации составляет 40 - 60 тыс.часов, а периодические сервисные работы производятся каждые 8000 часов, т. е. не чаще 1 раза в год. Различные модификации микротурбинных установок дают возможность индивидуального подхода к решению задач автономного энергоснабжения различных групп потребителей.