Микротурбины Capstone — это современное оборудование, представляющее собой газовые турбины малой мощности для автономного теплоэнергоснабжения потребителей, сочетающее в себе отличные технические и эксплуатационные характеристики. Непревзойденные потребительские свойства и тщательная проработка всех элементов с применением инновационных т
ехнологий Capstone Turbine Corporation, защищенных более чем 100 патентами, позволяют выделить микротурбины в отдельный класс энергогенерирующего оборудования.
Микротурбины идеально отвечают нуждам современной распределенной энергетики, прежде всего, за счет своих конструктивных особенностей.
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. Они поддерживают вал ротора генератора в подвешенном бесконтактном состоянии. Воздушный подшипник состоит из двух компонентов. Внешняя часть, выполненная из особого высокотемпературного сплава, имеет цилиндрическую форму. Внутренняя часть представляет собой тонкую волнообразную окружность, выполняющую роль пружины под которой расположена лента. Пружины создают силу противодействия лентам и воздуху, что позволяет валу газовой турбины находится в устойчивом положении на воздушных подушках. Благодаря особой аэродинамической форме подшипника при скорости вращения свыше 2000 оборотов в минуту образуется воздушная плёнка, которая отделяет вал от ленты подшипника и защищает его от износа. Эта инновация дает возможность отказаться от использования масла, высокий расход которого у других видов оборудования составляет значительную часть эксплуатационных затрат. Кроме того, малое количество сопрягаемых частей снижает до минимума риск повреждения деталей турбогенератора и обеспечивает высоконадежную и безопасную работу микротурбинной установки. Это также является одним из ключевых факторов длительного срока службы до капитального ремонта — до 60 000 часов. За счет высокой частоты вращения вала и воздушных подшипников достигается низкий уровень шума и вибраций энергоустановки.
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 генерации энергии. Другой уникальной особенностью микротурбинных установок 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 воздухо-воздушного теплообменника (рекуператора) в конструкции микротурбин, они имеют высокий для газотурбинных электростанций 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 газовых турбин Capstone может функционировать без постоянного присутствия обслуживающего персонала. Контроль над работой микротурбинных установок осуществляется посредством микропроцессорной системы автоматического управления через GSM модем, координирующий работу газовых турбин вне зависимости от их расположения. Это позволяет размещать автономные электростанции на базе микротурбин в труднодоступных районах на необслуживаемых объектах, таких как радиорелейные станции и линейная часть газопроводов. В совокупности эти свойства обеспечивают надежную работу оборудования тепловых электростанций и позволяют минимизировать время технического обслуживания.
Срок до капитального ремонта микротурбин при соблюдении условий эксплуатации составляет 60 000 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.
