Способы использования турбокомпрессоров

Эксплуатация турбокомпрессоров

Основная функция судового гибридного турбокомпрессора, на валу ротора которого установлен генератор, заключается в подаче электроэнергии для потребления на борту судна и для наддува судового дизельного двигателя. Генератор приводится в движение валом турбокомпрессора, который вращается за счёт энергии выхлопных газов. Таким образом, генератор является устройством рекуперации тепла выхлопных газов, и можно ожидать экономии энергии. Но для реализации этих возможностей требуется высокоскоростной, высокоэффективный, небольшой, мощный генератор.

Судовой турбокомпрессор

Турбокомпрессор двигателя состоит из одноступенчатой турбины и компрессора на валу. Компрессор приводится в действие выхлопными газами двигателя, направляемыми в турбину, и подаёт в двигатель сжатый воздух для сгорания. Благодаря недавнему повышению эффективности турбокомпрессоров дизельных двигателей, в двигатель может подаваться достаточное количество воздуха с частичным улавливанием выхлопных газов для выработки электроэнергии.

Практическое применение этой технологии — система рекуперации отработанного тепла, подающая примерно 10% выхлопных газов на силовую турбину для привода генератора. Гибридный судовой турбокомпрессор включает в себя генератор в корпусе турбокомпрессора, но для него требуется пространство такой же ширины, как для обычного турбокомпрессора, и он требует лишь небольших изменений в обычном дизельном двигателе.

Судовой турбокомпрессор: применение и преимущества

Турбокомпрессор может использоваться как генератор, а также как двигатель благодаря применению двунаправленных преобразователей частоты. Для реализации этих функций необходимо уменьшить размер генератора и спроектировать его таким образом, чтобы он помещался внутри конструкции турбокомпрессора. Прежде чем быть установленным на судно, эксплуатация компрессора требует проведения тщательных испытаний на соответствие турбокомпрессора двигателю и ходовых испытаний.

Гибридный турбокомпрессор, интегрированный с генератором, использует энергию выхлопных газов на впускном отверстии турбокомпрессора для выработки электроэнергии, как и обычная газовая силовая турбина. Однако по сравнению с обычной силовой турбиной гибридный турбокомпрессор имеет следующие преимущества:

1. Для установки турбокомпрессора требуется всего несколько модификаций двигателя, и модернизация относительно проста, что приводит лишь к незначительному увеличению внешних размеров, поскольку не требуется трубопровод отработавших газов и клапанные регуляторы. 

2. В системе отсутствуют тепловые и трубопроводные потери, а турбина турбокомпрессора обеспечивает высокий КПД.

3. Турбокомпрессор может быть ускорен за счёт использования генератора в качестве двигателя.

С усовершенствованием конструкции судового турбокомпрессора ожидается значительное расширение и сферы его применения.