Turbinens praktiska användning
Turbinens inneslutning
Bilden visar ett 38 megawatts kraftverk i en enda inneslutning med en SGT 750-maskin.
Gasturbinen kan inte stå öppen för sig själv på ett golv, utan den kräver en hel mängd kringkomponenter. Först och främst dånar den och behöver två stora ljuddämpare som tar upp nästan en tredjedel av inneslutningens volym. I vissa fall står gasturbinerna mitt inne i städer och då gäller hårda bullerkrav. Ett antal luftfilter behövs för att maskinen inte ska bli smutsig inuti av damm, sot och insekter. Maskinen behöver andra kringkomponenter, som kylfläktar, kompressorer, smörjsystem och inte minst en startmotor. Tillkopplat utgångsaxeln sitter en växellåda som är kapabel att överföra 38 MW och till sist en trefasgenerator. Generatorn behöver sina mät- och skyddssystem.
Så får man hög verkningsgrad – ett kombinationskraftverk
Gasturbiner är framtidens kraftkälla i värmekraftverk. En gasturbin kan eldas med lite av varje, som naturgas, diesel eller tjockolja och lämna effekter på flera tiotals megawatt. En sådan kan kraftförsörja en hel stad.
Metoden att få ut uppåt 94 procents verkningsgrad ur naturgasen är att suga ut all energi ur förbränningsgaserna innan de släpps ut i luften. När avgaserna lämnar gasturbinen är de aningen för kalla för att kunna användas för att generera ånga direkt och måste hettas upp ytterligare i en avgaspanna, innan de når ångtuberna. Efter att gaserna producerat ånga passerar de ytterligare en värmeväxlare som tar ut värme till fjärrvärmenätet. Efter detta är gaserna så kalla att man inte kan göra något mera med dem.
Läs också: Avancerad teknik bakom den svenska superkanonen
Vattnet som används till ångturbinen, kondenseras i en kondensor efteråt, men den är inte med på systemskissen.
Svenska kombikraftverk i landets södra del får gas genom en direktledning från Danmark, som i sin tur kommer från gasfälten i Östersjön. Ledningen byggdes redan 1985.
Styrning under drift
När Siemens bygger ett styrsystem för ett kraftvärmeverk använder de med fördel sitt eget styrsystem Simatic. Det är ett standardsystem som vem som helst kan köpa på öppna marknaden.
Systemet är uppbyggt med två olika nätverkstyper. För datorerna används Ethernet, medan I/O-enheterna (PLC) nära maskinen kopplas via redundant Profibus.
Operatören har cirka 15 systembilder som visar de flesta mätpunkter som finns i systemet. Denne kan också ge systemet order att utföra olika processer, som att starta och stoppa turbinen. Start- och stopprocesserna utförs och tillhörande gränsvärden tillvaratas av styrenheterna, gatewayarna mellan Ethernet och Profibus-systemet. Det är där hela systemets intelligens ligger. Maskinens cirka 1500 signaler tas om hand av redundanta PLC:er nära maskinen, förutom vibrations- och varvtalssignaler som tas om hand av en annan mätrack.
Ventiler, pumpar, fläktar och startmotor behöver varvtalsstyrning och liknande och styrs av I/O-enheter med frekvensomriktare. Ju viktigare en komponent är för turbinens överlevnad, desto viktigare är det att drivenheten har egen intelligens och kan fortsätta även om kommandona från Profibus skulle fallera. Elektriska fel i kraftnätet måste kunna detekteras snabbt, eftersom generatorn behöver skydd mot sådant. För detta finns särskilda generatorskydd.
