Изначально разработанные для авиации, газовые турбины сегодня нашли широкое применение в различных отраслях промышленности. Их используют на нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятиях для привода компрессоров и насосов, в составе стационарных и передвижных электростанций, а также на транспорте — от речных и морских судов до локомотивов, тракторов и автомобилей. Популярность газотурбинных установок (ГТУ) объясняется их преимуществами: высокой удельной мощностью при компактных размерах и малом весе, простотой конструкции, легким запуском и обслуживанием, а также гибкостью в работе с разной нагрузкой. Ключевым достоинством является и топливная универсальность — турбины могут работать на газообразном (природный или попутный нефтяной газ), жидком (от бензина до мазута) и даже на твердом пылевидном топливе (уголь, торф). По данным зарубежной практики, около 20% турбин используют природный газ, а до 70% эксплуатируются на жидком топливе. Выбор конкретной марки топлива зависит от назначения установки, ее конструкции (особенно камеры сгорания), требуемой температуры газов на входе в турбину и других технических параметров.
Типы и производство газотурбинных топлив
Для стационарных ГТУ, парогазовых энергоустановок и судовых турбин в соответствии с ГОСТ 10433-75 производят две основные марки топлива: А и Б. К топливу марки А предъявляются более строгие требования, особенно по содержанию таких металлов, как ванадий, натрий, калий и кальций. Это связано с тем, что именно эти элементы являются основной причиной высокотемпературной коррозии деталей двигателя — камеры сгорания, лопаток турбины и других. Такое топливо обычно получают путем смешивания (компаундирования) легких газойлей от процессов коксования, каталитического и термического крекинга с прямогонными нефтяными фракциями, выкипающими в диапазоне 180–420 °C. Иногда газотурбинное топливо производят исключительно из прямогонных фракций без добавления вторичных компонентов.
Международная практика и альтернативные виды топлива
В мировой практике для стационарных и транспортных ГТУ часто применяют топлива, изначально разработанные для других двигателей. Это могут быть реактивные топлива (при использовании авиационных двигателей в судовых или энергетических установках), легкие и тяжелые дизельные топлива, а также мазуты (последние — при условии, что температура газов на входе в турбину не превышает 650 °C). В некоторых случаях используют прямогонную бензиновую фракцию — нафту, а для автомобильных газотурбинных двигателей — неэтилированные бензины. Стоит отметить, что дизельные топлива, применяемые в ГТУ, могут содержать сравнительно высокое количество серы — до 1,0–1,5% по массе. Основные физико-химические характеристики газотурбинных топлив регламентированы и представлены в соответствующих таблицах стандартов.
