Базовые знания о газовых турбинах.
Газовые турбины в основном состоят из трех основных компонентов: компрессора, камеры сгорания и турбины. Цикл газовой турбины обычно называют простым циклом. Большинство газовых турбин используют простую схему цикла, и только газовые турбины большой-мощности используют схему комбинированного цикла. Из-за разного исторического развития газовые турбины развивались по разным техническим путям. Промышленные и морские авиационные-легкие газовые турбины на основе производных (широко известные как «авиационные-производные машины») создаются путем модификации авиационных двигателей; промышленные газовые турбины для тяжелых условий эксплуатации- (широко известные как «промышленные машины») разработаны на основе традиционной концепции паровых турбин, которая в основном используется для механических приводов и крупных электростанций.
Газовую турбину можно разделить на три части слева направо: компрессор (синий), камера сгорания (красный) и турбина (желтый).
Классификация газовых турбин
Десятки компаний занимаются исследованиями, проектированием и производством газовых турбин по всему миру. Четыре компании, которые полностью освоили технологию газовых турбин для тяжелых условий эксплуатации, — это General Electric в США, Siemens в Германии, Mitsubishi Heavy Industries в Японии (которая на первых порах представила технологию Westinghouse в США) и Ansaldo в Италии. По словам г-на Чэнь Сюэвэня, вице-президента Shanghai Electric Gas Turbine Co., Ltd., никогда не существовало международного стандарта для моделей газовых турбин, и сегодня он становится все более расплывчатым. Автору остается лишь собрать мнения разных сторон и обобщить их следующим образом:
1. По температуре сгорания газовая турбина делится (каждые 100 градусов – уровень):
Соединенные Штаты GE (электрическое введение в Харбине): 1100 градусов для класса E, 1200 градусов для класса F, 1400 градусов для класса H.
Япония Mitsubishi (представлена Dongfang Electric): 1400 градусов — класс F, 1500 градусов — класс G, класс H — продукт для промежуточных испытаний, 1600/1700 градусов — класс J.
Германия Siemens (представление Shanghai Electric): старые номера V64.3A, V84.3A, V94.3A относятся к классу 6F. В 1997 году компания Westinghouse продала свое подразделение по производству неядерных генераторов компании Siemens. Новый номер был изменен на аналогичные SGT6-5000F и SGT-8000H. Класс F — 1200 градусов С, класс H — 1500 градусов С.
2. Классификация номинальной мощности газовых турбин большой-мощности:
Тяжелые-газовые турбины для выработки электроэнергии обычно классифицируются по мощности, когда температура сгорания в камере сгорания составляет от 1100 до 1500 градусов Цельсия. Например, мощность газовых турбин класса B меньше или равна 100 МВт, мощность газовых турбин класса E составляет от 100 МВт до 200 МВт, мощность газовых турбин класса F составляет от 200 МВт до 300 МВт, а более высокие классы, такие как класс G и класс H, находятся в диапазоне от 300 МВт до 400 МВт. По словам г-на Чэнь Сюэвэня, поскольку выпуск газовых турбин различных производителей быстро развивается, этот метод классификации немного отстает от фактического продукта.
Разработка международных газовых турбин
Сименс: Репрезентативная газовая турбина SGT5-8000H весит 390 тонн (эквивалент полностью заправленного топливом Airbus A380), имеет длину 13,1 метра, ширину 4,9 метра, высоту 4,9 метра и мощность в комбинированном цикле 595 МВт. Выработки электроэнергии одного SGT5-8000H достаточно для обеспечения электроснабжения большого промышленного города. Лопатки турбины должны выдерживать высокую температуру более 1500 градусов, что превышает температуру на входе в турбину турбовентиляторного авиационного двигателя GE90 и реактивного двигателя F404. Поскольку скорость кончика лопасти турбины превышает 1700 километров в час, огромная центробежная сила заставляет один конец каждой лопасти соприкасаться в 10 000 раз сильнее силы тяжести Земли. Лезвие не может иметь дефектов, а погрешность составляет всего десятки микрон, иначе его отправят в металлолом. Поэтому говорят, что лезвие эквивалентно БМВ.
Мицубиси Корпорейшн: Последняя модель — супергазовая турбина M701J мощностью комбинированного цикла 650 МВт. Он оснащен 15-ступенчатым осевым компрессором с соотношением давлений 23:1. Горелка и 4-осевая турбина имеют воздушное-охлаждение, а на первых 3 ступенях используются новейшие-защитные покрытия от высоких температур, керамические термобарьерные покрытия и высокоэффективное-воздушное пленочное охлаждение, а также другие высокотехнологичные-технологии. Благодаря самой высокой в мире температуре на входе в газовую турбину (1600 градусов) она по-прежнему обеспечивает длительный-срок службы высоко-компонентов. Последние инновации серии J призваны еще больше снизить выбросы углекислого газа. В марте 2020 года MHPS получила заказ на два силовых агрегата M501JAC от Intermountain Power Authority в штате Юта, США. Две газовые турбины основаны на сухой системе сгорания с воздушным-охлаждением и низким уровнем выбросов NOx и способны использовать до 30 % возобновляемого водородного топлива. По сравнению с угольными электростанциями того же размера, 30-процентная водородная система сократит выбросы углекислого газа более чем на 75 %, а 100-процентная водородная система устранит выбросы углекислого газа. В период с 2025 по 2045 год завод постепенно перейдет на 100% производство возобновляемой водородной электроэнергии.
Дженерал Электрик: Газовые турбины для тяжелых условий эксплуатации-серии 9HA являются наиболее эффективными газовыми турбинами комбинированного цикла в мире; новейшая газовая турбина для тяжелых условий эксплуатации 9HA.02 не только имеет КПД в комбинированном цикле более 64 %, но и имеет выходную мощность до 826 МВт. Эти два ключевых показателя намного превосходят двух основных конкурентов, а для производства ключевых компонентов используется самая передовая-технология 3D-печати.
Связаться с нами
Благодарим Вас за интерес к нашей компании! Как профессиональная компания по производству деталей для газовых турбин, мы и впредь будем стремиться к технологическим инновациям и улучшению обслуживания, чтобы предоставлять более-качественные решения клиентам по всему миру. Если у вас есть какие-либо вопросы, предложения или намерения о сотрудничестве, мы будем рады вам помочь.
