כיתה של ידע BLAZE: טורבינה בגז

העקרונות הבסיסיים

לפי "מילון המונחים של טורבינה גז" (GB/T 15135-2018), טורבינה של גז מתייחסת למכונה סיבובית זרימה מתמשכת (מכונה אחת) שמשתמשת בהמרת אנרגיה תרמית לאנרגיה מכנית, כולל דחיסה, ציוד להימצאות החומר הפעילה (כגון תא שרפה), טורבינה, מערכת שליטה וציוד עזר.

מנועי טורבינה תעשייתיים, שנזכרים בדרך כלל כטורבינות גז או טורבינות, מנועי גז תעשייתיים, הם בעצם אותו הדבר כמו מנועי טורבינה גז אוויר (שנקראים גם מנועי תעופה), אך תחומי היישום שלהם שונים מעט. הם מדחסים את הגז בלחץ גבוה לתוך תא שרפה, ובאמצעות התגובה של האנרגיה הכימית, ממירים את האנרגיה הכימית לאנרגיה מכנית באמצעות טורבינה (ההגייה של turbine).

כמתקן להמרת אנרגיה, טורבינה גז היא מנוע מטוס שמשתמש בקרסין תעופה כדי להמיר אותו לאנרגיה מכנית עבור המרפק בעת הטיסה באוויר; טורבינה גז לשימוש על הקרקע ממירה גז טבעי ושמן למוטג'י מכני עבור המولد.

טורבינות קיטור, מנועים עם תændה פנימית וטורבינות גז פותחו לראשונה לשימוש בספינות מלחמה. טורבינות קיטור נמצאו בשימוש לפני מלחמת העולם הראשונה, מנועי דלק פנימי נמצאו בשימוש במהלך מלחמת העולם הראשונה ומלחמת העולם השנייה, וטורבינות גז לספינות מלחמה פותחו לאחר מלחמת העולם השנייה. הם הופקו מחדש ממנועי מטוס והיו בשימוש העיקרי על ספינות פני-שטח גדול.

לטורבינות גז יש מספר מאפיינים:

ראשית, יעילות ההמרה האנרגטית תאורטית יכולה להגיע ל-88%, וזהו התקן בעל יעילות ההמרה האנרגטית הגבוהה ביותר בעולם עד כה. תאים קומבינזיה יכולים להגשים יעילות המרה של 90%, אך הם עדיין לא נמצאים בשימוש מסחרי מלא; יעילות ההמרה האנרגטית התאורטית של מנועי דלק היא 88%, שטסטים במשך עשרות שנים.

שנית, טמפרטורת הקומבינזיה של טורבינות גז יחסית גבוהה והפליטת גזי אפקHOUSE יחסית נמוכה.

שלישית, צפיפות הכוח יחסית גדולה. מכונה בודדת בגודלAINER יכולה לספק אנרגיה לספינת מלחמה; שני INERS בערך מספיקים עבור צריכת החשמל האזרחית של מחוז. טורבינות בخار גדולות מאוד, כמו מנועי דיזל ומנועי الاحتراق הפנימי עם תכולה של יותר מ-10 מגהוואט, שהם בדרך כלל התקנים גדולים שוקלים אלפי טונות וגובהם עשרות מטרים.

רבעית, טורבינות גז אינן דומות למנגנוני בעירה פנימית, שעובדים בצורה של תנועות מחזוריות ועושים עבודה פעם אחת כל ארבע תנועות. טורבינות גז עובדות באופן רציף, והטורבינה היא קו סחרה. זו היא מכשיר מנוע תרמי בעל יעילות המרה אנרגטית הגבוהה ביותר, הממירה אנרגיה כימית לאנרגיה תרמית ואנרגיה מכנית.

בשנות ה-70 נכנסו טורבינות גז לתעשייה הפטרולית בארצות הברית, מה שהוביל לטורבינות גז תעשייתיות. מנועי מטוסים דורשים ביצועים יחסית גבוהים, הם יחסית מסובכים ויש להם חיים יחסית קצר; מנועים תעשייתיים אינם צריכים להפחית משקל, הם נבנים בצורה חזקה מאוד ודורשים חיים יחסית ארוך. בסביבות שנות ה-80, עם התפתחות הגז הטבעי, הוא נכנס לתעשיית החשמל.

לאחר מלחמת העולם השנייה, הרמה הטכנית של ארצות הברית לא הייתה גבוהה מאוד..acquirements המוקדמים ביותר היו של חברות איטלקיות, שמהן הון סיבובי של אירופה. החברה הבריטית הטיפוסית היא רולס-רויס, שמייצרת מנועי מטוסים. בדרך כלל, החברות שמייצרות מנועי מטוסים יוצרות גם טורבינות גז. זימנס מגרמניה נרכשה ברחבי אירופה, וגם רכשה את תיקון המטוסים של רולס-רויס. הטורבינות של הגז הרוסיות הן בעיקר בשיתוף עם אוקראינה. התוכניות כולן ברוסיה, וחלק מבסיסי הייצור הם במריאופול', אוקראינה.

בعقود האחרונות האחרונותrecent decades, csak a japán Mitsubishi fejlesztett tovább valódi nehéz gázturbínát, és a Kawasaki kisebbeket gyártna, tehát van még egy bizonyos küszöb. A kis és közepes méretű gázturbínák területén főként a GE uralkodik, különösen a haditengerészet számára. A fő pusztulóhajók nagyrészt GE-t használnak, az LM-2500 típusú modellt. A Siemens vette át néhány kis gázturbínát a brit Lincolnból, amelyek kapacitása 15 MW-nál kevesebb, és néhányat a svéd Finspångból. A legjobb vállalat a kis gázturbínák terén az amerikai Solar, amely nagyon közel van vásárlóiholdalának, és rendelkezik a világ legnagyobb piacarányal a 15 MW-nál alacsonyabb kapacitású gázturbínákon.

סיווג

לפי הצורה המבנית והעוצמה היציאה, מנועי גז יכולים להיבדל לשלושה סוגים: מיקרו, קלים וכבדים. ביניהם, מנועי הגז מיקרו וקלים יכולים לשמש כהרחבה של מנועי מטוסים (ידוע גם בשם "ממטוס לגז"), עם עוצמה בדרך כלל מתחת ל-50MW, ויכולים לשמש לייצור חשמל תעשייתי, כוח אוניות, תקיעת צינורות, רכבות טנקים, ייצור חשמל מפוזר וייצור חום וחשמל משולבים. מנועי גז כבדים יש להם עוצמה מעל 50MW ומשמשים בעיקר כמגניטים קבועים על האדמה, כמו רשתות חשמל עירוניות.

מנועי גז כבדים מסווגים בדרך כלל לפי הטמפרטורה. הקטגוריות E, F, G ו-H מתאימות לטמפרטורות שריפה שונות. מנקודת מבט מהנדסתית, מוטב לסווג אותם על פי יכולת ההישג של התמPERATURE של הסплав.

בסין, זה בעיקר טורבינות גז קטנות. טורבינות גז קטנות מוגדרות בדרך כלל לפי המבנה שלהן: חד-ציר, דו-ציר, שלוש-ציר, מודיפיקציה אווירית, תעשיה, ונדיר להגדיר אותן לפי הטמפרטורה, מכיוון שהטמפרטורה של טורבינות גז קטנות אינה כה גבוהה בהשוואה לטורבינות גז כבדות. אלו עם רמות כוח מתחת ל-30 מגוואט הם למעשה קריסטלים שווים-ציר, כלומר דרגת E. זה לא מוחלט, ויש כאלה מתקדמים יותר שהגיעו לדרגת F. דרגת E ניסתה בסין ב-1995. בערך 50 מגוואט כנראה מתאימים לדרגת F, שהיא קריסטל מכוון. סין ניסתה את הדרגה זו ב-2005, והיום יש לנו את כל החומרים האלה. הטורבינות הגז המתקדמות ביותר הגיעו לדרגת H, והיום יש לנו את הקריסטלים החדים שלנו של הדור השני.

בכלל, אלו שתחת 1 מגהוואט נקראים טורבינות גז מיקרו. למעשה, טורבינות גז מיקרו מחוץ לארץ אינן משתמשות באלומיניום כל כך טוב בגלל הטמפרטורה הנמוכה. הן משתמשות בפלדה מיוחדת מסוימת, ומעטים להשתמשystals שווה-ציר. אלו סביב 15 מגהוואט נקראים טורבינות גז קטנות, שמשתמשות בעיקרystals שווה-ציר. יש גם חברות מיוחדות מחוץ לארץ שמשתמשות בפלדה מיוחדת, אבל מכיוון שהכיסויים שלהםโดยเฉพาะ טובים, הם מיוצרים בצורה טובה יותר. קטנות ומتوسطות בגודל של 30~50 מגהוואט בדרך כלל משתמשות יותרystals מכוונים, כלומר, דרגה F. הגדולות יותר משתמשות בקריסטלים יחידים מהדור הראשון והשני, שהם מותגי הבית שלנו.

טורבינות גז קטנות, בינוניות ומיקרו משמשות בעיקר לייצור חשמל מפוזר ולייצור חום וחשמל שילוב. אלו מתחת ל-30 מגהוואט ו-15 מגהוואט משמשות בעיקר בסיצ'ואן, ואלו מתחת ל-7 מגהוואט משמשות בעיקר בצ'ונגצ'ינג. זה קשור לגודל של אזורי התעשייה שלהם. אלו סביב 30 מגהוואט משמשות בעיקר בג'יאנגסואו, ואלו בין 50 מגהוואט ל-100 מגהוואט משמשות בעיקר באזורי תעשיה בגואנגדונג, בדרך כלל לייצור חשמל מפוזר או לייצור חום וחשמל שילוב. אלו מעל 100 מגהוואט משמשות בעיקר לתיקון פיקים ברשת החשמל הגדולה או כתחנות ייצור בסיס. בתעשיית הנפט והגז משתמשים בעיקר בטורבינות קטנות. בתעשיית החפירה העליונה, Mostly used are 7 MW and 15 MW, ובתעבורה של צינורות המים主要是 15 MW ו-30 MW.

המערכת התכנונית של טורבינות גז מתחת ל-30 מגהוואט היא יחסית מתובלת, והמערכת החומצית של התהליך גם היא יחסית מתובלת. שיעור היצInMillis של OBT יכול להגיע ל-85%. טורבינות גז תעשייתיות עדיין צריכות להתמקד בביצועים כלכליים, בדיקת הערכה טכנית וכלכלית, או בביצועי עלות, והמפתח לביצועי הערכה הוא שיעור היצ/loader.

לטורבינות גז בינוניות וגדולות, יש לנו (דומסטיק) מעט ידע מצטבר על תוכנות תכנון, תקן תכנון ומאגרי נתונים של חומרים ותהליכים מסוימים במערכת התכנון שלנו, ולכן מערכת התכנון הזו אינה מתוחכמת מספיק וההישגיות איננה גבוהה. רמה F או מסת כיוון היא נקודת פ Watkins. מתחת למסת כיוון, אנחנו עדיין מוטרדים מספיק להשתתף בתחרות הבינלאומית. מעל מסת כיוון, ברמה התעשייתית, יש לנו עדיין פער מסוים. תחום זה הופקד בידי צוות לאומי. מספר חברות מרכזיות עושות מחקר ופיתוח בסיסיים, והשקעה בחומרים והתהליכים הבסיסיים היא עצומה.

שרשרת תעשייה

בחלק העליון של שרשרת התעשיה של טורבינות גז במדינה שלי, יצרני ליגות חום, ליגות טיטניום, חומריםposite, ליגות אלומיניום ופלדה כללית כוללים את Gangyan Gaona, Fushun Special Steel, קבוצת Baoti ועוד. בקישור של חלקים ורכיבים באמצע הזרם, החומרים נหลקדים, מודקים או עוברים תהליכים אחרים כדי ליצור רכיבי טורבינה כמו דוחות, צירים וחלקים נוספים. הדוחות וחלקים אחרים יוצרים באמצעות תהליך יציקה. הייצנים והדוקנים המובילים במדינה כוללים את Yingliu Co., Ltd., Wanze Co., Ltd., Tunan Co., Ltd. וכו'. לאחר מכן, יצרני מכונות שלמות בחלק התחתון מאספים את כל החלקים למכונות שלמות. הייצנים המובילים כוללים את AECC, Shanghai Electric, Helan Turbine, Harbin Electric, וכו'.

התעשיות העל, במיוחד מוצרים כמו ליגות סבירות בטמפרטורות גבוהות, ליגות טיטניום בסביבת טמפרטורות גבוהות, כיסויים חסרי תרמית וחומרים מתקדמים מבוססי קרמייתposite, שחקן תפקיד גדולepromoting את תעשיית ההגנה הלאומיה והייצור של ציוד מתקדם. הטורבינות הגז מקומיות משמשות בעיקר לייצור חשמל, ומספר קטן מהן משמש להזרקת מים, אספקת אוויר, לחץ בגישורים של נפט וגז וכן ככוח עבור אוניות וטנקים. התמקדות היא על ייצור חשמל מפוזר, חימום משולב וייצור חשמל, תחבורה של גז טבעי, תנועת אוניות ועיבוד מכני. במערכת האנרגיה הפוזרת, תחנות לחץ, ייצור חשמל תעשייתי ועוד יש לטורבינות הגז שלנו פוטנציאל שוק עצום, ובנוסף המדיניות תומכת בהצמיחה המהירה של התעשייה. פרויקטים גדולים כמו "הובלת גז ממערב למזרח", "הובלת חשמל ממערב למזרח" ו"הובלת מים מנגב לצפון", וכן ההתפתחות המהירה של תעשיית הבנייה של אוניות שלנו, הביאו לעלייה מהירה בשימוש בהטאורבינות הגז שלנו.

מדיניותליטי תעשיה

המערכת המודרנית של אנרגיה לתכנית חמש השנים ה-14 מרשימה גם טורבינות גז כטכנולוגיהנולוגיה מרכזית ובסיסית, שמה את זה על אותו רמה כמו אנרגיה גרעינית, מערכות חשמל חדשות, אחסון אנרגיה והידרוגן.

חברת ההשקעות באנרגיהלקטריות של המדינה עשתה שני פרוייקטים מיוחדים, אחד מהם הוא פרוייקט גדול לטורבינות גז כבדות, כולל טורבינות גז עם התמזגות הידרוגן. אחת טהורה של הידרוגן נבנתה במונגוליה הפנימית אך עדיין לא נכנסה לשימוש. בית הכוח ג'ינגמן התמזג ב-15%. חברת החשמל של הרבין וקבוצת החשמל של גואנגדונג, שהיא קבוצת אנרגיה של גואנגדונג, עשו פרוייקט התמזגות הידרוגן בביי דיא, וחמישה טורבינות וסימנס עשו פרוייקט התמזגות הידרוגן בשוזהאן.

טורבינות גז בשימוש נרחב בpipeline של המזרח-מערב של גז ובפלטפורמות שמן ימיות. כחברה קשורה למגזר הצבאי, גם CNOOC ספגה סנקציות מצד ארצות הברית והייתה בסיכון של חיתוך אספקה. במהלך המלחמה הרוסית-אוקראינית, טורבינות הגז של סימנס שהן רכשו את רוסיה נעצרו כשהן נשלחו לקנדה לתקון, מה שמשפיע על הביטחון האנרגטי. יש להתחיל את התהליך המקומי בהקדם.

מרחב שוק

בשנת 2022, תוצרת טורבינות הגז של המדינה שלנו תהיה 4.0563 מיליון קילוואט, והביקוש יהיה בערך 6.7986 מיליון קילוואט.

לפי נתוני הסטטיסטיקה, גודל שוק טורבינות הגז של המדינה שלנו הגיע ל-61.669 מיליארד יואן בשנת 2022, כאשר גודל השוק של טורבינות גז קטנות היה 893 מיליון יואן, גודל השוק של טורבינות גז קלות היה 56.569 מיליארד יואן, וגודל השוק של טורבינות גז כבדות היה 4.207 מיליארד יואן.

המדינה שלי עכשיו יש לה את היכולת לייצר באופן עצמאי טורבינות גז קלות (עוצמה מתחת ל-50 מגהוואט), וטורבינות בקצה התחתון אפילו יכולות להיבא, אבל טורבינות גז כבדות (עוצמה מעל 50 מגהוואט) עדיין תלויות בעיקר בהובאות, והטכנולוגיה ליבה מונופולית כמעט בידי יצרנים בינלאומיים כמו GE בארצות הברית, מיצובישי ביפן וסיימנס בגרמניה. קיים סיכון של "חנק" בשוק המקומי. לפי נתוני מנהל המכס, יבוא טורבינות גז ב-2022 יהיה ב-4.161 מיליארד דולר אמריקאי והיצוא יהיה ב-735 מיליון דולר אמריקאי.