Klasa F, klasa H, klasa J, zrozumienie klasyfikacji turbin gazowych

1. Podstawowa wiedza o turbinach gazowych

Turbinę gazową tworzą przede wszystkim trzy główne komponenty: kompresor, komora spalania i turbina gazowa. Cykl pracy turbiny gazowej nazywany jest zazwyczaj prostym cyklem. Większość turbin gazowych używa schematu prostego cyklu, natomiast tylko ciężkie涡turbiny gazowe stosują schemat cyklu połączonego. W wyniku różnych historycznych tła, turbiny gazowe rozwijały się w różnych kierunkach technologicznych. Przemysłowe i marynarskie lekkie turbiny gazowe typu lotniczego (zwanego powszechnie "maszynami lotniczymi") powstają przez modyfikację silników lotniczych; ciężkie przemysłowe turbiny gazowe (zwanego powszechnie "maszynami przemysłowymi") rozwijane są na podstawie tradycyjnego konceptu turbiny parowej, które służą przede wszystkim do napędów mechanicznych i dużych elektrowni.

Turbina gazowa może zostać podzielona na trzy części od lewej do prawej: kompresor (niebieski), komora spalania (czerwony) oraz turbina (żółty).

2. Klasyfikacja turbin gazowych

Na świecie działa kilkadziesiąt firm zajmujących się badaniami, projektem i produkcją turbin gazowych. Obecnie cztery firmy, które całkowicie opanowały technologię ciężkich turbin gazowych, to General Electric ze Stanów Zjednoczonych, Siemens z Niemiec, Mitsubishi Heavy Industries z Japonii (która wczesniej wprowadziła technologię Westinghouse z USA) oraz Ansaldo z Włoch. Według pana Chen Xuewena, wiceprzewodniczącego Shanghai Electric Gas Turbine Co., Ltd., nigdy nie istniał międzynarodowy standard dotyczący klasy modeli turbin gazowych, a dzisiaj staje się to coraz bardziej mgliste. Autor może jedynie zbierać opinie różnych stron i podsumować je następująco:

1. według temperatury spalania turbiny gazowej dzieli się (każde 100 stopni to poziom):

Amerykańska GE (wprowadzona przez Harbin Electric): 1100 ℃ to klasa E, 1200 ℃ to klasa F, 1400 ℃ to klasa H.

Japońska Mitsubishi (wprowadzona przez Dongfang Electric): 1400 ℃ to klasa F, 1500 ℃ to klasa G, klasa H to produkt testowy pośredni, 1600/1700 ℃ to klasa J.

Niemcy Siemens (wprowadzenie Shanghai Electric): stary numer V64.3A, V84.3A, V94.3A to klasa 6F. W 1997 roku Westinghouse sprzedało swoje działanie generatorów nienuklearnych firmie Siemens. Nowy numer został zmieniony na podobny SGT6-5000F i SGT-8000H. Klasa F to 1200 ° C i klasa H to 1500 ° C.

2. Klasyfikacja wyjściowa dla ciężkich turbin gazowych:

Ciężkie turbiny gazowe do wytwórstwa energii są zazwyczaj klasyfikowane według wydajności, gdy temperatura spalania w komorze spalania znajduje się między 1100 stopni Celsjusza a 1500 stopni Celsjusza. Na przykład, wydajność turbin klasy B wynosi mniej niż lub równa 100 MW, wydajność turbin klasy E mieści się między 100 MW a 200 MW, wydajność turbin klasy F jest między 200 MW a 300 MW, a wyższe klasy, takie jak G i H, znajdują się w zakresie od 300 MW do 400 MW. Według pana Chen Xuewena, ponieważ wydajność turbin różnych producentów rozwijała się szybko, ten sposób klasyfikacji jest nieco przestarzały w stosunku do rzeczywistych produktów.

3. Rozwój międzynarodowych turbin gazowych

Siemens: Przedstawicielny produkt SGT5-8000H super gazowa turbina waży 390 ton (co odpowiada w pełni zatankowanemu Airbussowi A380), ma 13,1 metra długości, 4,9 metra szerokości, 4,9 metra wysokości oraz moc w układzie kombinowanym wynoszącą 595 MW. Elektrourodzajność jednej turbinie SGT5-8000H wystarcza, aby zaopatrzyć w energię dużą przemysłową miasto. Łopatki turbinowe muszą wytrzymać temperaturę ponad 1500 ° C, co przekracza temperaturę dopływu do turbiny silnika turboodrzutowego GE90 i silnika F404. Ponieważ prędkość końcówki łopatki przekracza 1700 kilometrów na godzinę, ogromna siła odśrodkowa sprawia, że każda łopatka jest narażona na obciążenie 10 000 razy większe niż siła grawitacji Ziemi. Łopatka nie może mieć żadnych defektów, a dopuszczalny błąd wynosi zaledwie kilka dziesiątek mikrometrów, w przeciwnym razie zostanie unieruchomiona. Dlatego mówi się, że jedna łopatka jest równoznaczna z BMW.

Mitsubishi Corporation: Najnowszy model to M701J super gazownica z mocą w cyklu kombinowanym wynoszącą 650 MW. Jest wyposażony w 15-etapowy kompresor osiowy z współczynnikiem ciśnienia 23:1. Palnik i 4-etapowa turbin osiowa są całkowicie chłodzone powietrzem, a pierwsze 3 etapy wykorzystują najnowsze pokrycia ochronne na wysoką temperaturę, ceramiczne osłony termiczne oraz wysoce efektywne chłodzenie filmowe powietrzem i inne nowoczesne technologie. Posiada najwyższą na świecie temperaturę wpływu do gazownicy wynoszącą 1600 ° C, wciąż może zapewnić długoterminowe życie elementów wysokotemperaturowych. Najnowsze innowacje w serii J zostały zaprojektowane w celu dalszego obniżenia emisji węgla. W marcu 2020 r., MHPS otrzymało zamówienie na dwa napędy M501JAC od Intermountain Power Authority w stanie Utah, USA. Dwie turbiny gazowe oparte są na systemie chłodzenia powietrznego suchego spalania z niskim poziomem NOx i mogą wykorzystywać do 30% paliwa w postaci odnawialnego wodoru. W porównaniu do elektrowni opalanych węglem tego samego rozmiaru, system z 30% udziałem wodoru zmniejszy emisje węgla o ponad 75%, podczas gdy system z 100% udziałem wodoru całkowicie eliminuje emisje węglowe. Między 2025 a 2045 rokiem, elektrownia stopniowo osiągnie generowanie energii za pomocą 100% odnawialnego wodoru.

General Electric: seria 9HA ciężkich turbin gazowych to najefektywniejsze turbinę kombinacji cyklu na świecie; jej najnowsza ciężka turbina gazowa 9HA.02 nie tylko ma efektywność kombinacji cyklu przekraczającą 64%, ale także posiada moc wyjściową do 826 MW. Te dwa kluczowe wskaźniki znacznie przewyższają jej dwóch głównych konkurentów, a w produkcji kluczowych elementów stosowana jest najbardziej zaawansowana technologia drukowania 3D.

Skontaktuj się z nami

Dziękujemy za zainteresowanie naszą firmą! Jako profesjonalny producent części turbin gazowych będziemy dalej angażować się w innowacje technologiczne i poprawę usług, aby oferować jeszcze więcej wysokiej jakości rozwiązań dla klientów na całym świecie. Jeśli masz jakiekolwiek pytania, sugestie lub zamiary współpracy, z przyjemnością Ci pomожemy. Skontaktuj się z nami w następujący sposób:

WhatsAPP: +86 135 4409 5201

E-mail ：[email protected]