Где применяются газовые турбины: Газовая турбина: назначение и области применения

Содержание

Газовая турбина: назначение и области применения

Газовые турбины являются приводом генераторов, превращая энергию входящего воздуха в механическую работу вала. Они очень надежны и высокопроизводительны, за счет чего их доля в структуре мировой энергетики растет стремительными темпами.

Назначение и принцип действия

Газовая турбина является лопаточной установкой, необходимой для обеспечения движения электрогенератора.

Ее основными частями являются ротор и статор с лопатками.

Лопатка – это металлическая деталь, представляющая собой пластину с хвостовиком, прикрепляющуюся к диску. Как правило, ширина этой пластины составляет четверть от ее длины.

Ротор – подвижный вал, на котором установлены диски с лопатками. Один диск называется ступенью ротора. Количество ступеней и размер лопаток на каждой из них зависит от особенностей работы и требуемой мощности агрегата.

Статор – неподвижный элемент турбины, представляющий собой лопатки другой формы, закрепленные в корпусе вокруг ротора. Он служит для направления газа на пластины ротора под нужным углом. Благодаря этому повышается КПД и надежность работы, а также предотвращается нарушение потока вещества.

Вместе с камерой сгорания газовая турбина представляет собой газотурбинную установку.


Рис. 1. Газотурбинная установка

Процесс работы

С помощью турбокомпрессора входящий воздух сжимается и подается в камеру сгорания. Там он нагревается и расширяется.

Продукты сгорания под давлением подаются на лопатки турбины, чем приводят в движение ротор, который является приводом электрогенератора.


Отличительные особенности

Главной особенностью газового устройства по сравнению с паровыми и парогазовыми турбинами является неизменность агрегатного состояния входящего вещества на протяжении всего рабочего процесса.

Это позволяет им функционировать при более высоких температурах и увеличивать КПД.

При одинаковой мощности с паровыми газовые установки имеют меньший вес и габариты, быстрее вводятся в эксплуатацию, проще в обслуживании.

В отличие от двигателя внутреннего сгорания, в газовой турбине меньшее количество движущихся элементов и низкая вибрация при работе, более высокое соотношение мощности к габаритам, малое количество вредных выбросов, а также низкие требования к используемому топливу.

Применение газовых турбин связано и с некоторыми недостатками. Среди них высокая стоимость за счет сложности производства деталей, высокое потребление электроэнергии, медленный пуск по сравнению с ДВС, низкий КПД при малых нагрузках.


Сервис газовых турбин

Газовые турбины функционируют при экстремальных температурах и нагрузках, поэтому их элементы должны иметь высокую жаропрочность, жаростойкость и удельную прочность.

Ресурс деталей существенно снижается во время пусков и остановок агрегата, поэтому необходимо использовать материалы, способные защищать узлы как при высоких, так и при низких нагрузках.

С этой целью конструкторы применяют инновационные смазочные материалы, которые обеспечивают долговременную защиту механизмов от коррозии и износа, обладают высокой несущей способностью и устойчивостью к экстремальным температурам.

Для облегчения сборки и демонтажа лопаток турбин, а также защиты от фреттинг-коррозии на их хвостовики наносят материал MODENGY 1001.


Рис. 2. Лопатки турбин до и после нанесения защитного покрытия на хвостовики

Для подшипников скольжения газовых турбин применяют MODENGY 1001 и MODENGY 1002, прессовых посадок – MODENGY 1005, ходовых винтов – MODENGY 1001, конденсатоотводчиков – MODENGY 1001, крепежных деталей – MODENGY 1014.

На лепестковые газодинамические подшипники микротурбин наносят высокотемпературное покрытие MODENGY 2560.

Данные составы применяются на этапе производства элементов и не требуют обновления весь период функционирования газотурбинных установок.


Виды газовых турбин

Газовые турбины делятся на два вида:

  • Промышленные – крупногабаритные установки с высоким КПД, применяемые на различного вида электростанциях
  • Микротурбины – используются для обеспечения автономного энергоснабжения. Они производят экологически чистую энергию и могут являться аварийным источником питания


Рис. 3. Устройство микротурбины

Области применения

Газовые турбины часто устанавливаются в ракеты на жидком топливе, мощные компрессорные установки, системы хладоснабжения.

Наибольшую популярность получило применение газовых турбин на электростанциях за их высокую мощность при сниженных габаритах. Они могут обеспечить население теплом, светом и другой энергией в больших количествах.

Микротурбины производят электричество для торговых комплексов, строительных площадок, оборудования утилизирующей промышленности, аграрного сектора. Они эффективно работают в экстремальных условиях окружающей среды, например, на Крайнем Севере.

Информация о газовых турбинах | Kawasaki Heavy Industries

Принцип работы газовой турбины

Как и дизельный или бензиновый двигатель, газовая турбина — это двигатель внутреннего сгорания с рабочим циклом впуск-сжатие-сгорание (расширение)-выпуск. Но, существенно отличается основное движение. Рабочий орган газовой турбины вращается, а в поршневом двигателе движется возвратно-поступательно.

Принцип работы газовой турбины показан на рисунке ниже. Сначала, воздух сжимается компрессором, затем сжатый воздух подается в камеру сгорания. Здесь, топливо, непрерывно сгорая, производит газы с высокой температурой и давлением. Из камеры сгорания газ, расширяясь в турбине, давит на лопатки и вращает ротор турбины (вал с крыльчатками в виде дисков, несущих рабочие лопатки), который в свою очередь опять вращает вал компрессора. Оставшаяся энергия снимается через рабочий вал.

Особенности газовых турбин

Типы газовых турбин по конструкции и назначению

Самый основной тип газовой турбины — создающий тягу реактивной струей, он же самый простой по конструкции.
Этот двигатель подходит для самолетов, летающих на высокой скорости, и используется в сверхзвуковых самолетах и реактивных истребителях.

У этого типа есть отдельная турбина за турбореактивным двигателем, которая вращает большой вентилятор впереди. Этот вентилятор увеличивает поток воздуха и тягу.
Этот тип малошумен и экономичен на дозвуковых скоростях, поэтому газовые турбины именно этого типа используются для двигателей пассажирских самолётов.

Эта газовая турбина выдает мощность как крутящий момент, причем у турбины и компрессора общий вал. Часть полезной мощности турбины идет на вращение вала компрессора, а остальная энергия передается на рабочий вал.
Этот тип используют, когда нужна постоянная скорость вращения, например — как привод генератора.

В этом типе вторая турбина размещается после турбины с газогенератором, и вращательное усилие передается на нее реактивной струей. Эту заднюю турбину называют силовой. Поскольку валы силовой турбины и компрессора не связаны механически, скорость вращения рабочего вала свободно регулируется. Подходит как механический привод с широким диапазоном скоростей вращения.

Этот тип широко используется в винтовых самолетах и вертолетах, а также в таких установках, как приводы насоса/компрессора, главные судовые двигатели, приводы генератора и т.п.

Что такое газовая турбина серии GREEN?

Принцип, которому Kawasaki следует в газотурбинном бизнесе, начиная с разработки в 1972 году нашей первой ГТУ, позволил нам предлагать клиентам все более совершенное оборудование, т. е., более энергоэффективное и экологичное. Идеи, заложенные в наших продуктах, получили высокую оценку мирового рынка и позволили нам накопить референции на более, чем 10 000 турбин (на конец марта 2014 года) в составе резервных генераторов и когенерационных систем.

Газовые турбины Kawasaki всегда имели большой успех, и мы, показывая еще большую нашу приверженность этому принципу, дали им новое название «Газовые турбины GREEN».

Проект K: Создание газовой турбины с самым высоким КПД в мире

Внутри К: Подразделение газовых турбин, Акаси / завод Seishin

Контакты

Если вам нужна дополнительная информация о нашем бизнесе, пожалуйста, свяжитесь с нами.

Контакты

Применение газовой турбины

Газовые турбины Отрасли применения силовых машин

Конструкция и принцип работы газовой турбины

Газовая турбина предназначена для преобразования продуктов сгорания газа, смешанного с топливом, в механическую работу генератора.

В ее конструкции можно выделить две основных части – вращающуюся и неподвижную. Первая называется ротором и состоит из вала, на который устанавливаются диски с пластинами – рабочими лопатками.

Вторая представляет собой корпус с лопастями иной формы, служащими для направления и ускорения потока вещества. Она называется статором.

Газовые турбины являются составной частью газотурбинной установки (с компрессором и камерой сгорания) либо газотурбинного двигателя.


Рабочие части силовой машины вращаются под воздействием потоков расширенного воздуха. После камеры сгорания он попадает на лопатки статора, которые частично преобразуют энергию струи и направляют ее на пластины ротора. Благодаря лопастям приводится в движение вал, соединенный с электрогенератором.


Сервис газовых турбин

Сервис газовых турбин осуществляется раз в год-полтора. Он включает в себя осмотр и очистку элементов, замену поврежденных деталей, необходимый ремонт.

На этапе производства установок разрабатывают способы повышения ресурса узлов и механизмов. Это связано с быстрым износом элементов вследствие высоких нагрузок и функционирования при экстремальных температурах: около +1000 °С.

На хвостовики лопаток турбин, прессовые посадки, конденсатоотводчики, ходовые винты, крепеж наносят антифрикционные твердосмазочные покрытия MODENGY 1001, MODENGY 1002, MODENGY 1005 и MODENGY 1014. Они обеспечивают снижение и стабилизацию коэффициента трения подвижных деталей, защиту от коррозии, облегчение монтажа и демонтажа соединений и увеличение ресурса оборудования в целом.



Применение газовой турбины в различных отраслях

Наиболее распространено применение газовой турбины на различных энергетических станциях, обеспечивающих население электричеством и теплом.

Для повышения коэффициента полезного действия устройства используются в тригенераторных установках. В этом режиме КПД приближается к 90 процентам. Агрегаты производят тепло, электричество и холод.

В авиационной отрасли широко распространены турбины с несколькими валами и сотнями лопаток. Они постепенно становятся заменой двигателей внутреннего сгорания за счет компактности и простоты устройства. Газовые механизмы в двигателях самолетов служат для приведения воздушного винта в движение.

Газовые турбины также используются для перемещения сырья по трубопроводам на компрессорных станциях.

Самые маленькие устройства применяются в медицине. Например, их устанавливают в стоматологические сверла. Турбины вращаются со скоростью 250 тысяч оборотов в минуту и значительно сокращают время на создание отверстий.

В судостроении газовые силовые агрегаты устанавливаются для повышения мощности и скорости кораблей. Кинетическая энергия газа используется для передвижения морского судна.


Широкое распространение получают компактные газовые агрегаты – микротурбины. Они производят чистую энергию для автономного бесперебойного обеспечения различных помещений электричеством, а также могут быть источниками экстренного энергоснабжения.

ГАЗОВАЯ ТУРБИНА • Большая российская энциклопедия

  • В книжной версии

    Том 6. Москва, 2006, стр. 260-261

  • Скопировать библиографическую ссылку:


Авторы: И. Е. Иванов

Принципиальная схема осевой турбины (а) и часть развёртки на плоскости кольцевого сечения по лопаткам турбины (б): 1 – сопловый аппарат; 2 – рабочее колесо.

ГА́ЗОВАЯ ТУРБИ́НА, аг­ре­гат, в ко­то­ром энер­гия сжа­то­го и на­гре­то­го га­за пре­обра­зу­ет­ся в ра­бо­ту. Пер­вые Г. т. поя­ви­лись в кон­це 19 в. как часть га­зо­тур­бин­но­го дви­га­те­ля. Г. т. мо­жет иметь од­ну или неск. сту­пе­ней. Сту­пень Г. т. со­сто­ит из ста­то­ра, в кор­пу­се ко­то­ро­го ус­та­нов­ле­ны не­под­виж­ные ло­па­точ­ные вен­цы со­пло­во­го ап­па­ра­та или по­во­рот­ные ло­пат­ки ре­гу­ли­руе­мо­го со­пло­во­го ап­па­ра­та (РСА), и ро­то­ра, пред­став­ляю­ще­го со­бой со­во­куп­ность вра­щаю­щих­ся час­тей (ра­бо­чее ко­ле­со с ра­бо­чи­ми ло­пат­ка­ми, вал). Чис­ло сту­пе­ней оп­ре­де­ля­ет­ся на­зна­че­ни­ем тур­би­ны, её кон­ст­рук­тив­ной схе­мой, сра­ба­ты­вае­мым пе­ре­па­дом дав­ле­ний в од­ной сту­пе­ни. По на­прав­ле­нию га­зо­во­го по­то­ка раз­ли­ча­ют Г. т. осе­вые (наи­бо­лее рас­про­стра­не­ны) и радиаль­ные, а так­же диа­го­наль­ные и тан­ген­ци­аль­ные. В осе­вых Г. т. (рис.) газ дви­жет­ся в осн. вдоль оси тур­би­ны, в ра­ди­аль­ных – пер­пен­ди­ку­ляр­но оси. Ра­ди­аль­ные тур­би­ны мо­гут быть цен­тро­стре­ми­тель­ны­ми (не по­лу­чи­ли прак­тич. при­ме­не­ния) и цен­тро­беж­ны­ми. По срав­не­нию с осе­вы­ми цен­тро­беж­ные сту­пе­ни Г. т. име­ют боль­шую сте­пень по­ни­же­ния дав­ле­ния, но мень­ший кпд. В диа­го­наль­ной тур­би­не газ те­чёт под не­ко­то­рым уг­лом к оси вра­ще­ния тур­би­ны. Ра­бо­чее ко­ле­со тан­ген­ци­аль­ной тур­би­ны не име­ет ло­па­ток, газ вы­те­ка­ет из тан­ген­ци­аль­но рас­по­ложен­ных сопл, соз­да­вая кру­тя­щий мо­мент. Та­кие тур­би­ны при­ме­ня­ют­ся при очень ма­лом рас­хо­де га­за.

По спо­со­бу те­п­ло­пе­ре­па­да раз­ли­ча­ют ре­актив­ные и ак­тив­ные тур­би­ны. В ре­ак­тив­ных тур­би­нах сжа­тый и по­дог­ре­тый газ по­сту­па­ет в меж­ло­па­точ­ные ка­на­лы со­пло­во­го ап­па­ра­та, где в про­цес­се рас­ши­ре­ния про­ис­хо­дит пре­об­ра­зо­ва­ние час­ти те­п­ло­пе­ре­па­да в ки­не­тич. энер­гию вы­те­каю­щей струи. Да­лее рас­ши­ре­ние га­за и пре­об­ра­зо­ва­ние те­п­ло­ты в по­лез­ную ра­бо­ту про­ис­хо­дит в меж­ло­па­точ­ных ка­на­лах ра­бо­че­го ко­ле­са. По­ток га­за, дей­ст­вуя на ра­бо­чие ло­пат­ки, соз­да­ёт кру­тя­щий мо­мент на ва­лу тур­би­ны. При этом темп-ра, дав­ле­ние и аб­со­лют­ная ско­рость га­за умень­ша­ют­ся. Ра­бо­чие ло­пат­ки вос­при­ни­ма­ют уси­лия, воз­ни­каю­щие вслед­ст­вие из­ме­не­ния на­прав­ле­ния ско­ро­сти га­за, об­те­каю­ще­го их (ак­тив­ное дей­ст­вие по­то­ка), и в ре­зуль­та­те ус­ко­ре­ния по­то­ка га­за при его от­но­сит. дви­же­нии в меж­ло­па­точ­ных ка­на­лах (ре­ак­тив­ное дей­ст­вие по­то­ка). В ак­тив­ных тур­би­нах в со­пло­вом ап­па­ра­те весь те­п­ло­пе­ре­пад пре­об­ра­зу­ет­ся в ки­не­тич. энер­гию га­за. При­ме­не­ние РСА по­зво­ля­ет при по­во­ро­те ло­па­ток из­ме­нять на­прав­ле­ние га­зо­во­го по­то­ка от­но­си­тель­но ра­бо­чих ло­па­ток с це­лью по­вы­ше­ния кпд тур­би­ны на час­то­тах вра­ще­ния мень­ше рас­чёт­ных и соз­да­вать тор­моз­ной мо­мент. На не­рас­чёт­ных час­то­тах вра­ще­ния обес­пе­чи­ва­ет­ся без­удар­ный вход га­за в меж­ло­па­точ­ные ка­на­лы, а для тор­мо­же­ния по­ток на­прав­ля­ет­ся про­тив на­прав­ле­ния ра­бо­че­го ко­ле­са.

По спо­со­бу под­во­да га­за к тур­би­не раз­ли­ча­ют изо­бар­ные и им­пульс­ные тур­би­ны. Изо­бар­ные Г. т. ра­бо­та­ют при по­сто­ян­ном дав­ле­нии пе­ред со­пло­вым ап­па­ра­том, а им­пульс­ные – с пе­рио­ди­че­ски по­вто­ряю­щим­ся пе­ре­мен­ным дав­ле­ни­ем (газ под­во­дит­ся по час­ти ок­руж­но­сти со­пло­во­го ап­па­ра­та). Мощ­ность Г. т. мо­жет дос­ти­гать неск. со­тен МВт. Эф­фек­тив­ный кпд совр. мно­го­сту­пен­ча­тых тур­бин дос­ти­га­ет 0,92–0,94. Г. т. при­ме­ня­ют­ся в га­зо­тур­бин­ных и тур­бо­ре­ак­тив­ных дви­га­те­лях, в аг­ре­га­тах над­ду­ва порш­не­вых дви­га­те­лей, в ста­цио­нар­ных и пе­ре­движ­ных энер­ге­тич. ус­та­нов­ках, в неф­те- и га­зо­пе­ре­ка­чи­ваю­щих аг­ре­гатах и др. Г. т. име­ют низ­кую стои­мость об­слу­жи­ва­ния, хо­ро­шие эко­ло­гич. ха­рак­те­ри­сти­ки, боль­шой ре­сурс ра­бо­ты (бо­лее 100 тыс. ч). Не­дос­тат­ком Г. т. яв­ля­ет­ся вы­со­кий уро­вень шу­ма, по­этому для их ус­та­нов­ки ис­поль­зу­ют­ся зда­ния ин­ду­ст­ри­аль­но­го ти­па (в т.  ч. кон­тей­нер­но­го), ко­то­рые обес­пе­чи­ва­ют так­же вла­го­за­щи­щён­ность обо­ру­до­ва­ния. Даль­ней­шее раз­ви­тие Г. т. за­ви­сит от воз­мож­но­сти по­вы­ше­ния темп-ры га­за пе­ред тур­би­ной, что свя­за­но с соз­да­ни­ем жа­ро­проч­ных ма­те­риа­лов и на­дёж­ных сис­тем ох­ла­ж­де­ния ло­па­ток, со­вер­шен­ст­во­ва­ния про­точ­ной час­ти и др.

Боль­шой вклад в раз­ви­тие Г. т. вне­сли рос. учё­ные Б. С. Стеч­кин, Н. Р. Бри­линг, В. В. Ува­ров, Г. С. Жи­риц­кий, К. В. Хол­ще­ви­ков, И. И. Ки­рил­лов и др.

особенности конструкции и принцип работы

Газотурбинные установки (ГТУ) востребованы в промышленности, транспортной сфере, широко используются в энергетической отрасли. Это не очень сложное по конструкции оборудование, которые имеет высокий КПД и экономично в использовании.

Газовые турбины во многом схожи с двигателями, работающими на дизеле или бензине: как и в ДВС, тепловая энергия, получаемая при сгорании топлива, переходит в механическую. При этом в установках открытого типа используются продукты сгорания, в закрытых системах — газ или обычный воздух. Одинаково востребованы и те, и другие. Кроме открытых и закрытых, различают турбокомпрессорные турбины и установки со свободно-поршневыми газогенераторами.

Проще всего рассмотреть конструкцию и принцип работы газовой турбины на установке турбокомпрессорного типа, которая работает при постоянном давлении.

Конструкция газовой турбины

Газовая турбина состоит из компрессора, воздухопровода, камеры сгорания, форсунки, проточной части, неподвижных и рабочих лопаток, патрубка для отработанных газов, редуктора, гребного винта и пускового двигателя.

За запуск турбины отвечает пусковой двигатель. Он приводит в движение компрессор, который раскручивается до нужной частоты вращения. Затем:

  • компрессор захватывает воздух из атмосферы и сжимает его;
  • воздух отправляется в камеру сгорания через воздухопровод;
  • через форсунку в ту же камеру входит топливо;
  • газ и воздух смешиваются и сгорают при постоянном давлении, в результате образуются продукты сгорания;
  • продукты сгорания охлаждают с помощью воздуха, после чего они поступают в проточную часть;
  • в неподвижных лопатках смесь газов расширяется и ускоряется, затем направляется на рабочие лопатки и приводит их в движение;
  • отработанная смесь выходит из турбины, по патрубку;
  • турбина передает кинетическую энергию компрессору и гребному винту посредством редуктора.

Таким образом, газ в смеси с воздухом, сгорая, образует рабочую среду, которая, расширяясь, ускоряется и раскручивает лопатки, а за ними — и гребной винт. В последующем кинетическая энергия превращается в электричество или используется для передвижения морского судна.

Сэкономить на топливе можно, используя принцип регенерации тепла. В этом случае воздух, поступающий в турбину, согревается за счет отработанных газов. В результате установка расходует меньше топлива и происходит больше кинетической энергии. Регенератор, где подогревается воздух, одновременно служит для охлаждения отработанных газов.

Особенности ГТУ закрытого типа

Газовая турбина открытого типа забирает воздух из атмосферы и выводит отработанный газ наружу. Это не очень эффективно и опасно, если установка стоит в закрытом помещении, где работают люди. В этом случае используют ГТУ закрытого типа. Такие турбины не выпускают отработанные рабочее тело в атмосферу, а направляют его в компрессор. Оно не перемешивается с продуктами сгорания. Как результат, рабочая среда, циркулирующая в турбине, остается чистой, что увеличивает ресурс установки и сокращает количество поломок.

Однако закрытые турбины имеют слишком большие габариты. Газы, которые не выходят наружу, должны быть достаточно эффективно охлаждены. Это возможно только в больших теплообменниках. Поэтому установки используют на крупных судах, где достаточно места.

Закрытые ГТУ могут иметь и ядерный реактор. В качестве теплоносителя в них используют углекислый газ, гелий или азот. Газ нагревают в реакторе и направляют в турбину.

ГТУ и их отличия от паровых турбин и ДВС

Газовые турбины отличаются от ДВС более простой конструкцией и легкостью ремонта. Важно и то, что в них не предусмотрен кривошипно-шатунный механизм, который делает ДВС громоздким и тяжелым. Турбина легче и меньше двигателя аналогичной мощности приблизительно в два раза. Кроме того, она может работать на топливе низкого сорта.

От паровых газовые турбины отличаются небольшими габаритами и простым запуском. Обслуживать их легче, чем установки, работающие на пару.

Имеют турбины и недостатки: они не настолько экономичны по сравнению с ДВС, сильнее шумят, быстрее приходят в негодность. Впрочем, это не мешает использовать ГТУ в транспорте, промышленности и даже быту. Турбины устанавливают на морских и речных судах, используют в электростанциях, насосном оборудовании и многих других сферах. Они удобны и мобильны, поэтому применяются достаточно часто.

 

23 августа 2017

Поделитесь ссылкой со своими друзьями:

Газовые турбины

Сегодня на территории Российской Федерации свыше 30 ГВт генерирующих мощностей работают в парогазовом цикле. Доля оборудования иностранных компаний в суммарной установленной мощности введенных в эксплуатацию ПГУ и ГТУ составляет более 70%.

В 2018 году Правительством России в целях обеспечения энергобезопасности и энергонезависимости принято решение о воссоздании в стране отечественного производства газовых турбин.

В это же время «Силовые машины», с учетом достижений в традиционной для предприятия области паровых турбин, значительным опытом в освоении новых видов продукции и накопленным опытом по созданию газотурбинных установок в прошлом, начали программу освоения производства современных отечественных энергетических газовых турбин класса ГТЭ-65 и ГТЭ-170.

В 2019 году «Силовые машины» одержали победу в конкурсе Министерства промышленности и торговли РФ на право получения субсидии на проведение научно-исследовательских, опытно-конструкторских и технологических работ в рамках производства газовых турбин большой мощности. В настоящее время при поддержке Минпромторга России «Силовые машины» проводят комплекс НИОКР в партнерстве с ключевыми научно-исследовательскими и промышленными организациями страны — Сибирским отделением РАН, НПО ЦКТИ, ЦИАМ, ВТИ, ЦНИИТМАШ и многими другими.

Благодаря этой работе «Силовые машины» смогут в краткосрочной перспективе предложить рынку две полностью российские газовые турбины — 65 МВт и 170 МВт.

К концу 2019 года на предприятии было воссоздано конструкторское бюро газотурбинных установок, реализуется масштабный комплекс научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, определены отечественные поставщики критически важных комплектующих и заготовок, ведется модернизация собственной производственной и экспериментально-исследовательской базы. Первые образцы ГТЭ-170 будут запущены в опытно-промышленную эксплуатацию в 2022–2023 годах, а ГТЭ-65 — с 2024-го.

Газовые турбины ГТЭ-65 и ГТЭ-170 могут использоваться в составе парогазовых установок как в моноблоке с индивидуальной паровой турбиной, так и в дубль-блоке с общей, на две ГТУ, паровой турбиной.

Успешное освоение технологии производства газовых турбин российской компанией позволит снизить зависимость отечественной энергетики от импорта данного типа оборудования, обеспечит энергетическую и технологическую безопасность государства.

Подробнее

Типы газовых турбин — Энциклопедия по машиностроению XXL

Работа одного из наиболее применяемых типов газовых турбин происходит так (рис. 4-9).  [c.162]

В СССР применяют тепловые двигатели и других типов газовые турбины, характеризуемые высокой экономичностью, и двигатели внутреннего сгорания.  [c.326]

ТИПЫ ГАЗОВЫХ ТУРБИН  [c.222]

В настоящее время серийно выпускаются утилизационные унифицированные теплообменники для различных типов газовых турбин и для газомоторных компрессоров. Такие теплообменники имеют производительность по теплу от 2,0 до 10 ГДж/ч и позволяют за счет отработавших газов ГТУ с температурой 250—300 С получать горячую воду с температурой 95—170°С или насыщенный пар давлением до 0,8 МПа. Теплообменники имеют сравнительно небольшую массу (от 1,8 до 3,7 т) и небольшое сопротивление по газу (около 0,5 кПа, или 50 мм вод. ст.), что очень важно для газовых турбин, так как повышение сопротивления теплообменников снижает мощность турбин.  [c.143]


ОПЫТНЫЕ СХЕМЫ И ТИПЫ ГАЗОВЫХ ТУРБИН  [c.402]

Наибольший интерес представляют следующие схемы и типы газовых турбин.  [c.402]

За последние годы большие успехи достигнуты в области исследования рациональных циклов и типов газовых турбин и газотурбинных установок. Ввиду трудностей использования твердых топлив, отсутствия достаточно проверенных на практике конструкций газовых турбин, газовых и воздушных компрессоров и необходимых теплообменных аппаратов, обеспечивающих создание рациональных типов газотурбинных электростанций, газовые турбины большой мощности в ближайший период времени не смогут еще получить очень широкого применения на электрических станциях.  [c.18]

За семилетие заводом освоено производство 57 типов новых машин, в том числе 10 типов компрессоров, 31 типа нагнетателей, семи типов газовых турбин, трех типов паровых турбин.[c.475]

Различают два цикла работы и соответственно два типа газовых турбин с подводом тепла (горением топлива) при постоянном давлении и с подводом тепла (горением топлива) при постоянном объеме.  [c.167]

От этого недостатка свободен двигатель внутреннего сгорания другого типа — газовая турбина. Имея высокий термический коэффициент полезного действия и обладая при этом всеми преимуществами ротационного двигателя, т. е. возможностью сосредоточения больших мощностей в малогабаритных установках, газовая турбина является весьма перспективным двигателем. Ограниченное применение газовых турбин в высоко экономичных крупных энергетических установках в настоящее время объясняется в основном тем, что из-за недостаточной жаропрочности современных конструкционных материалов турбина может надежно работать в области температур, значительно меньших, чем двигатели внутреннего сгорания поршневого типа, что приводит к снижению термического к. п. д. установки. Дальнейший прогресс в создании новых прочных и жаростойких материалов позволит газовой турбине работать в области более высоких температур.  [c.330]

За последние годы для нужд автомобильного, железнодорожного и водного транспорта создано свыше 200 типов газовых турбин. Большинство конструкций работает по разомкнутой схеме существуют также установки, работающие по замкнутой схеме.  [c.157]

В настоящее время самый распространенный вид энергии — электроэнергия — в подавляющем большинстве стран производится в генераторах, приводимых в действие паровыми двигателями. Современным паровым двигателем является паровая ту р-бина, вытеснившая на крупных энергетических установках устаревший паровой двигатель — паровую машину. В отдельных случаях в энергетических установках применялись большие по мощности двигатели внутреннего сгорания. За последнее время в качестве энергетического двигателя начинает завоевывать себе место двигатель нового типа — газовая турбина.[c.195]


Работа одного из наиболее применяемых типов газовой турбины происходит так (рис. 4-11).  [c.176]

Схема работы наиболее распространенного типа газовых турбин—со сгоранием топлива при постоянном давлении и использованием продуктов сгорания в качестве рабочего тела, заключается в следующем (фиг. 1-62).  [c.74]

Бесконечную совокупность одинаковых крыловых профилей, одинаково ориентированных и расположенных с постоянным шагом вдоль некоторой прямой, называют плоской гидродинамической решеткой. Такая решетка получается, если лопастную систему рабочего колеса осевой турбомашины (гидравлической, паровой или газовой турбины, насоса, вентилятора, компрессора) рассечь круговой цилиндрической поверхностью и развернуть па плоскость. Для турбомашин другого типа (радиальных) профили располагаются вдоль окружности и образуют круговую решетку. Исследование взаимодействия гидродинамических решеток с потоком жидкости или газа составляет одну из центральных задач теории турбомашин. В частности, для прочностных расчетов лопастной системы необходимо знать гидродинамические силы и моменты, действующие на лопасти рабочих колес турбомашин.  [c.268]

Наиболее распространенный тип компрессорных ВРД — турбореактивный двигатель (ТРД) (рис. 8.28). В этом двигателе предварительное сжатие воздуха осуществляется как в результате скоростного напора, так и при помощи осевого компрессора, приводимого в движение газовой турбиной, с которой он имеет общий вал. Теоретический цикл ТРД аналогичен циклу прямоточного ВРД и состоит из тех же процессов. Различие состоит лишь в том, что в ТРД необходимое сжатие воздуха обеспечивается компрессором, тогда как в прямоточном ВРД  [c.538]

Исторически сложилось так, что это название относится лишь к двигателям поршневого типа. Рассматриваемые далее двигатели ротационного типа, в которых рабочим телом также являются продукты сгорания топлива, называются газовыми турбинами.[c.150]

Транспортные ГТУ широко применяются в качестве главных и форсажных двигателей самолетов (турбореактивных и турбовинтовых) и судов морского флота. Это связано с возможностью получения рекордных показателей по удельной мощности и габаритным размерам по сравнению с другими типами двигателей, несмотря на несколько завышенные расходы топлива. Газовые турбины весьма перспективны как двигатели локомотивов, где их незначительные габариты и отсутствие потребности в питательной воде являются особенно ценными. Транспортные ГТУ работают в широком диапазоне нагрузок и пригодны для кратковременных форсировок.  [c.200]

Существуют различные типы газовых компрессоров. Это могут быть поршневые машины, в которых поступающий газ низкого давления сжимается в цилиндрах поршнем. Поршневые компрессоры часто применяются для получения газа с очень высокими давлениями. В авиационной технике и в промышленности вообще большое распространение получили компрессоры непрерывного действия, в которых передача энергии протекающему газовому потоку в направляющих каналах или прямо в открытом объеме производится с помощью специальных вращающихся лопастей или систем лопаток. Вращающееся колесо с системой лопаток, или вентилятор, или воздушный винт, или водяной винт являются основными и типичными элементами компрессоров, передатчиков энергии газу от двигательных систем электромоторов, двигателей внутреннего сгорания, турбин и т. п.  [c.103]

Рабочие лопатки газовых турбин обычно имеют хвосты елочного типа. Чтобы обеспечить возможность теплового расширения, для каждой лопатки предусматривают индивидуальное посадочное место, куда хвост заводится с некоторым зазором в осевом направлении [13]. Фиксируют лопатки с помощью планки, которая после установки лопатки соответствующим образом загибается (см. рис. 2.3, ж).  [c.28]

Для газовых турбин и компрессоров применяют лабиринтовые уплотнения такого же типа, как для паровых турбин. Иногда для  [c.43]


На рис. 7.13 схематично показана конструкция трехступенчатой газовой турбины авиационного типа с разъемным консольным ротором.[c.242]

Подшипники газовых турбин охлаждаются маслом, а в ГТД авиационного типа их корпус дополнительно охлаждается обдувом воздухом.  [c.246]

Сложный сплав никеля с хромом, титаном и другими элементами типа ни-моник широко применяется в Англии для изготовления жаровых труб в газовых турбинах, деталей соплового аппарата, лопаток ротора в газовых турбинах и реактивных двигателях.  [c.273]

Фирма Франко-Този освоила два типа газовых турбин, которые она выпускает по лицензии английской фирмы Метрополитен Виккерс (кон-  [c.176]

На самолете Не-1б2 устанавливался двигатель ВМ -003. Двигатель состоит из семиступенчатого осевого компрессора, камеры сгорания кольцевого типа, газовой турбины и реактивного сопла. Топливо подается в форсунки под давлением 50—60 кг см при работе на земле. С подъемом на высоту давление топлива пада-ет.  [c.127]

Тип газовой турбины Назначение Мощ- ность, МВт Год начала произ- водства Покупатель Всего изго- товлено  [c. 227]

Следует заметить, что для разработки и внедрения котлоагрегатов с псевдоожиженным слоем под давлением требуется больше времени, чем для топочных устройств атмосферного типа. Наибольшую сложность представляет очистка горячих газов от твердых частиц до уровня, приемлемого для газовых турбин. Наряду с электрофильтрами для этого предлагается использовать циклоны и рукавные фильтры. Известные трудности возникают при вводе топлива и серопоглощающей присадки в топочную камеру и выводе шлаков и продуктов реакции присадки с двуокисью серы, а также при создании крупной камеры сгорания применительно к энергетической установке большой единичной мощности.  [c.16]

ГТА типа ГТ-125-950-ПГ паровые турбины секции napofenepaTopoB (общее число слоев 28) Расход воздуха на установку, кг/с Давление газов, МПа в топке парогенератора в системе очистки газов Температура газов, °С за парогенератором перед системой очистки газов перед газовой турбиной Объем очищенного газа, м /ч Давление пара перед паровой турбиной, МПа Температура пара перед паровой турбиной, °С Давление пара в конденсаторе, МПа Производительность парогенератора, т/ч Мощность электрогенераторов, МВт паровой турбины газотурбинных агрегатов Мощность установки (нетто), МВт К. п.д. установки (нетто), %  [c.27]

Установка с высоконапорными парогенераторами имеет ряд преимуществ по сравнению с котельными обычного типа уменьн1ен габарит установки, снижен расход металла и др. Эти установки обеспечивают большую экономию топлива по сравнению с чисто паровыми и газотурбинными установками. Уже в насгоя цее время парогазовые установки позволяют получить к. и. д. до 0,33—0,36, что дает им возможность конкурировать с паротурбинными установками на давление 130 бар и температуру пара 565° С. Увеличив же начальную температуру газа в газотурбинных установках до 800— 900° С, применив многоступенчатое сжатие воздуха, промежуточный подвод тепла, регенерацию в газовой и паровой частях п усовер-ше 1ствование проточных каналов компрессоров и газовых турбин, можно получить к. п. д. парогазовой турбинной установки до 0,48 и вьпне.  [c.324]

Тип В — шпилька с осевым отверстием по всей длине, с номинальными диаметрами резьбы, большими номппального диаметра гладкой части, и четырехгранным выстугиш еюд ключ, затягиваемая с нагревом, применяемая в разъемах корпусов цилиндров паровых и газовых турбин, стопорных и регулирующих клапанов, для которых требуется контролируемый затяг шпильки, при температуре металла от О до 650 X.[c.359]

Другим способом уменьшения неоднородности этого типа явля-гся изменение формы заготовки в таком направлении, чтобы умень-шть градиент деформаций в разных сечениях изделия. Примером акого изменения может служить форма заготовок для упомянутых опаток газовых турбин (рис. 221).  [c.399]

Корпусные детали являются базовыми деталями машин, на которых монтируются отдельные сборочные едгхницы. По служебному назначению и конструктивным формам они подразделяются на группы (рис. 11.1) а) корпусные детали коробчатой формы в виде параллелепипеда корпуса редукторов, коробок скоростей, шпиндельных бабок и т. п. б) корпусные детали с отверстиями и полостями, протяженность которых превышает их поперечные размеры блоки цилиндров, двигателей, компрессоров, корпуса задних бабок в) корпуса деталей сложной пространственной формы корпуса паровых И газовых турбин, центробежных насосов, коллекторов, вентилей и т. п. г) корпуса деталей с направляющими столы, каретки, салазки, планшайбы и т. п. д) корпусные детали типа кронштейнов, угольников, стоек плит, крышек и т. п. Следует отметить, что деление деталей на группы является условным, т. к. некоторые из них нельзя отнести к определенной группе, и приме-  [c.227]

В ЭХТС производства слабой азотной кислоты под давлением после газовой турбины (см. рис. 7.1 ) установлен котел-утилизатор КУГ-66, использующий физическую теплоту нитрозных газов перед выбросом их в атмосферу. Как видно из рис. 5.15, он представляет собой горизонтальный газотрубный котел с естественной циркуляцией, рассчитанный для работы под наддувом и для открытой установки. Змеевики конвективного пароперегревателя 2, выполненные из стальных труб 38 X 3 мм, расположены горизонтально во входной газовой камере перед испарительной поверхностью нагрева 1. По выходе из котла нитрозные газы поступают в змеевиковый экономайзер кипящего типа 3. Он имеет два пакета змеевиков, разделенных в средней части вертикальной стальной перегородкой, что придает нитрозным газам U-образное движение. Дальнейщее охлаждение нитрозных газов происходит в чугунном ребристом экономайзере некипящего типа 4. Вода С ПОМОЩЬЮ питательного насоса (на рисунке не показан) поступает в чугунный экономайзер, затем в змеевиковый и далее в котел.  [c.298]


Когда в КДВС с газовой связью на входе в цилиндр не может быть получено необходимое давление заряда, его вторично сжимают в компрессоре с приводом от вала порщневой части или от газовой турбины. Такой тип двигателя обычно называют двигателями с двухступенчатым наддувом (рис. 5.15,6). В этом случае не только повышается давление воздуха или смеси на входе в цилиндр, но и, улучшаются условия работы турбины и компрессора и характеристики КДВС.  [c.239]

Циклический характер работы ДВС — один из его недостатков, но вместе е тем благодаря ему в ДВС реализуются высокие температуры и давления газа, которые до настоящего времени оказались недостижимы в других типах тепловых двигателей. Использование рабочего тела при высоких давлениях и температурах обусловливает наиболее высокую экономичность ДВС. Действительно, среди тепловых двигателей дизели преобразуют химическую энергию топлива в механическую работу с наивысшим КПД. Они примерно на 30% экономичней карбюраторных двигателей, а энергетические затраты на производство дизельного топлива примерно на 10% меньше, чем на производство бензина. Если отметить еще такие качества дизеля, как возможности использования тяжелых топлив и топливных суспензий, создания дизелей с больщой агрегатной мощностью, увеличения удельной мощности путем применения различных схем соединения с компрессорами и газовыми турбинами, а также меньщую, по сравнению с карбюраторными двигателями, токсичность, то очевидны причины все более широкого применения дизелей.  [c.249]

Условия работы механизмов, звенья которых имеют вращательное движение, значительно более благоприятны, чем механизмов, звенья которых имеют другие типы движения. Во всех случаях, когда это возможно, стараются все другие типы движения заменить вращательным. Поэтому паровые и газовые турбины вытесняют поршневые яаревие машины двигатели внутреннего сгорания штамповку изделий заменяют их прока-том между непрерывно вращающимися вадками и т. д.  [c.36]

Предел длительной прочности характеризуется напряжением, вызывающим разрушение материала за заданный срок т при данной температуре t. Срок службы деталей паровых турбин т = 10 ч соответственно используется величина Для лопаточного аппарата судовых газовых турбин т = Юн-20 тыс. ч (менее — в ГТД авиационного типа). Предел длительной прочности служит основной характеристико11 в расчетах деталей при повышенных температурах.  [c.273]

В США применяют жаропрочные кобальтовые сплавы типа стеллита и виталлиума, представляющие собой сложные сплавы кобальта с хромом, молибденом, вольфрамом и другими элементами. Эти сплавы используются в лигом состоянии. Они обладают хорошими литейными свойствами. Детали из кобальтовых сплавов любой сложной формы получают прецизионным литьем. Из кобальтовых сплавов готовят жаропрочные детали газовых турбин и реактивных двигателей.  [c.297]


Как работают газотурбинные электростанции

Турбины внутреннего сгорания (газовые), устанавливаемые на многих современных электростанциях, работающих на природном газе, представляют собой сложные машины, но в основном они состоят из трех основных частей:

  • Компрессор , который втягивает воздух в двигатель, нагнетает давление его и подает в камеру сгорания со скоростью сотни миль в час.
  • Система сгорания , обычно состоящая из кольца топливных форсунок, которые впрыскивают постоянный поток топлива в камеры сгорания, где оно смешивается с воздухом.Смесь сжигается при температуре более 2000 градусов по Фаренгейту. При сгорании образуется высокотемпературный газовый поток под высоким давлением, который входит и расширяется через турбинную секцию.
  • Турбина представляет собой сложный набор чередующихся неподвижных и вращающихся лопастей с профилем крыла. Когда горячий газ сгорания расширяется через турбину, он раскручивает вращающиеся лопасти. Вращающиеся лопасти выполняют двойную функцию: они приводят в движение компрессор, чтобы втягивать больше сжатого воздуха в секцию сгорания, и вращают генератор для производства электроэнергии.

Наземные газовые турбины бывают двух типов: (1) двигатели с тяжелой рамой и (2) авиационные двигатели. Двигатели с тяжелой рамой характеризуются более низким коэффициентом давлений (обычно ниже 20) и имеют тенденцию быть физически большими. Степень давления — это отношение давления нагнетания компрессора к давлению воздуха на входе. Двигатели на базе авиационных двигателей являются производными от реактивных двигателей, как следует из названия, и работают с очень высокими степенями сжатия (обычно превышающими 30). Двигатели на базе авиационных двигателей имеют тенденцию быть очень компактными и полезны там, где требуется меньшая выходная мощность. Поскольку турбины с большой рамой имеют более высокую выходную мощность, они могут производить большее количество выбросов и должны быть спроектированы таким образом, чтобы обеспечивать низкие выбросы загрязняющих веществ, таких как NOx.

Одним из ключевых факторов удельного расхода топлива турбины является температура, при которой она работает. Более высокие температуры обычно означают более высокую эффективность, что, в свою очередь, может привести к более экономичной эксплуатации. Газ, протекающий через обычную турбину электростанции, может иметь температуру до 2300 градусов по Фаренгейту, но некоторые из критических металлов в турбине могут выдерживать температуры только от 1500 до 1700 градусов по Фаренгейту.Следовательно, воздух из компрессора может использоваться для охлаждения основных компонентов турбины, что снижает конечный тепловой КПД.

Одним из главных достижений программы передовых турбин Министерства энергетики было преодоление прежних ограничений по температурам турбин с использованием комбинации инновационных технологий охлаждения и современных материалов. Усовершенствованные турбины, появившиеся в результате исследовательской программы Департамента, смогли повысить температуру на входе турбины до 2600 градусов по Фаренгейту — почти на 300 градусов выше, чем в предыдущих турбинах, и достичь КПД до 60 процентов.

Еще одним способом повышения эффективности является установка рекуператора или парогенератора с рекуперацией тепла (HRSG) для рекуперации энергии из выхлопных газов турбины. Рекуператор улавливает отходящее тепло в выхлопной системе турбины, чтобы предварительно нагреть воздух на выходе компрессора перед его поступлением в камеру сгорания. ПГРТ вырабатывает пар за счет улавливания тепла из выхлопных газов турбины. Эти котлы также известны как парогенераторы-утилизаторы. Пар высокого давления из этих котлов можно использовать для выработки дополнительной электроэнергии с помощью паровых турбин, такая конфигурация называется комбинированным циклом.

Газовая турбина простого цикла может достигать КПД преобразования энергии в диапазоне от 20 до 35 процентов. С учетом более высоких температур, достигнутых в турбинной программе Министерства энергетики, будущие газотурбинные установки с комбинированным циклом, работающие на водороде и синтез-газе, вероятно, достигнут КПД 60 процентов или более. Когда отработанное тепло улавливается из этих систем для отопления или промышленных целей, общая эффективность энергетического цикла может приближаться к 80 процентам.

Газотурбинный двигатель | Британника

Газотурбинный двигатель , любой двигатель внутреннего сгорания, использующий газ в качестве рабочего тела, используемого для вращения турбины.Термин также обычно используется для описания полного двигателя внутреннего сгорания, состоящего, по меньшей мере, из компрессора, камеры сгорания и турбины.

Общие характеристики

Полезная работа или тяга может быть получена от газотурбинного двигателя. Он может приводить в действие генератор, насос или воздушный винт или, в случае чисто реактивного авиационного двигателя, развивать тягу, ускоряя поток выхлопных газов турбины через сопло. Такой двигатель, который при той же мощности намного меньше и легче поршневого двигателя внутреннего сгорания, может производить большую мощность.Возвратно-поступательные двигатели зависят от движения поршня вверх и вниз, которое затем должно быть преобразовано во вращательное движение с помощью механизма коленчатого вала, тогда как газовая турбина передает мощность вращающегося вала напрямую. Хотя концептуально газотурбинный двигатель представляет собой простое устройство, компоненты для эффективного агрегата должны быть тщательно спроектированы и изготовлены из дорогостоящих материалов из-за высоких температур и напряжений, возникающих во время работы. Таким образом, установки газотурбинных двигателей обычно ограничиваются крупными установками, где они становятся рентабельными.

Циклы газотурбинного двигателя

Большинство газовых турбин работают в открытом цикле, в котором воздух забирается из атмосферы, сжимается в центробежном или осевом компрессоре, а затем подается в камеру сгорания. Здесь топливо добавляется и сжигается при практически постоянном давлении с частью воздуха. Дополнительный сжатый воздух, который обходится вокруг секции горения и затем смешивается с очень горячими газами сгорания, необходим для поддержания температуры на выходе из камеры сгорания (фактически, на входе в турбину) на достаточно низком уровне, чтобы турбина могла работать непрерывно.Если установка должна производить мощность на валу, продукты сгорания (в основном воздух) расширяются в турбине до атмосферного давления. Большая часть мощности турбины требуется для работы компрессора; только остальная часть доступна для обеспечения работы вала генератора, насоса или другого устройства. В реактивном двигателе турбина предназначена для обеспечения мощности, достаточной для привода компрессора и вспомогательных устройств. Затем поток газа выходит из турбины с промежуточным давлением (выше местного атмосферного давления) и проходит через сопло для создания тяги.

Название

Газотурбинный двигатель открытого цикла постоянного давления.

Британская энциклопедия, Inc.

В первую очередь рассматривается идеализированный газотурбинный двигатель, работающий без потерь по этому простому циклу Брайтона. Если, например, воздух поступает в компрессор при 15 ° C и атмосферном давлении и сжимается до одного мегапаскаль, он затем поглощает тепло от топлива при постоянном давлении до тех пор, пока температура не достигнет 1100 ° C, прежде чем расширится через турбину обратно до атмосферного давление.Этот идеализированный блок потребует выходной мощности турбины 1,68 киловатт на каждый киловатт полезной мощности с 0,68 киловатт, потребляемым для привода компрессора. Тепловой КПД установки (чистая произведенная работа, разделенная на энергию, добавленную через топливо) составит 48 процентов.

Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас

Фактическая производительность в простом открытом цикле

Если для агрегата, работающего в пределах одного и того же давления и температуры, компрессор и турбина имеют КПД только 80 процентов ( i.Например, : работа идеального компрессора в 0,8 раза превышает фактическую работу, в то время как фактическая мощность турбины в 0,8 раза больше идеальной мощности), ситуация кардинально меняется, даже если все остальные компоненты остаются идеальными. На каждый киловатт производимой полезной мощности турбина теперь должна производить 2,71 киловатт, а работа компрессора становится 1,71 киловатт. Тепловой КПД снижается до 25,9 процента. Это демонстрирует важность высокоэффективных компрессоров и турбин. Исторически сложность разработки эффективных компрессоров, даже более эффективных, чем эффективных турбин, задерживала разработку газотурбинного двигателя.Современные агрегаты могут иметь КПД компрессора 86–88% и КПД турбины 88–90% при проектных условиях.

КПД и выходную мощность можно увеличить за счет повышения температуры на входе в турбину. Однако все материалы теряют прочность при очень высоких температурах, а поскольку лопатки турбины движутся с высокой скоростью и подвергаются серьезным центробежным напряжениям, температура на входе в турбину выше 1100 ° C требует специального охлаждения лопаток. Можно показать, что для каждой максимальной температуры на входе в турбину существует также оптимальное соотношение давлений.Современные авиационные газовые турбины с охлаждением лопаток работают при температурах на входе в турбину выше 1370 ° C и при соотношении давлений около 30: 1.

Промежуточное охлаждение, повторный нагрев и регенерация

В авиационных газотурбинных двигателях необходимо обращать внимание на вес и диаметр. Это не позволяет добавлять дополнительное оборудование для повышения производительности. Соответственно, двигатели коммерческих самолетов работают по простому циклу Брайтона, идеализированному выше. Эти ограничения не применяются к стационарным газовым турбинам, в которые могут быть добавлены компоненты для повышения эффективности.Усовершенствования могут включать (1) уменьшение работы сжатия за счет промежуточного охлаждения, (2) увеличение мощности турбины за счет повторного нагрева после частичного расширения или (3) уменьшение расхода топлива за счет регенерации.

Первое усовершенствование будет заключаться в сжатии воздуха почти постоянной температуры. Хотя это не может быть достигнуто на практике, это можно приблизить с помощью промежуточного охлаждения (, т.е. путем сжатия воздуха в два или более этапов и его водяного охлаждения между этапами до его начальной температуры).Охлаждение уменьшает объем обрабатываемого воздуха и, соответственно, необходимую работу по сжатию.

Второе усовершенствование включает повторный нагрев воздуха после частичного расширения через турбину высокого давления во втором наборе камер сгорания перед подачей его в турбину низкого давления для окончательного расширения. Этот процесс аналогичен повторному нагреву, используемому в паровой турбине.

Оба подхода требуют значительного дополнительного оборудования и используются реже, чем третье улучшение.Здесь горячие выхлопные газы из турбины проходят через теплообменник или регенератор для повышения температуры воздуха, выходящего из компрессора перед сгоранием. Это уменьшает количество топлива, необходимое для достижения желаемой температуры на входе в турбину. Однако повышение эффективности связано со значительным увеличением начальной стоимости и будет экономичным только для агрегатов, которые работают почти непрерывно.

Газовые турбины для выработки электроэнергии

Использование газовых турбин для выработки электроэнергии началось с 1939 года.Сегодня газовые турбины — одна из наиболее широко используемых технологий производства энергии. Газовые турбины — это тип двигателя внутреннего сгорания (ВС), в котором при сжигании топливовоздушной смеси образуются горячие газы, которые вращают турбину для выработки энергии. Название газовым турбинам дает не само топливо, а образование горячего газа при сгорании топлива. Газовые турбины могут использовать различные виды топлива, включая природный газ, жидкое топливо и синтетическое топливо. В газовых турбинах горение происходит непрерывно, в отличие от поршневых двигателей внутреннего сгорания, в которых сгорание происходит с перерывами.

Как работают газовые турбины?
Газовые турбины состоят из трех основных секций, установленных на одном валу: компрессора, камеры сгорания (или камеры сгорания) и турбины. Компрессор может быть осевым или центробежным. Компрессоры с осевым потоком более распространены в производстве электроэнергии, потому что они имеют более высокий расход и эффективность. Компрессоры с осевым потоком состоят из нескольких ступеней вращающихся и неподвижных лопастей (или статоров), через которые воздух всасывается параллельно оси вращения и постепенно сжимается по мере прохождения через каждую ступень.Ускорение воздуха вращающимися лопастями и диффузия статорами увеличивают давление и уменьшают объем воздуха. Хотя тепло не добавляется, сжатие воздуха также вызывает повышение температуры.

Сжатый воздух смешивается с топливом, впрыскиваемым через форсунки. Топливо и сжатый воздух могут быть предварительно смешаны или сжатый воздух может быть введен непосредственно в камеру сгорания. Топливно-воздушная смесь воспламеняется в условиях постоянного давления, а горячие продукты сгорания (газы) направляются через турбину, где они быстро расширяются и сообщают вращение валу.Турбина также состоит из ступеней, каждая из которых имеет ряд неподвижных лопаток (или сопел) для направления расширяющихся газов, за которыми следует ряд движущихся лопаток. Вращение вала заставляет компрессор всасывать и сжимать больше воздуха для поддержания непрерывного горения. Оставшаяся мощность на валу используется для привода генератора, вырабатывающего электричество. Приблизительно от 55 до 65 процентов мощности, производимой турбиной, используется для привода компрессора. Для оптимизации передачи кинетической энергии от продуктов сгорания к вращению вала газовые турбины могут иметь несколько ступеней компрессора и турбины.

Газовая турбина Alstom GT24 / GT26 (Изображение предоставлено Alstom)

Поскольку компрессор должен достичь определенной скорости, прежде чем процесс сгорания станет непрерывным или самоподдерживающимся, начальный импульс передается ротору турбины от внешнего двигателя, статический преобразователь частоты, или сам генератор. Перед подачей топлива и возгоранием компрессор должен быть плавно ускорен и достигнет скорости воспламенения.Скорости турбины сильно различаются в зависимости от производителя и конструкции: от 2000 оборотов в минуту (об / мин) до 10000 об / мин. Первоначальное зажигание происходит от одной или нескольких свечей зажигания (в зависимости от конструкции камеры сгорания). Как только турбина достигает самоподдерживающейся скорости — выше 50% от полной скорости — выходной мощности достаточно для приведения в действие компрессора, сгорание идет непрерывно, а систему стартера можно отключить.

Характеристики газовой турбины
Термодинамический процесс, используемый в газовых турбинах, — это цикл Брайтона.Двумя важными рабочими параметрами являются степень сжатия и температура обжига. Соотношение количества топлива к мощности двигателя оптимизируется за счет увеличения разницы (или соотношения) между давлением нагнетания компрессора и давлением воздуха на входе. Эта степень сжатия зависит от конструкции. Газовые турбины для выработки электроэнергии могут быть как промышленного (тяжелого каркаса), так и авиационного исполнения. Промышленные газовые турбины предназначены для стационарного применения и имеют более низкие отношения давления — обычно до 18: 1.Авиационные газовые турбины — это более легкие компактные двигатели, адаптированные к конструкции авиационных реактивных двигателей, которые работают при более высоких степенях сжатия — до 30: 1. Они предлагают более высокую топливную эффективность и меньшие выбросы, но меньше по размеру и имеют более высокие начальные (капитальные) затраты. Авиационные газовые турбины более чувствительны к температуре на входе в компрессор.

Температура, при которой работает турбина (температура горения), также влияет на КПД, при этом более высокие температуры приводят к более высокому КПД.Однако температура на входе в турбину ограничена тепловыми условиями, которые допускает металлический сплав лопаток турбины. Температура газа на входе в турбину может составлять от 1200 ° C до 1400 ° C, но некоторые производители повысили температуру на входе до 1600 ° C, разработав покрытия для лопаток и системы охлаждения для защиты металлургических компонентов от теплового повреждения.

Из-за мощности, необходимой для привода компрессора, эффективность преобразования энергии для газотурбинной электростанции простого цикла обычно составляет около 30 процентов, при этом даже самые эффективные конструкции ограничиваются 40 процентами.Большое количество тепла остается в выхлопных газах, температура которых составляет около 600 ° C, на выходе из турбины. За счет рекуперации этого отходящего тепла для производства более полезной работы в конфигурации с комбинированным циклом КПД газотурбинной электростанции может достигать 55-60 процентов. Однако существуют эксплуатационные ограничения, связанные с работой газовых турбин в режиме комбинированного цикла, в том числе более длительное время запуска, требования к продувке для предотвращения пожаров или взрывов и скорость нарастания до полной нагрузки.

Газовые турбины


Узнайте об истории и развитии газовой турбины.

газовая турбина стала важным, распространенным и надежным устройством в области энергетики, транспорта и других приложений.Газовая турбина — это двигатель внутреннего сгорания, она может сжигать самые разные топлива (что способствует его большой универсальности).

Использует газовых турбин:

Есть Есть много форм газовых турбин от 1 до 10+ метров в длину. Газовые турбины бывают самых разных форм, чтобы удовлетворить самые разные потребности в энергии от управления танками, реактивными самолетами и вертолетами до выработки электроэнергии и промышленное использование энергии.

В На этой веб-странице мы обсуждаем газовые турбины , используемые для производства электроэнергии .

Позже вы можете узнать о многих других сложных формах газовой турбины перечислено в вики страница.

1. Как это работает
2. Краткая история газовых турбин
3. Разработка газовых турбин в General Electric, Арне Чердак
4. Системы управления газовой турбиной

1.Как это работает:

Газовая турбина используется для получения механической энергии из горючего топлива. В газе турбины, используемые для превращения промышленной / электрической энергии в механическую. поставляется в виде вращающегося вала (в отличие от находящегося под давлением тяга газотурбинного реактивного двигателя). Этот вал имеет огромное количество мощности и крутящего момента.

Использование газовая турбина с валом:

Вал может быть подключенным к другому оборудованию для выполнения различных видов работ, таких как: вращая ротор вертолета, запуская компрессор (который «давит» газ в конденсированную форму для использования в промышленных приложениях) или генерации электроэнергия.

Газовая турбина полезен для нашего современного мира, потому что он относительно компактен по размеру и делает много энергии. Газовые турбины используются в системах резервного питания. в Манхэттене, например, когда сеть выходит из строя из-за стихийного бедствия, газовые турбины включаются и могут вырабатывать электроэнергию для аварийных нужд.

Газовые турбины используются на нефтяных платформах для выработки энергии. Нефтяная платформа похожа на небольшой город, изолированный от воды, поэтому требует много энергии и не имеет много места.Газовые турбины также используются в масле. нефтеперерабатывающие заводы, чтобы производить мощность для крекинга процесс.

Обвязка мощность взрыва: Как работает устройство:

Исходный рисунок вверху: General Electric.

газовая турбина сжигает топливо в камере сгорания высокого давления, продукты из них принудительно попадают в турбину. Турбина специально спроектирована лопасти, прикрепленные к центральному валу, и как газы под высоким давлением протекает, вал вращается.Вал вращается с невероятной силой. Вал часто соединен с генератором, который вырабатывает электроэнергию. Иногда вал подсоединяется к компрессору. Компрессоры используются для сжатия газа или пара для множества промышленных и коммерческих целей.

Наручные часы видео ниже, чтобы узнать подробности о том, как работает газовая турбина:

2.Краткая история газовой турбины:

Газ турбины, разработанные в двух областях техники: паровая турбина, и двигатель внутреннего сгорания. Работа по обоим этим направлениям помогла привели к «Современной газовой турбине» периода после 1940-х годов.

1500 — 1870-е: Леонардо да Винчи, Джионванни Бранка, Джон Барбер и другие. упоминать или проектировать устройства, в которых для создания движения используется горячий газ или пар.Одновременно работают Сэмюэл Браун, Сади Карно, Сэмюэл Морел, Уильям. Барнетт и другие разрабатывают конструкцию двигателя внутреннего сгорания. Базовое понимание и теория горения и поведения газов в закрытых помещениях. пространства развита.


Паровая турбина by GE, нажмите на изображение, чтобы увидеть увеличенное изображение

Пар и газотурбинный рабочий комбинат:

Сэр Чарльз Парсонс построил первую паровую турбину, используемую в энергетике. станция в Кембридже, Англия.Чарльз Кертис (США) разрабатывает другой дизайн и продает патент E.W. Райс в General Electric. Райс дает Кертису всю рабочую силу и ресурсы, необходимые для создания самого мощного пара в мире турбины, которые продаются по всему континенту. Доктор Сэнфорд Мосс разрабатывает диссертацию по газовым турбинам в 1903 году, он присоединяется к GE в Массачусетсе. Мосс развивает супертурбокомпрессор во время Мировая война 1.Это устройство использует горячие выхлопные газы из внутреннего двигатель внутреннего сгорания для привода турбинного колеса, работающего от центробежного компрессор. Это устройство увеличивало выходную мощность двигателя. В 1918 году GE открывает подразделение по производству газовых турбин. Это готовит почву десятилетия спустя GE возглавит индустрию коммерческих газовых турбин. Д-р А.А. Гриффит развивает важные теории относительно потока газа. прошлые аэродинамические поверхности по сравнению с предыдущим методом использования проходов.


Реактивные двигатели использовать газотурбинную технологию. Это применение газовых турбин было разработано сначала сэром Фрэнком Уиттлом, Гансом фон Ойаном, доктором Францем Анслемом и другими с 1930-42 годов. Еще одна тема — разработка реактивных двигателей. обсуждается на отдельной странице.

The первая современная газовая турбина:

BCC Коричневый Бовери & Cie (Швейцария) ведет разработку газовых турбин для коммунального хозяйства. производство электроэнергии с 1930-х гг.Рауль Патерас де Пескара, Ханс von Ohain, Max Hahn разрабатывают собственные проекты за пределами BCC Brown Boveri. В 1936 году компания BCC Brown Boveri построила велокотел с наддувом для нефтеперерабатывающего завода. в Пенсильвании, который использовался в процессе каталитического крекинга для масло. В 1939 году установлена ​​газовая турбина мощностью 4 МВт. в Невшателе, Швейцария. Теперь вы можете увидеть эту турбину на выставке Бирр, Швейцария. Работал с 1939 по 2002 год.

Первый коммерчески продана газовая турбина в Западном полушарии, используемая для выработки электроэнергии был установлен в 1949 году на станции Белл-Айл, штат Оклахома, США.Основная группа инженеров General Electric разработали эффективный и мощный дизайн, который лег в основу многомиллиардной индустрии. В дизайн привел к взрывному росту продаж газовых турбин во всем мире. Газовые турбины наконец занял прочное место в надежном производстве электроэнергии после 1950.

Пионеры газовые турбины 1949 года в GE включают: Брюса Бакленда «Мистер Газовая турбина», Нил Старки (GT Control Genius), Арне Лофт *, Энди Смит, Боб Крамер, Боб Хендриксон *, Дик Ноэ, Том МакКоун, Аль Бойко, Билл Тейлор, Голди Голдсворт, Фрэнк Йипл, Джордж Фуснер, Эдди Уимет, Энди Дарджис, Рой Линн, Джон Бак, Фил Белл, Фред Каммингс, Фернан Померло.

* Доступны видеолекции Арне Лофт и Боба Хендриксона


Вверху: инженеры по ракетным и газотурбинным двигателям на Испытательный полигон на Мальте

3. Инженерный форум:

Газ Разработка турбины в General Electric
, Arne Loft

Брюс Бакленд начал работать в GE в августе 1923 г. и ушел на пенсию в 1966 г., проработав 42 года. услуга.Он сыграл важную роль в разработке многих ранних газовых турбины, которые сделали GE одним из ведущих поставщиков газовые турбины. Первая половина его трудовой карьеры прошла в паротурбинный бизнес, а вторая половина — газотурбинный. Следующая информация была извлечена из записанного на пленку интервью. с Брюсом в 1980 году:

Примерно 1937 год, GE Подразделение локомотивного и вагонного оборудования в Эри, штат Пенсильвания, хотели, чтобы компания разработала и изготовила двигатель для своих локомотивов, а не покупать чей-то дизель.А. Р. Смит, который тогда возглавлял Группу турбиностроения. ответил, организовав команду людей в Паровую Турбину. Инженерная секция, в том числе Кенни Солсбери, Алан Ховард, Джин Хантсигер, Ларри ЛаРек, чтобы изучить возможности. Исследования были прерваны в 1941 году в результате встречи Алекса Стивенсона и Глен Уоррен с доктором Дюраном, главой N.A.C.A. (Предшественник НАСА), и тогда GE было приказано отложить свои планы по локомотивный двигатель и обратим внимание на авиационные двигатели.В этот период Рой Шульц и полковник Дон Керн, которые были в Англии, исследуя реактивный двигатель Уиттла, отправить образец двигателя Whittle в группу нагнетателей.

Доктор Сэнфорд Мосс продолжил исследования нагнетателя в Линне, Массачусетс, после Первой мировой войны, следовательно, у Линн был хороший нагнетатель. подразделение, которое поставляет нагнетатели типа B почти во все Бомбардировщики и другие самолеты, использовавшиеся во ВОВ.Линнский департамент получил указание разработать реактивный двигатель типа Уиттла. В результатом стал И-16 с тягой 1600 фунтов, использованный для питания Колокол XP-59. И-40 был следующей конструкцией реактивного двигателя с 4000 фунты тяги. Обе работы по проектированию двигателей были очень секретными. на ранних стадиях.

Тем временем Алан Ховард и его группа разработали ТГ-100, винтовой реактивный самолет . который развивал 2000 лошадиных сил на винте и приблизительно 500 лошадиных сил в реактивном двигателе.Первый полет был на XP-81 Orion. самолет с ТГ-100 в носовой части с винтом и реактивный самолет И-40 в хвосте. Удаление стойки и увеличение размера вдвое ТГ-100 производил осевой поток, чисто реактивный двигатель конструкции: ТГ-180 с тягой 4000 фунтов. Это было примерно в это время в 1944 году Брюсу поручили проект по испытанию ТГ-180, который был построен в Скенектади. Позже ТГ-180 стал двигателем P-84, P-86, B-45 и B-47.

Двигатель локомотива конструкции был перезапущен в середине 1946 года. и протестирован в корп. 49 в следующем году. Затем последовали тесты с локомотивом в Эри, во время которого возникло несколько конструктивных проблем обнаружены, в том числе усталостное разрушение второй ступени ведро в течение первых трехсот часов эксплуатации. После завершение локомотивных испытаний в Эри и некоторые начальные пробеги на Никелевая плита и железные дороги Пенсильвании, локомотивная единица был передан в аренду Union Pacific.Union Pacific управлял им около одного год между Шайенном и Лос-Анджелесом до заказа 20 единиц в феврале 1952 г., в основном для перевозки грузов. К тому времени GE произвела два Bangor, два Central Vermont и один Central Локомотив штата Мэн. Затем последовала отгрузка первого газа. турбина для коммунального использования Texas Power and Light в конце 1952 года, MS3001. Затем GE продала 20 единиц новой двухвальной версии, трубопроводный газ.К декабрю 1979 г. одна из таких установок на Пекосе Речной вокзал отработал 200000 часов, что побудило Ховарда Перри, чтобы отметить это событие, организовав вечеринку в Эль-Пасо. Между тем GE начала получать заказы на многие «газоперекачивающие машины».

В начале 1950-х годов GE поставила 10 газовых турбин / компрессоров движется к Creole Petroleum для повышения давления в пласте в миле ниже поверхности озера Маракайбо в Венесуэле.Этот был первый раз, когда кто-либо поставил такую ​​станцию ​​семь или восемь миль от берега в озере. Это было очень успешно. Десять газа турбины и компрессоры были смонтированы на платформе примерно два футбольных поля размером с 364 железобетона сваи, около одного квадратного метра и длиной 120 футов, с нижним половина в грязь, а верхняя половина в озере и по поверхности.

В тот же период у газовых турбин возникли проблемы с сжиганием бункера. Топливо «C». По окончании шестимесячного периода тестирования GE разработала схема обессоливания с использованием центрифугирования ДеЛаваль для удаления натрий и добавить магний, чтобы предотвратить коррозию ванадия. В результате образовался пепел, который сбрасывался при выключении и оказалось удовлетворительным решением при условии, что турбина эксплуатировался в периоды прерывистого обслуживания.

Между тем, Union Pacific все еще искал газовая турбина для замены своих дизелей мощностью 9000 л.с. Локомотив Эри Персонал предположил, что подходящий размер для локомотива двигатель составлял 4500 л.с., а если требовалось больше мощности, то турбины следует укладывать в ряд, аналогично дизелям. Однако Скенектади процитировал газовую турбину мощностью 8500 л.с. в 1952/1953 году, и Union Pacific заказал 30 шт.Это был смелый замысел, рассчитанный на длительный срок службы. всего с двумя опорными подшипниками. Вдобавок был осевой резонанс потока и некоторые машины «на испытаниях» теряют ведра и потерпели сбои динамических компонентов, что привело к очень много проблем. Они были успешно очищены, в том числе ранние поломки колес, которые удалось преодолеть путем разработки метода горячего растяжения и хладостойкости турбинных колес, которые все еще используется сегодня.

Однако стоимость газовых турбин превышала рыночную. и в начале 60-х годов были приняты две концепции, чтобы для снижения общей стоимости: (1) Поместите турбину в упакованный силовая установка и (2) предварительный заказ на поставку через шесть месяцев цикл (вроде конкурса) вместо одного года. К счастью для GE, крупное отключение электроэнергии в 1965 году в районе Нью-Йорка произошло в на этот раз и один из газовых баллонов Long Island Light and Power Utility. турбины подхватили систему с «черного старта».Данное мероприятие вкупе с решением технических проблем с Дизайн рамы 5 стал импульсом, необходимым для переворота бизнеса. и считается поворотным моментом в бизнесе газовых турбин.

Особая благодарность Арне Лофту за этот раздел. Присоединяйтесь к Эдисону Команда Технического центра в качестве волонтера и создаст свою собственную инженерную разработку история известна.

4.Системы управления газовой турбиной:

Газ турбины — чрезвычайно сложные устройства, требующие точного контроля работать. Инженеры по управлению в General Electric первыми разработать надежную систему управления. Нил Старки разработал механический контроль, который был надежным в 1940-е годы. Нужна была лучшая система используя компьютеры и электронику (которая сама только что была разработана в то время).Эта первая электронная система была разработана Арне Лофтом, инженер-механик / электрик, работающий в GE в Скенектади, Нью-Йорк. Ниже приводится его история разработки первого Speedtronic Control. Система. (Позже Speedtronic превратился в большую линейку продуктов, не только газовые турбины, но паровые турбины и другие устройства).

Видео на первой системе управления Speedtronic ниже:

1980-е годы:

The 7 F Gas Турбина General Electric (видео Youtube):


Связанные темы:

Нравится нас на Facebook

Источники:

-История Газовая турбина с Бобом Хендриксоном от Фрэнка Хаккерта и Эдисона Технический центр
— Эдисон представляет: интервью с Арне Лофтом Эдисоном Технический центр
-Википедия (Двигатель внутреннего сгорания, записи газовой турбины)
-О.com Изобретатели
— История General Electric в Зале истории
— ASME.org — Газовая турбина острова Белл
— Группа компаний ABB, веб-страница истории

Типы газовых турбин

Чтобы самолет двигался по воздуху, мы должны использовать какую-то двигательную установку для создания тяги. Наиболее широко используемые формой силовой установки современного самолета является газовая газотурбинный двигатель. Турбинные двигатели бывают самых разных форм.

На этой странице показаны компьютерные чертежи четырех различных вариантов газовая турбина или реактивный двигатель.Хотя каждый из двигателей отличается, у них есть некоторые общие части. Каждый из в этих двигателях есть секция сгорания (красный), компрессор (голубой), турбина (пурпурный) и вход и сопло (серый). Компрессор, горелка и турбина называются основной двигателя, так как все газовые турбины имеют эти составные части. Ядро также обозначается как газогенератор так как на выходе из активной зоны идет горячий выхлопной газ. Газ пропущен через сопло для создания тяги турбореактивного двигателя, при этом он используется для привода турбины (зеленый) ТРДД и турбовинтовых двигателей.Поскольку компрессор и турбина связаны центральным валом и вращаются вместе, эта группа деталей назвал турбомашин . Работа турбореактивный дожигающий турбореактивный двигатель, турбовентилятор и турбовинтовые двигатели описаны на отдельные страницы.

Благодаря высокой выходной мощности и высокому тепловому КПД газотурбинные двигатели также используются в самых разных приложениях, не связанных с аэронавтикой. Подключение главный вал двигателя к электромагниту будет вырабатывать электроэнергию.Газовые турбины также может использоваться для питания кораблей, грузовиков и военных танков. В этих приложениях главный вал соединен с коробкой передач (очень похож на турбовинтовой), и получившаяся силовая установка называется двигатель турбовальный . В конце 1960-х гоночные автомобили с турбовальным двигателем соревновались в Indy 500.

Вы можете изучить конструкцию и работу различных турбин. движок с помощью интерактивного EngineSim Java-апплет. Вы можете выбрать тип двигателя и варьировать любой из параметров, которые влияют на тягу и расход топлива.


Деятельность:


Экскурсии с гидом
  • Реактивные двигатели:

Навигация ..


Руководство для начинающих Домашняя страница

Газовые турбины — обзор

4.6 Турбины

Последней частью газовой турбины является турбинная секция. Здесь энергия топлива преобразуется в форму механической энергии, при этом вращение вала турбины создает крутящий момент.Во всех газовых турбинах, за исключением некоторых очень маленьких машин, используются секции турбины с осевым потоком. Как и компрессор, турбина с осевым потоком будет состоять из ряда ступеней, каждая ступень включает набор неподвижных лопаток, обычно называемых соплами, и набор вращающихся лопаток, прикрепленных к валу турбины.

Существует два основных типа конструкции турбины / лопатки, которые могут быть применены к газовой турбине, каждый из которых определяется способом извлечения энергии из жидкости. Эти две турбины называются реактивными и импульсными турбинами.Один из способов понять разницу состоит в том, чтобы заметить, что реактивные турбины используют статическое давление в жидкости, тогда как импульсные турбины используют динамическое давление. Это означает, что когда жидкость проходит через реактивную турбину, статическое давление падает, но скорость жидкости, определяющая ее динамическое давление, остается относительно постоянной. Напротив, когда жидкость проходит через ступень импульсной турбины, скорость падает, а статическое давление остается постоянным. Ступени современной осевой газовой турбины, как правило, объединяют эти две ступени, извлекая часть их энергии из статического давления и частично из динамического давления.Обычно первые стадии имеют преимущественно импульсный тип, в то время как последние стадии являются более реакционными. Однако на всех этапах обычно используется и то, и другое.

Порядок неподвижных лопаток и вращающихся лопаток в турбине — обратный порядку компрессора. Газ под высоким давлением и высокой температурой из камеры сгорания сначала встречает лопатки ступени, а затем направляется к ее лопаткам. Лопатки образуют сходящиеся каналы, которые преобразуют статическое давление в динамическое, увеличивая скорость проходящего через них воздуха.Это динамическое давление затем используется для вращения вращающихся лопастей. Как и в компрессоре, лопасти и лопасти имеют форму аэродинамических крыльев, чтобы обеспечить беспрепятственный поток воздуха через всю турбину. Каждая ступень извлекает часть энергии, содержащейся в воздухе.

В простой газовой турбине компрессор и лопатки турбины находятся на одном валу. Однако есть более сложные механизмы. В некоторых машинах есть два концентрических вала. Одна из них несет лопатки компрессора и первые одну или две ступени лопаток турбины.Более поздние ступени турбины прикреплены ко второму валу, который приводит в действие генератор для выработки электроэнергии. В некоторых авиационных газовых турбинах это делается еще дальше, и ступени компрессора также разделены. Затем лопатки компрессора низкого давления устанавливаются на тот же вал, что и ступени турбины низкого (или среднего) давления, в то время как ступени компрессора высокого давления находятся на том же валу, что и ступени турбины высокого давления.

КПД газовой турбины будет зависеть от перепада температуры на ступенях.Для достижения высокого КПД температура на входе ступени турбины должна быть очень высокой. В некоторых современных газовых турбинах температура на входе может достигать 1600 ° C. Для разработки компонентов турбины, способных выдерживать эту температуру, требуются особые материалы и особые методы проектирования.

Эффективность газовой турбины будет зависеть не только от температуры газа на входе, но и от температуры газа на выходе из последней ступени газовой турбины. Отработавший газ из газовой турбины простого цикла, не входящей в конфигурацию комбинированного цикла, должен быть как можно более холодным для достижения максимальной эффективности.Однако на электростанции с комбинированным циклом часть энергии улавливается парогенератором, который использует отходящее тепло в выхлопе газовой турбины. Температура выхлопных газов, выходящих из турбины, в установках этого типа будет намного выше. Температура на выходе высокоэффективной авиационной газовой турбины, вероятно, будет в диапазоне от 400 ° C до 500 ° C. Несмотря на то, что это относительно высокий показатель, он все же обеспечивает КПД до 46% для лучших машин. Другие небольшие промышленные турбины будут иметь КПД до 42%.И наоборот, большие промышленные газовые турбины, предназначенные для работы в комбинированном цикле, могут иметь температуру выхлопных газов выше 600 ° C. Эффективность может составлять всего 38%, но обычно она достигает 42%.

Краткая история газовых турбин GE

Июль знаменует собой две важные вехи, которые сделали газовую генерацию на пути к превращению в доминирующую форму производства электроэнергии: коммерческая эксплуатация первой в мире промышленной газовой турбины в Невшателе, Швейцария, в 1939 году и коммерческая эксплуатация первой газовой турбины в г. U.S. использовался для выработки электроэнергии — установка General Electric (GE) мощностью 3,5 МВт на станции Белл-Айл в Оклахома-Сити в 1949 году.

Компания

GE, которая на сегодняшний день является крупнейшим производителем оригинального оборудования в области газовых турбин, с тех пор разработала и внедрила несколько поколений газовых и паровых турбин, генераторов, парогенераторов с рекуперацией тепла (HRSG), конденсаторов и другого оборудования для баланса станции. . Вот как модельный ряд современных газовых турбин GE эволюционировал за последние 80 лет.

[Подробнее см. В этом эксклюзивном интервью с главным техническим директором GE Power Джоном Ламмасом: «Интервью POWER: что послужило толчком к технологическому скачку в GE в области газотурбинных двигателей за последние 70 лет.“]

1939 Начало коммерческой эксплуатации первой в мире промышленной газовой турбины

Первая в мире промышленная газовая турбина, газовая турбина простого цикла мощностью 4 МВт, впервые заработала на полной мощности на муниципальной электростанции в Невшателе, Швейцария, 7 июля 1939 года. Турбина разработана Brown Boveri & Cie (BBC), компания, которая была основана в 1891 году в Бадене, Швейцария, но в 1988 году объединилась с ASEA AB и образовала ABB (ASEA Brown Boveri), а затем в 2000 году была продана как часть бизнеса ABB по производству электроэнергии компании Alstom.GE приобрела энергетический бизнес Alstom в 2015 году.

Газовая турбина Невшателя вводится в промышленную эксплуатацию в качестве резервного агрегата с КПД 17,4%. Турбина вращается со скоростью 3000 об / мин, имеет температуру на входе в турбину (TIT) 550 ° C (1022 ° F) и вырабатывает 15 400 кВт, из которых 11400 кВт потребляет компрессор при температуре воздуха на входе 20 ° C (68 ° F). Используется в основном для резервных и пиковых нагрузок, он работает почти 70 лет.

1949 Первая в Америке газовая турбина для производства электроэнергии

Первая газовая турбина GE, 3.Электростанция мощностью 5 МВт, установленная в отдельном здании, примыкающем к парогенератору мощностью 51 МВт на станции Belle Isle, принадлежащей Oklahoma Gas and Electric Co., начинает подавать электроэнергию. Ось газовой турбины расположена горизонтально. Как отмечает Американское общество инженеров-механиков (ASME), «хотя эта установка была рассчитана на 3 500 кВт, она на самом деле значительно превышала эту мощность в эксплуатации. Он часто давал электрическую мощность 5000 кВт, а с июля 1949 г. по июль 1952 г. средняя мощность составляла 4200 кВт.«По имеющимся данным, КПД блока GE Frame 3 составляет около 17%. Примечательно, однако, что помимо выработки электроэнергии, ее выхлопной газ также использовался для нагрева питательной воды для обычной паровой установки, что сделало ее первой в стране газовой турбиной, использованной в конфигурации «комбинированного цикла».

1951 Двухвальная производная

GE устанавливает три газотурбинные электростанции мощностью 5 МВт в Ратленде, штат Вермонт, на основе двухвальной производной рамы 3. Так называемые «киловаттные машины» включают сдвоенные промежуточные охладители и рекуператоры.

1953 Первая коммерческая газовая турбина с промежуточным охлаждением и рекуперацией с промежуточным нагревом

Технологические прорывы в соотношении давлений в цикле, материалах и покрытиях, которые следуют за установкой в ​​Невшателе, позволяют BBC повысить температуру на входе турбины до 1200 ° F, а в 1953 году компания запускает установку Beznau II мощностью 27 МВт, повышая термический КПД обоих. -блок мощностью 40 МВт Безнау в Швейцарии до 30%. Инженеры BBC, разработавшие двухвальную турбину Безнау, выжали «каждый бит эффективности из цикла Брайтона с ограниченными отношениями давления в цикле и максимальными температурами цикла», — писал С.Джан Гюлен в своей книге « Газовые турбины для производства электроэнергии », выпущенной в феврале 2019 года. «Конечным результатом была целая силовая установка вместо компактного двигателя на салазках».

1960 Первая коммерческая ПГУ

Вдохновленный открытием новых газовых месторождений в Нидерландах, австрийское предприятие NEWAG вводит в эксплуатацию Korneuburg-A, парогазовую установку мощностью 75 МВт — одну из первых построенных в Европе электростанций такого типа. Станция состоит из двух турбин BBC Type 12 мощностью 25 МВт, паровой турбины мощностью 25 МВт и котла-утилизатора с дожиганием.Несмотря на низкий КПД (около 32,5%), установка работала на базовой нагрузке с 1960 по 1975 год, в среднем 6000 часов в год, но вскоре ее эксплуатация становится неэкономичной, в основном из-за затрат на топливо и повышения КПД угольных электростанций. который появился в Европе с 1965 года и с тех пор используется в основном для выполнения служебных обязанностей.

1967 Первые специализированные заводы комбинированного цикла GE

После Великой аварии на северо-востоке в ноябре 1965 года регулирующие органы предписывают коммунальным предприятиям увеличивать запасы системы за счет установки определенного процента небольших локализованных энергоблоков с быстрым запуском с возможностью аварийного запуска.GE устанавливает FS3 мощностью 11 МВт в Оттаве, Онтарио, и FS5 мощностью 21 МВт в Wolverine Electric Ottawa, также в Онтарио. FS3 уже был испытан на морских судах и локомотивах США, отметил Рональд Хант, инженер-консультант, работающий в Институте инженеров дизельных и газовых турбин (IDGTE), в своей книге «Развитие и история», выпущенной в апреле 2019 года. Газовая турбина для энергетики, промышленного и морского назначения .

1968 Первая турбина LM

Инженеры GE изменили конфигурацию турбореактивного двигателя J79, самолет, который впервые был запущен в 1955 году, в LM1500, турбину, предназначенную для промышленного и морского применения.Первая LM1500 — это турбина мощностью 13,3 МВт, установленная на атомной электростанции Миллстоун в Коннектикуте.

1969 Более совершенные авиационные производные

Первый LM2500, созданный на основе летного двигателя CF6-6, установлен на грузовом корабле GTS Adm. Callaghan ВМС США. В турбине используется 16-ступенчатая компрессорная секция с входными направляющими лопатками и 6-ступенчатыми регулируемыми лопатками статора с выходом двухступенчатой ​​турбины высокого давления в 6-ступенчатую свободную силовую турбину.Первоначальная конструкция имела двухвальные лопасти HPT, номинальную мощность по ISO 17,9 МВт и тепловой КПД простого цикла 35,8%. Турбины LM2500 до сих пор широко используются. «По сей день ВМС США продолжают выбирать LM2500 для оснащения новейших надводных боевых кораблей в своем флоте», — сообщает GE.

1970 Кадр 5 становится больше

Продажи одно- и двухвальной осевой турбины простого цикла Frame 5 остаются активными. В 1970 году на алюминиевом заводе в Бахрейне был задействован блок Frame 5 мощностью 24 МВт.Сегодня эта модель приобрела почтенный статус в мире газовых турбин благодаря своей репутации надежной рабочей лошадки. Как несколько лет назад Дэйв Люсьер, руководивший программой инженерных работ GE, заметил, что блок 5 с черным пуском в Саутгемптоне, штат Нью-Йорк, положил начало восстановлению электроснабжения на Лонг-Айленде и, в конечном итоге, в Нью-Йорке после Великой аварии на северо-востоке страны 9, 1965. «Будущее — ничто без прошлого», — заметил он.

1970 Появляется рама 7

Появляется MS7000, турбина Frame 7 (60 Гц), номинальная мощность 47.2 МВт с ТИТ 1650F. Вскоре после этого GE вместе с Alstom начинает разработку одновальной машины Frame 9 с частотой 50 Гц.

1970 BBC запускает серию GT

Чтобы конкурировать за долю на рынке газовых турбин после отключения электроэнергии и в ответ на стратегию GE по созданию более крупных газотурбинных установок, BBC разрабатывает семейства GT11 (60 Гц) и GT13 (50 Гц). Первая газовая турбина BBC GT11 зажигается на озере Рэйнбоу в Канаде в 1970 году. Она рассчитана на 32 МВт при 3600 об / мин.

1971 Первая турбина Е-класса

Первый E-класс (7E) дебютирует на заводе National Grid’s Shoreham Combustion Turbine в Великобритании.

1972 Первая 7B

GE представляет MS7001B, первую турбину класса B Frame 7 мощностью 51,8 МВт.

1975 Первый кадр 9

Первая машина Frame 9B мощностью 80,7 МВт установлена ​​EDF недалеко от Парижа, в основном для пикового режима работы.

1978 Первая 6Б

Первая машина 6B установлена ​​на станции Глендайв, штат Монтана-Дакота, Utilities.По словам генерального директора GE Gas Power Скотта Стразика в сентябре 2018 года, турбина все еще находится в эксплуатации. Еще 1150 турбин 6B установлены по всему миру, питая энергетические объекты и промышленные применения в таких сегментах, как нефтехимия, разведка нефти и газа и производство цемента. GE отметила. С годами компания улучшила технологию. В 1981 году компания разработала технологию повышения температуры обжига, что привело к увеличению производительности на 15%. В 1991 году компания представила технологию сухого сжигания с низким содержанием NO x , а в 2009 году она представила пакет для улучшения характеристик с использованием усовершенствованных материалов, покрытий, уплотнений и аэродинамики, заимствованных из линейки F-класса.Чтобы отметить 40-ю годовщину установки, GE в 2018 году также представила решение по обновлению парка машин 6B в рамках усилий по продолжению инвестирования в свои «зрелые автопарки», чтобы поддерживать их конкурентоспособность.

1984 Сухой с низким содержанием NO x Прорыв

Первая коммерческая эксплуатация разработанного BBC «обедненного» сухого премикса с низким содержанием NO x (DLN) первого поколения начинается на модифицированной установке GT13D на комбинированной установке Lausward мощностью 420 МВт в Дюссельдорфе, Германия.Как отмечает Дитрих Эккардт в своей книге « Gas Turbine Powerhouse », опубликованной в 2014 году, BBC представила концепцию в 1978 году на основе теоретического понимания того, что эффективное сгорание с низким содержанием NO x требует отделения смеси топлива и воздуха от процесса сгорания и этого сгорания. сам по себе должен происходить в «скудных» условиях. Технология снизила выбросы NO x установки до 32 частей на миллион (ppm). Хотя позже он был применен к семи агрегатам GT, он был «слишком сложным и склонным к ухудшению через некоторое время», поэтому BBC начала разработку второго поколения горелок с предварительным смешиванием обедненной смеси, сказал Эккардт.

1985 Когенерация Milestone

Две авиационные газовые турбины GE LM2500, паровая турбина и генератор, смонтированные в одновальной конфигурации, установлены в системе централизованного теплоснабжения, принадлежащей IJsselcentrale в Нидерландах. Конфигурация предназначена для компенсации высоких инвестиционных затрат на газовые турбины LM2500. GE отмечает, что этот проект также стал первым применением системы впрыска пара. Тесты производительности показывают эффективность при полной нагрузке 50%.

1987 Спущен на воду первый GT13E

Первый GT13E компании ABB (позже Alstom, а затем GE) — блок мощностью 147,9 МВт — успешно введен в эксплуатацию на предприятии Hemweg, принадлежащем голландской энергетической компании UNA и управляемом ею, в Нидерландах. Еще 27 блоков этого типа были введены в эксплуатацию до того, как требования рынка подтолкнули компанию к разработке газовых турбин с более высоким КПД и выбросами NO x ниже 25 частей на миллион. В 1991 году он запускает GT13E2. В турбине используется одиночная камера сгорания SILO, установленная наверху.

1988 LM6000 Спущен на воду

GE расширяет парк LM за счет турбины LM6000, созданной на основе турбовентиляторного авиационного двигателя CF6-80C2 с большим байпасом. Двухвальная высокопроизводительная газовая турбина простого цикла имеет мощность до 36,6 МВт и КПД 41,9% в рейтинге ISO.

1990 Начало эры F-класса

Первая машина F-класса, 7F мощностью 147 МВт с TIT 2300F, начала эксплуатироваться в Virginia Electric & Power Co.(VEPCO) Chesterfield Power Station 6 июня 1990 года. Хотя прототип первоначально использовался для испытаний в простом цикле, прежде чем он был преобразован в комбинированный цикл в 1992 году, источники широко сообщают, что он имел КПД 45,2% и общую выходную мощность. 214 МВт в режиме комбинированного цикла (и 150 МВт и 34,5% в режиме простого цикла). По данным группы пользователей 7F, Chesterfield 7 ознаменовал начало золотой эры газотурбинных технологий (которая, по мнению некоторых отраслевых обозревателей, закончилась в 2015 году).Группа также отмечает, что машины F-класса с годами стали более сложными, чтобы соответствовать все более строгим экологическим нормам и целям владельцев по повышению эффективности и доступности / надежности.

GE отмечает, что технология F была первоначально разработана в 1980-х годах, когда она представляла собой «качественный скачок в рабочих температурах, технологии охлаждения и аэротермических характеристиках газовых турбин большой мощности». С тех пор, как GE представила MS7001F в 1987 году, дизайн которого был обусловлен «спросом на более эффективные установки с меньшими выбросами и более низкой стоимостью (на кВт / час)», технология была расширена и уменьшена, и сегодня она доступна в различных вариантах. от 51 МВт для 6F.01 простого цикла до более чем 1000 МВт для электростанции комбинированного цикла 3 × 1 7F.05. Семейство расширилось до 6F и 9F. По всему миру было установлено более 1500 машин F-класса с различными приложениями, от производства электроэнергии, комбинированного производства тепла и электроэнергии до механических приводов, в самых разных отраслях, таких как выплавка алюминия, нефтеперерабатывающие заводы и пищевая промышленность.

1991 Коммерческий сухой с низким содержанием NO x Раствор

В то время как GE приступила к разработке и испытанию систем сжигания с низким содержанием NO x (DLN) в 1970-х годах, в 1991 году она представила свои первые коммерческие системы сжигания DLN для газовых и газовых турбин большой мощности.В результате исследований было получено решение DLN-1 для турбин E-класса и решение DLN-2 для турбин F-класса; последнее также применялось к машинам класса EC и H. В 2015 году GE представила систему сгорания DLN2.6 + для новых и существующих газовых турбин 7F, а в мае 2018 года анонсировала «гибкое» решение модернизации, которое сочетает в себе камеру сгорания DLN 2.6+ с технологией осевого каскадирования топлива. Ранее в этом году компания заявила, что завершила первую установку новой газовой электростанции, которая может снизить выбросы NO x до 5 частей на миллион.

1992 Первый 9F

159-МВт 7F с 2350F TIT начинает работать на другом блоке Chesterfield (Chesterfield 8) в Вирджинии, а первый 9F начинает работать в режиме простого цикла на площадке EDF в северной части Парижа. GE совместно с Alstom разработала турбину мощностью 212 МВт.

1992 GT13E2

ABB представляет на рынке газовую турбину GT13E2 мощностью 166 МВт. По сравнению с GT13E, GT13E2 имеет более высокий TIT, равный 2012 F, и увеличивает передаточное число компрессора с 13.От 9: 1 до 15,0: 1. GE по-прежнему предлагает модель турбины сегодня. По его словам, GT13E2 2017 выдает 210 МВт при КПД простого цикла 38% и КПД комбинированного цикла более 55%.

1996 Силовая установка на колесах

GE представляет TM2500, переносное авиационное устройство, устанавливаемое на прицеп, — «силовую установку на колесах».

1997 Конкурс F-класса уступает GT24 / GT26

Компания

представила в 1987 году модель Frame 7F мощностью 150 МВт — первую модель F-класса — за ней в 1989 году последовала компания Westinghouse (в сотрудничестве с Mitsubishi) с моделью 501F, а затем в 1991 году компания Siemens с ее V94.3. Вот почему, отмечает Эккард, ABB «решила использовать стратегию« прыжка через лягушку », чтобы догнать своих конкурентов». Компания выпустила свой собственный GT24 (60 Гц) / GT26 (50 Гц) в декабре 1991 года. Прототип GT24 мощностью 165 МВт был установлен на электростанции Gilbert в Нью-Джерси в 1993 году. «Представленное как революционное решение, оно было самым лучшим. компактная модель, доступная на рынке, и единственная, в которой используется последовательное сгорание с особенно высокой степенью сжатия », — отмечает он. Он также имел КПД 56%, что на 2–3% больше, чем у его конкурентов.Модель GT26 была спущена на воду в 1997 году. Газовая электростанция Rocksavage мощностью 770 МВт в Великобритании — одна из первых, оснащенных газовыми турбинами GT26.

2003 Начало эры H-класса

GE представляет первую систему H-класса (H-System), 9H, турбину мощностью 480 МВт, 50 Гц, с температурой горения 2600F, на электростанции Баглан-Бэй в Уэльсе. 9H — одновальная установка с комбинированным циклом — достигает температуры обжига значительно выше 2600F. Но, как отмечает Гюлен в своей книге от февраля 2019 года, хотя H-System «имела безоговорочный успех с технологической точки зрения, это был коммерческий провал.«Монокристаллические компоненты тракта горячего газа с улучшенными термобарьерными покрытиями увеличивают стоимость и сложность из-за более длительных, чем обычно, простоев в обслуживании, — отмечает он. Всего было построено всего шесть электростанций с комбинированным циклом H-System, которые продолжают работать в коммерческих целях, и хотя одна из этих электростанций — Энергетический центр Inland Empire с частотой 60 Гц — достигла заметного тепловыделения и выбросов NO x , GE делает больше не предлагать H-System. Новейшие звезды линейки H-класса — это модели HA.

Однако запуск

GE H-System обострил конкуренцию среди крупных производителей в области газовых турбин, которые удвоили усилия по повышению эффективности газовых турбин. В 2011 году компания Siemens преодолела барьер теплового КПД 60% с помощью своей газовой турбины 8000H в Иршинге, Германия, газовой турбины, которая номинально имела тот же TIT, что и H-System (2732F), но более низкую температуру горения. Тем временем Westinghouse в сотрудничестве с Mitsubishi Heavy Industries (MHI) разработала промежуточную температуру обжига G-класса — технологию, которая теперь предлагается Mitsubishi Hitachi Power Systems (MHPS).MHI также отказался от разработки H-технологии и начал разработку J-класса, технология камеры сгорания которого основана на системе парового охлаждения, используемой в G-классе.

2005 Укореняется 6C

ПГУ мощностью 130 МВт с 2 корпусами 6C (6F.01) дебютирует в Турции. 6C, который сейчас известен как 6F.01, был первоначально введен в эксплуатацию в 2003 г. и имел мощность 42 МВт, а после проверки площадки был повышен до 46 МВт. GE заявляет, что эта модель является лидером в отрасли по эффективности когенерации и комбинированного цикла для газовых турбин с диапазоном мощности менее 100 МВт.«Его огромная энергия выхлопных газов позволяет производить большое количество пара для выработки электроэнергии или когенерации. Он обеспечивает КПД более 58% в схеме с комбинированным циклом 2 × 1 и КПД более 80% в режиме когенерации », — говорится в сообщении.

2009 Обновление Alstom MXL2

Alstom представляет усовершенствованную газовую турбину GT26 MXL2 на электростанции Кастехон в Испании. Обновление MXL позволяет владельцам GT26 получить выгоду от новой оптимизации компрессора, а также улучшений покрытия и охлаждения турбин высокого и низкого давления.Это также продлевает срок службы оборудования. Хотя концепция MXL начиналась как стандартная функция нового парка GT13E2, Alstom также установила первую модернизацию MXL2 для своей газовой турбины GT13E2 на электростанции South Humber Bank в Великобритании в 2012 году.

GE сегодня предлагает модернизацию MXL2 в своих турбинах GT13E2, которые она приобрела у Alstom в 2015 году. Однако в рамках приобретения Alstom GE согласилась с Европейской комиссией продать часть портфеля газовых турбин Alstom для сохранения конкурентоспособности.Продажа включала, в основном, технологию газовых турбин Alstom GT26 и J-класса GT36, а также некоторые контракты на обслуживание GT26, которые были проданы Ansaldo Energia. Тем не менее, GE сохранила все контракты на обслуживание GT24. Сегодня Ansaldo предлагает обновление MXL2 для GT26, а GE объединила это обновление в новом предложении, GT26 HE, которое было выпущено в 2019 году. Сегодня Ansaldo предлагает обновление MXL2 для GT26, а GE объединила это обновление в новом предложении. , GT26 HE, выпущенный в 2019 году.

2014 GE запускает линию HA

Отметив новую важную веху, GE представляет две новые турбины H-класса с воздушным охлаждением, 9HA (50 Гц) и 7HA (60 Гц), которые разработаны на основе достижений в области материалов, аэродинамики и передового производства. В турбинах также реализованы преимущества новой цифровой эры, когда интегрированное программное обеспечение и аналитика повышают производительность и эффективность. GE говорит о турбинах, которые варьируются от 290 МВт (7HA.01) до 571 МВт (9HA.01.02), побьет рекорды по эффективности.

2015 GE приобретает энергетический бизнес Alstom

После одобрения регулирующими органами сделки на сумму 10,6 млрд долларов в более чем 20 странах и регионах в ноябре 2015 года завершено приобретение компанией GE энергетических подразделений Alstom.

Сделка — самая крупная сделка GE за всю историю. Джефф Иммельт, который в то время был генеральным директором GE, сказал, что приобретение GE дополнительных технологий Alstom, глобальных возможностей, установленной базы и таланта принесло немедленную выгоду для клиентов, в том числе для текущих проектов с использованием газовых турбин GE 7HA, HRSG и паровых турбин Alstom.Это также благо для ряда предлагаемых проектов. Однако в ноябре 2017 года другой бывший генеральный директор GE, Джон Фланнери, заявил, что показатели Alstom «явно ниже наших ожиданий». GE купила французскую компанию по четырем причинам: установленная база; широкая продуктовая линейка на островах пара и мощности, которые GE ожидала, что она сможет продавать друг друга; синергизм между операциями, затратами и доходами; и талант персонала Alstom, который в конечном итоге окупился. Но GE пострадал из-за того, что «рынок явно ниже того, что мы обеспечивали в этом бизнесе», — сказал Фланнери.

2016 Развернуто первое HA

Первый 9HA.01 мощностью 397 МВт с КПД 62,22% развернут на заводе EDF в Бушане во Франции. Проект — это завод POWER Top в 2017 году.

2017 LM9000 Спущен на воду

По мере того, как рыночный спрос на авиационные двигатели растет, чтобы помочь сбалансировать растущую долю возобновляемых источников энергии, GE представляет LM9000, силовую установку мощностью 67–75 МВт, созданную на основе авиационного двигателя GE-90, который установлен на Boeing 777.

2017 6F.01 Перезапуск для распределенного рынка

Чтобы получить некоторое влияние на растущем рынке распределенной энергии, GE перезапускает турбину 6F.01, оснащая ее передовыми материалами и технологиями, заимствованными у газовых турбин GE H- и F-классов. Перезапущенная модель сначала устанавливается на газораспределенном энергетическом проекте Хуанэн Гуйлинь. 6F.01 мощностью 50 МВт на этом проекте может похвастаться КПД комбинированного цикла 57% и коэффициентом использования топлива 81,15%.

2017 7HA.02 Веха

Проекты Exelon’s Wolf Hollow и Colorado Bend в Техасе представляют собой дебют турбины 7HA.02. Обе станции сконфигурированы как многовальные 2 × 1 с общей мощностью более 1000 МВт на каждой площадке.

2017 Первая 7HA.01

GE и Toshiba совместно устанавливают шесть газовых турбин 7HA.01 и две паровые турбины на тепловой электростанции Ниси Нагоя компании Chubu Electric Co. в префектуре Аити, Япония. Первый блок из трех блоков введен в промышленную эксплуатацию в сентябре 2017 года.Блок 1 достиг уровня общего КПД комбинированного цикла 63,08%, что является еще одним мировым рекордом наивысшего КПД. Второй блок из трех блоков был введен в промышленную эксплуатацию в конце марта 2018 года. В 2018 году проект был построен на заводе POWER Top.

2018 Двухтопливный HA

В июне 2018 года PSEG Power, дочерняя компания PSEG, начинает коммерческую эксплуатацию своей электростанции комбинированного цикла Sewaren 7 в Нью-Джерси. Блок 540 МВт, 7ГА.02, это первая в мире двухтопливная турбина H-класса. Установка предназначена для работы на двух видах топлива, включая природный газ и мазут со сверхнизким содержанием серы (ULSD). Возможность использования двух видов топлива позволяет использовать ULSD в случае перебоев в поставках природного газа, повышая надежность и надежность установки.

2019 Первая 9HA.02

Самая большая на сегодняшний день турбина HA

GE — турбина 9HA.02 мощностью 571 МВт — отправлена ​​компании Southern Power Generation Sdn Bhd (SPG) для ее новой электростанции Track 4A, парогазовой электростанции мощностью 1440 МВт в Пасир Гуданге, Джохор, Малайзия.Он будет состоять из двух генераторных блоков, каждый из которых оборудован газовой турбиной 9HA.02, генератором и ПГРТ производства GE.

2019 GT26 HE Спущен на воду

GE представляет модернизированную модель GT26 High Efficiency (HE), сочетающую технологии GE и Alstom, для обеспечения широкого распространения возобновляемых источников энергии.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *