Grundkenntnisse über Gasturbinen
Gasturbinen bestehen hauptsächlich aus drei Hauptkomponenten: Kompressor, Brennkammer und Gasturbine. Der Gasturbinenzyklus wird im Allgemeinen als einfacher Zyklus bezeichnet. Die meisten Gasturbinen verwenden ein einfaches Zyklusschema, und nur Hochleistungsgasturbinen verwenden ein kombiniertes Zyklusschema. Aufgrund unterschiedlicher historischer Hintergründe haben sich Gasturbinen auf verschiedenen technischen Wegen entwickelt. Industrielle und marine Aero-derivative Lichtgasturbinen (allgemein als "Aero-Derivationsmaschinen" bezeichnet) werden durch Modifizierung von Flugzeugmotoren gebildet. Industrielle Hochleistungsgasturbinen (allgemein als "Industriemaschinen" bezeichnet) werden nach dem traditionellen Dampfturbinenkonzept entwickelt, das hauptsächlich für mechanische Antriebe und große Kraftstationen verwendet wird.
Eine Gasturbine kann von links nach rechts in drei Teile unterteilt werden: Kompressor (blau), Brennkammer (rot) und Turbine (gelb).
Klassifizierung von Gasturbinen
Es gibt Dutzende von Unternehmen, die weltweit mit Gasturbinenforschung, Design und Fertigung tätig sind. Derzeit sind die vier Unternehmen, die die Hochleistungs-Gasturbinen-Technologie vollständig gemeistert haben, General Electric aus den USA, Siemens of Deutschland, Mitsubishi Heavy Industries of Japan (die in den frühen Tagen die Westinghouse-Technologie aus den USA einführte) und Ansaldo von Italien. Laut Chen Xuewen, stellvertretender Vorsitzender von Shanghai Electric Gas Turbine Co., Ltd., gab es noch nie einen internationalen Standard für das Modellniveau der Gasturbinen, und es wird heute immer vage. Der Autor kann nur Meinungen von verschiedenen Parteien sammeln und sie wie folgt zusammenfassen:
1.Nach der Verbrennungstemperatur der Gasturbine ist geteilt (alle 100 Grad sind ein Niveau):
United States GE (Harbin Electric Einführung): 1100 Grad für E -Klasse, 1200 Grad für F -Klasse, 1400 Grad für H -Klasse.
Japan Mitsubishi (eingeführt von Dongfang Electric): 1400 Grad ist die Klasse, 1500 Grad ist G -Klasse, H -Klasse ist ein Intermediate -Testprodukt, 1600/1700 Grad ist J -Klasse.
Deutschland Siemens (Shanghai Electric Einführung): Die alte Nummer V64.3A, V84.3A, V94.3A ist eine 6F -Klasse. 1997 verkaufte Westinghouse seine nicht nukleare Generatorabteilung an Siemens. Die neue Nummer wurde in ähnliche Sgt 6-5000 F und Sgt -8000 h geändert. Klasse F ist 1200 Grad C und Klasse H ist 1500 Grad C.
2. Klassifizierung der Referenzausgabe für Hochleistungs-Gasturbinen:
Hochleistungsgasturbinen für die Stromerzeugung werden normalerweise nach Ausgangsausgang klassifiziert, wenn die Verbrennungstemperatur der Brennkammer zwischen 1100 und 1500 Grad Celsius liegt. Beispielsweise beträgt der Ausgang der Gasturbinen der Klasse B weniger als 100 MW, die Ausgabe der Gasturbinen der Klasse E zwischen 100 MW und 200 MW, die Ausgabe der Gasturbinen der Klasse F zwischen 200 MW und 300 MW und höhere Klassen wie Klasse G und Klasse H liegen im Bereich von 300 MW bis 400 MW. Nach Angaben von Herrn Chen Xuewen liegt diese Klassifizierungsmethode, da sich die Ausgabe von Gasturbinen verschiedener Hersteller schnell entwickelt hat, geringfügig hinter dem tatsächlichen Produkt.
Entwicklung internationaler Gasturbinen
Siemens: Das repräsentative Produkt Sgt 5-8000 H Super -Gas -Turbine wiegt 390 Tonnen (entspricht einem vollständig angetriebenen Airbus A380), beträgt 13,1 Meter lang, 4,9 Meter breit, 4,9 Meter hoch und verfügt über eine kombinierte Zykluskraft von 595 MW. Die Stromerzeugung von einem Sgt 5-8000 H reicht aus, um eine große industrielle Stadt mit Strom zu versorgen. Seine Turbinenblätter müssen einer hohen Temperatur von mehr als 1500 Grad standhalten, was die Turbineneinlasstemperatur des GE90 -Turbofan -Flugzeugmotors und des F404 -Strahlmotors überschreitet. Da die Spitzengeschwindigkeit der Turbinenklinge 1700 Kilometer pro Stunde übersteigt, macht die riesige Zentrifugalkraft ein Ende jedes Blattkontakts 10, 000 mal die Schwerkraft der Erde. Die Klinge kann keine Mängel haben, und der Fehler ist nur zehn Mikrometer, sonst wird sie verschrottet. Daher wird gesagt, dass eine Klinge einem BMW äquivalent ist.
Mitsubishi Corporation: Das neueste Modell ist die M701J -Super -Gasturbine mit einer kombinierten Zyklusleistung von 650 MW. Es ist mit einem axialen Kompressor der Stufe von {15- mit einem Druckverhältnis von 23: 1 ausgestattet. Der Brenner und die axiale Turbine von 4- sind alle luftgekühlt, und die ersten 3 Stufen verwenden die neuesten Hochtemperaturschutzbeschichtungen, keramische Wärmeleitschichtungen und Hochleistungsluftfilmkühlung und andere Hochtech-Technologien. Mit der weltweit höchsten Gasturbineneinlasstemperatur von 1600 Grad kann es immer noch die langfristige Lebensdauer von Hochtemperaturkomponenten sicherstellen. Die neuesten Innovationen in der J -Serie sollen die CO2 -Emissionen weiter reduzieren. Im März 2020 erhielt MHPS eine Anordnung für zwei M501JAC -Antriebe von der Intermountain Power Authority in Utah, USA. Die beiden Gasturbinen basieren auf einem luftgekühlten trockenen Verbrennungssystem mit niedrigem NOX-NOOD und können bis zu 30% erneuerbarer Wasserstoffbrennstoff verwenden. Im Vergleich zu Kohlekraftwerken gleicher Größe reduziert ein 30% iger Wasserstoffsystem die Kohlenstoffemissionen um mehr als 75%, während ein 100% iges Wasserstoffsystem die Kohlenstoffemissionen vollständig beseitigt. Zwischen 2025 und 2045 wird die Anlage allmählich 100% erneuerbarer Wasserstoff Stromerzeugung erreichen.
General Electric: 9HA-Serie Hochleistungs-Gasturbinen sind die effizientesten kombinierten Zyklus-Gasturbinen der Welt. Die neueste 9 ha.02 schwere Gasturbine hat nicht nur eine kombinierte Zyklus-Effizienz von mehr als 64%, sondern auch eine Leistung von bis zu 826 MW. Diese beiden Schlüsselindikatoren überschreiten die beiden Hauptkonkurrenten weit, und die hochmodernste 3D-Drucktechnologie wird zur Herstellung von Schlüsselkomponenten verwendet.
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