燃气轮机突破(燃气轮机关键技术)

海潮机械 2023-01-19 03:20 编辑:admin 255阅读

1. 燃气轮机关键技术

中国的GT25000燃气轮机世界排名第三。目前,中国在GT-25000燃气轮机的基础上进一步深化改进,推出了QC280燃气轮机。该机由半封闭改成全封闭运行,降低了油耗、提高了功率,并且在降噪、减震等技术方面有了很大的提高,有传闻最新的QC280燃气轮机的额定功率继续增大,很可能超过35兆瓦,热效率接近40%。

2. 燃气轮机装置理想循环

H级燃气轮机是全球效率最高的燃气轮机,联合循环效率可超61%。

压气机从外界大气环境吸入空气,并经过轴流式压气机逐级压缩使之增压,同时空气温度也相应提高;压缩空气被压送到燃烧室与喷入的燃料混合燃烧生成高温高压的气体;然后再进入到涡轮中膨胀做功,推动涡轮带动压气机和外负荷转子一起高速旋转,实现了气体或液体燃料的化学能部分转化为机械功,并输出电功。

3. 燃气轮机关键技术是什么

中等难度,对于舰船来说,燃气轮机是非常重要的,他的技术难关也是很难克服的,其中难度最大的就是叶片。

叶片需要长期在1500度左右的高温下工作,压缩空气进入燃烧室与喷入燃料燃烧生成高温高压的气体,通过气体排出阀排出,吹动叶片旋转带动涡轮旋,进而使压气机高速旋转。

4. 燃气轮机关键技术难点

环境温度变化,引起循环水温度,进而影响到气轮机真空,最后气轮机效率。

5. 燃气轮机核心技术

1,GE发电

成立于 1892年

总部:美国纽约斯克内克塔

GE发电是美国GE公司旗下的子公司,其可以提供非常广泛的发电产品,包括燃气轮机,汽轮机、发电机、测量和控制系统、核反应堆、石油生产设备,太阳能电池板,热回收蒸汽发生器(HRSG)和风力涡轮机。GE的重型和航改燃气轮机即使在恶劣的环境条件下也很可靠。GE发电公司在燃气轮机领域有着非常悠久的历史,在全球燃气轮机、航空发动机和船用燃气轮机市场占有率全部保持第一,同时也是全球重型燃气轮机发电效率的吉尼斯记录保持者,可以向燃气轮机市场提供E级,F级和H级技术。

关键产品:LM2500,LM6000、6FA.03、7HA.01、9F.03、7E.03和GT13E2

2,西门子能源

成立于:1847

总部:德国柏林和慕尼黑

西门子能源是全球领先的燃气轮机制造商之一,西门子燃气轮机以其高可靠性和低维护性而在客户中倍受青睐。该公司提供范围高达567MW的各种重型,工业和航改燃气轮机。由于其产品的高效率,灵活性和环境兼容性,燃气轮机可用于许多应用和环境,包括石油和天然气工业以及工业发电。

主要产品:SGT-100,SGT-A45,SGT-A05,SGT-700,SGT6-8000H和SGT-A65

3,三菱重工

成立于:1884

总部:日本东京港区

三菱重工(MHI)为美国西屋公司代工燃气轮机制造起家,逐步掌握整机制造技术后,三菱重工通过整合空气动力学,冷却设计和材料方面的最新技术,开发了一系列高效,可靠的重型燃气轮机,并通过一系列的日本式“微创新”(比如给燃机缸加保温棉套),在市场上取得了很大的成功。该公司提供发电功率范围从40~490MW的各种燃气轮机。特别值得一提的是,三菱重工研制的燃气轮机在会其自家的联合循环发电厂中经过严格的测试,然后再安装到目标电厂中,运营商反馈三菱燃机运行中“小”毛病很少。该公司生产的J系列燃气轮机具有全球最大的发电功率,并在实现了透平进口温度超过了1600o C。

关键产品:M501D,M501F,M701G,M701J,H-25和H100

4,安萨尔多公司

成立于 1853年

总部:位于意大利热那亚

意大利安萨尔多公司是重型燃气轮机的领先制造商之一,早期曾是西门子燃气轮机产品的代工厂,后随着自主研发投入和2016年对法国阿尔斯通燃气轮机资产(位于瑞士巴登)的收购,使其成为全球最大的燃气轮机制造商之一,逐步形成一系列独居特色的重型燃气轮机产品。阿尔斯通燃气轮机的特点是易于维护、高效且对环境影响小。该公司提供E级、F级和H级技术领域的产品,功率输出范围从80MW到538MW。安萨尔多公司声称是全球唯一一家拥有第三方燃气轮机技术的公司,可以为自家产品以及竞争对手生产的燃气轮机和发电机提供售后维修维护服务。

主要产品:AE64.3A,AE94.3A,AE94.2,GT26,GT36-S6和GT36-S5

5,川崎重工

成立于:1896

总部:日本东京神户中央区和港区

日本川崎重工对国内来说并不熟悉,其产品在国内也非常罕见。但高性能燃气轮机也是川崎重工(KHI)的主要产品之一,该公司专门从事中小型燃气轮机和燃气轮机热电联产系统的生产。川崎重工也开发了很多先进的燃气轮机技术,例如DLE燃烧方法,流体分析技术和蒸汽/注水方法,可以向其客户提供环保,高效的燃气轮机,并且通过使用专有的远程监控系统监控燃气轮机的运行状况,从而为客户提供了快速,精确的服务。

关键产品:M1A-13A,L30A,M7A-03,GPS 2000,GPS5000和MGP1250

6,卡特彼勒

成立于 1925年

总部:美国加利福尼亚州圣地亚哥

卡特彼勒公司的子公司索拉燃机公司是工业燃气轮机系统设计和制造的先驱,该公司的工业燃气轮机可用于多种用途,包括船舶推进,天然气发电和机械驱动。该公司致力于开发新技术以减少其产品的排放并提高燃气轮机的燃油经济性,生产的燃气轮机装有SoLoNOx燃烧系统,该系统使用干式稀薄预混燃烧技术来减少有害排放物。

主要产品:土星20,半人马座40,水星50,金牛座70,火星90和泰坦250

7,凯普斯通公司

成立于 1988年

总部:美国加利福尼亚州范努伊斯

凯普斯通燃气轮机公司专业从事微型燃气轮机的生产,这些微型燃气轮机可使用多种燃料运行,包括天然气,沼气和液化石油气。凯普斯通微型燃气轮机的关键部件是空气轴承,它只需最少的维护,并且不需要冷却系统。微型燃气轮机可以用于发电,热电联产以及作为混合动力汽车的动力源。该公司提供范围从30~30MW的微型燃气轮机的全面产品阵容。这些微型燃气轮机的燃料灵活性使其非常适合各种市场的众多应用,包括石油和天然气、关键电源、运输、可再生能源和船舶。

关键产品:C30,C65,C200,C200S ICHP,C600S和C800S

8,MAN能源解决方案公司

成立于:1758

总部:德国巴伐利亚州奥格斯堡

MAN能源解决方案公司(MANEnergy Solutions)在国内习惯称之为曼透平,其生产的燃气轮机主要用于小型能源供应公司以及石油和天然气行业。曼透平公司的燃气轮机也用于发电厂的热电联产,通过回收和利用热废气的热能来提高效率来减少温室气体排放。这些燃气轮机还用作机械驱动器,以在管道压缩机站和海上采油平台中运行压缩机和泵。

关键产品:MGT6000-1S,MGT6000-2S和THM 1304

9,OPRA燃气轮机公司

成立于 1991年

总部:荷兰亨厄

荷兰OPRA燃气轮机公司是提供小型燃气轮机发电解决方案的全球领导者,OPRA拥有2MW OP16系列燃机发电机组的开发、制造、销售和服务的能力,该机组既可用于单机安装,也可多机组合使用。通过安装多套,功率输出可以扩展到10MW,并且可根据客户需求配置为低排放和双/多燃料功能。OPRA燃气轮机的特点是可靠性高,效率高,排放低,采购成本低,这些燃气轮机用于各种领域,包括石油和天然气,工业,商业和海洋领域。特别值得一提的是,2017年8月,OPRA已被中国大连派思集团完全收购,目前是大连派思集团的一员。

重点产品:OP16系列燃气轮机

10,中央燃气轮机公司

成立于:1946年

总部:英国德文郡牛顿阿伯特

Centrax燃气轮机由英国航空发动机设计先驱理查德·H·巴尔(Richard HH Barr)、杰弗里·怀特(Geoffrey R White)和弗兰克-惠特尔爵士(Frank Whittle)共同创立,最初自主研制了CS-600工业燃气轮机,后在1979年与英国罗尔斯-罗伊斯(世界三大航发巨头之一)签署了工业燃气轮机成套协议,推出了CX501系列燃气轮机,西门子在2014年收购罗尔斯-罗伊斯公司的能源业务后,仍保持原有的协议关系。目前Centrax燃气轮机公司可以生产和维护功率从3.9到66 MV的西门子工业燃气轮机。

关键产品:CX501-KB5,CX501-KB7,CX300和CX400

6. 燃气轮机关键技术和应用

最简单的燃气轮机装置包括三个主要部件:压气机、燃气轮机和燃烧室。空气和燃料分别经压气机与泵增压后送入燃烧室,在其中燃料与空气混合并燃烧,释放出热能。燃烧所产生的燃气吸热后温度升高,然后流入燃气轮机边膨胀边作功,作功后的气体排向大气并向大气放热。重复上述升压、吸热、膨胀与放热过程,连续不断地将燃料的化学能转换成热能,进而转换成机械能。 这是最简单的,要详细的再给你复制。 以下是详细的: 燃气轮机是以连续流动的气体为工质带动叶轮高速旋转,将燃料的能量转变为有用功的内燃式动力机械,是一种旋转叶轮式热力发动机。

中国在公元十二世纪的南宋高宗年间就已有走马灯的记载,它是涡轮机(透平)的雏形。15世纪末,意大利人列奥纳多·达芬奇设计出烟气转动装置,其原理与走马灯相同。至17世纪中叶,透平原理在欧洲得到了较多应用。

1791年,英国人巴伯首次描述了燃气轮机的工作过程;1872年,德国人施托尔策设计了一台燃气轮机,并于1900~1904年进行了试验,但因始终未能脱开起动机独立运行而失败;1905年,法国人勒梅尔和阿芒戈制成第一台能输出功的燃气轮机,但效率太低,因而未获得实用。

1920年,德国人霍尔茨瓦特制成第一台实用的燃气轮机,其效率为13%、功率为370千瓦,按等容加热循环工作,但因等容加热循环以断续爆燃的方式加热,存在许多重大缺点而被人们放弃。

随着空气动力学的发展,人们掌握了压气机叶片中气体扩压流动的特点,解决了设计高效率轴流式压气机的问题,因而在30年代中期出现了效率达85%的轴流式压气机。与此同时,透平效率也有了提高。在高温材料方面,出现了能承受600℃以上高温的铬镍合金钢等耐热钢,因而能采用较高的燃气初温,于是等压加热循环的燃气轮机终于得到成功的应用。

1939年,在瑞士制成了四兆瓦发电用燃气轮机,效率达18%。同年,在德国制造的喷气式飞机试飞成功,从此燃气轮机进入了实用阶段,并开始迅速发展。

随着高温材料的不断进展,以及透平采用冷却叶片并不断提高冷却效果,燃气初温逐步提高,使燃气轮机效率不断提高。单机功率也不断增大,在70年代中期出现了数种100兆瓦级的燃气轮机,最高能达到130兆瓦。

与此同时,燃气轮机的应用领域不断扩大。1941年瑞士制造的第一辆燃气轮机机车通过了试验;1947年,英国制造的第一艘装备燃气轮机的舰艇下水,它以1.86兆瓦的燃气轮机作加力动力;1950年,英国制成第一辆燃气轮机汽车。此后,燃气轮机在更多的部门中获得应用。

在燃气轮机获得广泛应用的同时,还出现了燃气轮机与其他热机相结合的复合装置。最早出现的是与活塞式内燃机相结合的装置;50~60年代,出现了以自由活塞发气机与燃气轮机组成的自由活塞燃气轮机装置,但由于笨重和系统较复杂,到70年代就停止了生产。此外,还发展了柴油机燃气轮机复合装置;另有一类利用燃气轮机排气热量供热(或蒸汽)的全能量系统,可有效地节约能源,已用于多种工业生产中。

燃气轮机的工作过程是,压气机(即压缩机)连续地从大气中吸入空气并将其压缩;压缩后的空气进入燃烧室,与喷入的燃料混合后燃烧,成为高温燃气,随即流入燃气透平中膨胀作功,推动透平叶轮带着压气机叶轮一起旋转;加热后的高温燃气的作功能力显著提高,因而燃气透平在带动压气机的同时,尚有余功作为燃气轮机的输出机械功。燃气轮机由静止起动时,需用起动机带着旋转,待加速到能独立运行后,起动机才脱开。

燃气轮机的工作过程是最简单的,称为简单循环;此外,还有回热循环和复杂循环。燃气轮机的工质来自大气,最后又排至大气,是开式循环;此外,还有工质被封闭循环使用的闭式循环。燃气轮机与其他热机相结合的称为复合循环装置。

燃气初温和压气机的压缩比,是影响燃气轮机效率的两个主要因素。提高燃气初温,并相应提高压缩比,可使燃气轮机效率显著提高。70年代末,压缩比最高达到31;工业和船用燃气轮机的燃气初温最高达1200℃左右,航空燃气轮机的超过1350℃。

燃气轮机由压气机、燃烧室和燃气透平等组成。压气机有轴流式和离心式两种,轴流式压气机效率较高,适用于大流量的场合。在小流量时,轴流式压气机因后面几级叶片很短,效率低于离心式。功率为数兆瓦的燃气轮机中,有些压气机采用轴流式加一个离心式作末级,因而在达到较高效率的同时又缩短了轴向长度。

燃烧室和透平不仅工作温度高,而且还承受燃气轮机在起动和停机时,因温度剧烈变化引起的热冲击,工作条件恶劣,故它们是决定燃气轮机寿命的关键部件。为确保有足够的寿命,这两大部件中工作条件最差的零件如火焰筒和叶片等,须用镍基和钴基合金等高温材料制造,同时还须用空气冷却来降低工作温度。

对于一台燃气轮机来说,除了主要部件外还必须有完善的调节保安系统,此外还需要配备良好的附属系统和设备,包括:起动装置、燃料系统、润滑系统、空气滤清器、进气和排气消声器等。

燃气轮机有重型和轻型两类。重型的零件较为厚重,大修周期长,寿命可达10万小时以上。轻型的结构紧凑而轻,所用材料一般较好,其中以航机的结构为最紧凑、最轻,但寿命较短。

与活塞式内燃机和蒸汽动力装置相比较,燃气轮机的主要优点是小而轻。单位功率的质量,重型燃气轮机一般为2~5千克/千瓦,而航机一般低于0.2千克/千瓦。燃气轮机占地面积小,当用于车、船等运输机械时,既可节省空间,也可装备功率更大的燃气轮机以提高车、船速度。燃气轮机的主要缺点是效率不够高,在部分负荷下效率下降快,空载时的燃料消耗量高。

不同的应用部门,对燃气轮机的要求和使用状况也不相同。功率在10兆瓦以上的燃气轮机多数用于发电,而30~40兆瓦以上的几乎全部用于发电。

燃气轮机发电机组能在无外界电源的情况下迅速起动,机动性好,在电网中用它带动尖峰负荷和作为紧急备用,能较好地保障电网的安全运行,所以应用广泛。在汽车(或拖车)电站和列车电站等移动电站中,燃气轮机因其轻小,应用也很广泛。此外,还有不少利用燃气轮机的便携电源,功率最小的在10千瓦以下。

燃气轮机的未来发展趋势是提高效率、采用高温陶瓷材料、利用核能和发展燃煤技术。提高效率的关键是提高燃气初温,即改进透平叶片的冷却技术,研制能耐更高温度的高温材料。其次是提高压缩比,研制级数更少而压缩比更高的压气机。再次是提高各个部件的效率。

高温陶瓷材料能在1360℃以上的高温下工作,用它来做透平叶片和燃烧室的火焰筒等高温零件时,就能在不用空气冷却的情况下大大提高燃气初温,从而较大地提高燃气轮机效率。适于燃气轮机的高温陶瓷材料有氮化硅和碳化硅等。

按闭式循环工作的装置能利用核能,它用高温气冷反应堆作为加热器,反应堆的冷却剂(氦或氮等)同时作为压气机和透平的工质。

7. 燃气轮机关键技术有哪些

英国是舰用燃气轮机最强的国家,也是燃气轮机发展历史最悠久的国家,目前世界最大功率燃气轮机,是英国著名的罗尔斯罗伊斯公司制造的MT30燃气轮机,MT30燃气轮机的功率达到了36兆瓦(大约5万马力),最大功率为40MW,这是目前世界上功率最大的船用燃气轮机。

相比之下,排名第二的,是目前应用最广泛,产量最大的,是美国LM2500舰用燃气轮机。美国燃气轮机主要得益于航空发动机技术先进,其可靠性和使用寿命都非常出色。LM2500输出功率达到了18.7兆瓦(大约2.55万马力)。

排名第三的是中国的GT25000燃气轮机,是乌克兰UGT-25000燃气轮机的国产化版本,功率提升到30兆瓦(大约4万马力)。综合性能与英国MT30和美国LM2500+G4相比丝毫不落下风,未来装备数量也非常可观。

有传闻最新的QC280燃气轮机的额定功率继续增大,很可能超过35兆瓦,热效率接近40%,可以比肩英国MT30。如果这是真的,那将意味着我国燃气轮机后来居上,追平了世界最高水平。