燃气轮机重大专项(重型燃气轮机试验能力条件建设项目)

海潮机械 2023-01-24 02:40 编辑:admin 177阅读

1. 重型燃气轮机试验能力条件建设项目

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

2. 高效低碳燃气轮机试验装置国家重大科技基础设施

第一,五轴联动叶片加工中心

就其重要性而言,五轴联动叶片加工中心一点不亚于芯片制造的光刻机,因为这台设备是用来加工航空发动机,汽轮机,鼓风机的核心部件-叶片。叶片是航发的关键零件,外形和内腔复杂,承受1700摄氏度的高温,并且大量使用钛合金等高强度的复合材料,加工难度之大可想而知。

目前我国高端的五轴联动叶片加工中心依赖进口,包括在国防领域,我国就引进了瑞士斯达拉格公司的产品。当然作为这一领域的佼佼者,包括美国的F35战机也在使用斯达拉格机床。除了瑞士企业,这种设备的主要生产国还包括德国(哈米勒),意大利(法拉利)等。

第二,工业机器人减速器

减速器是工业机器人(关节)的核心零部件之一,能生产工业机器人的国家很多,但是精密减速器却主要掌握在日本企业手中,在这一领域有两家企业,一个是纳博特斯克,主要生产RV减速器;一个是哈默纳科,以谐波减速器为主。RV减速器一般主要拥有基座,肩部等负载重部位,而谐波减速器主要用于小臂,腕部等部位。

纳博特斯克的前身是帝人精机,纳博克,是世界最大精密减速机制造商,占据大约六成的市场份额。目前全球关节机器人企业包括德国,瑞士的企业在内使用的减速机大都来自日本企业。

第三,半导体设备

提到半导体设备,大家首先会想到光刻机。而实际上半导体设备有非常多的种类,包括刻蚀机,薄膜设备,测试设备和清洗设备等,像全球最大的半导体设备企业美国应用材料公司生产除光刻机和清洗设备外几乎所有的半导体设备,而且这家企业在薄膜PVD设备领域一家独大,其地位并不比光刻机企业差。就整体市场价值而言,刻蚀机,光刻机,薄膜设备是价值最高的三大半导体设备。除光刻机外,美国企业在其它几种设备方面占据优势。

半导体设备技术难度非常大,像等离子刻蚀机加工的细孔只有头发丝的万分之一,并且对稳定性和洁净度的要求极高。在半导体设备中,还有一种用量很大的设备-磁悬浮分子泵,主要用来获得真空,目前能生产这种设备的企业只有少数几家,包括英国的爱德华,德国的莱宝,日本的岛津制作所等。

第四,10nm以下半导体制程

10nm以下半导体制程工艺对于大多数晶圆制造企业来说就是禁区,宣布停止研发更先进制程的企业不在少数。那么半导体制程工艺到底有多难?以5nm为例,光是工艺步骤就有1000个,并且每一个步骤的合格率要达到99.99%,而且工艺越先进,需要集成相关学科领域的技术就越多。目前掌握10nm以下工艺的企业仅有三家,包括台积电,三星电子和英特尔。

第五,大型高精度衍射光栅刻划机

光栅机是光学领域最重要的母机,被称为"精密机械之王"。光栅的主要作用在于光谱分析,通过它可以获得物质的成分信息,广泛应用于信息科学,物理学,天文以及军事等领域。举一个例子,油漆有不同的颜色,一般人能分辨出的变化可能有几十种,而光栅则能分辨出超过上亿种颜色变化。目前能生产这一设备的只有美国,日本和中国等少数几个国家。

第六,重离子治疗设备

作为国际尖端的放射治疗技术,重离子治疗设备被誉为重大科学装置,全球最大最复杂的一台设备重达670吨。重离子治疗设备体积庞大(包括100多米长/60米宽的加速器),涉及到加速器,生物学,影像学,电子,核物理等众多前沿学科,被认为是最先进的肿瘤治疗系统。目前全球运营的(包括在建)医用重离子加速器仅有16台,大部分位于日本及欧洲。而重离子(含质子)治疗设备企业包括西门子,Varion,日本的东芝,三菱电机,住友,日立等。

第七,高端磁共振设备

也叫医用磁共振成像设备,主要用于血管造影,心脏病学检查等。目前高端磁共振设备主要掌握在美国通用,德国西门子,荷兰飞利浦三家企业手中。磁共振设备同样涉及到生物化学,IT技术,传感器,光学,流体力学等许多交叉学科,对磁场技术,射频技术,成像技术等有非常高的要求,是对一家企业的综合工业能力的考验,也正因为如此,该领域的主导企业大都是一些业务横跨多个行业的综合性工业巨头,其中被称为GPS的三大企业都是拥有百年以上历史。

第八,燃气轮机

主要应用于电力设备,工业,航母等领域,其工作原理类似航空发动机,正是由于其巨大的工业,军事价值,因此重型燃气轮机也被视为大国重器,像西门子的一台超级燃气轮机的发电量,可以满足一个中等城市的用电需求。目前该领域的三大企业分别是美国通用,德国西门子和日本三菱重工(如今的三菱电力)。重型燃气轮机的核心部件包括燃烧室,压气机,高温透平叶片。

第九,大推力军用涡扇发动机

相比民用发动机,掌握大推力的军用涡扇发动机技术的国家更少,就目前来看,也仅有美国,俄罗斯和中国。大推力军用涡扇发动机通常是小涵道比,加力推力超过10吨的涡轮风扇发动机,主要使用在重型战机,单发中型战机;而大涵道比发动机通常使用在运输机,轰炸机上,关系到国家的战略威慑力和民用航空的发展。美国最先进的F135发动机(配备于F35战机),最大推力在19-20吨,生产商为普惠发动机公司。俄罗斯主要的军用涡扇发动机企业包括土星公司等。

第十,超精密轴承/高端轴承

轴承的种类非常多,被称为"高端产品的关节",有航空航天领域的特种轴承,有用于精密机床主轴产品的超精密轴承(P4级以上),有重型机械用轴承,有高铁轴承,有半导体加工设备轴承等。作为一个基础性行业,轴承在很多高科技领域发挥着重要影响,像航空发动机的主轴承就是航发的关键部件之一,对精度,性能,寿命,可靠性有着极高要求。目前高端轴承生产企业主要集中在德国,美国,瑞典以及日本等国。

3. 重型燃气轮机技术

重型燃气轮机是保证一个国家国土安全,能源安全的重要底牌,它可以运用到航母军舰上,也能装载到油轮、货轮、集装箱船等大型民用船舶上,一台重型燃气轮机的研发,涉及到多个学科领域的相互交叉,因此被誉为是最难生产的设备,标志着一国的综合国力和科技水平。

所以重型燃气轮机和航空发动机同等重要,直接被业内称为“皇冠上的明珠”,如果不能掌握此类发动机的制造技术,那么国防发展将会受到制约,民众大型船舶的竞争力也会受到制约,而且还将要承担一大笔冤枉钱。

目前来说中国在重型燃气轮机领域,还是取得了比较可喜的成绩的,H级燃气轮机,已经是目前全球最顶尖的级别,只需要在给相关的专家团队一些时间,吃透从国外引进的技术,中国必然可以自主设计制造更多,更先进的重型燃气轮机。

4. 上海重型燃气轮机试验电站有限责任公司

上海电气电站设备有限公司是2007-07-26在上海市注册成立的有限责任公司(中外合资),注册地址位于上海市莘庄工业区金都路3669号3幢。上海电气电站设备有限公司的统一社会信用代码/注册号是913100007178803753,企业法人曹敏,目前企业处于开业状态。上海电气电站设备有限公司的经营范围是:设计、生产发电设备及辅机产品、包括火电汽轮机、核电汽轮机、燃气轮机、蒸汽-燃气联合循环机组、发电机、主副励磁机、相关辅助系统及有关产品,研究开发新发电产品,销售自产产品以及在中国境内和境外提相关服务(如有要求,应符合经营所需证照的规定)。【依法须经批准的项目,经相关部门批准后方可开展经营活动】。本省范围内,当前企业的注册资本属于一般。

5. 重型燃气轮机试验能力条件建设项目包括

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。