Производство газотурбин: Производство газовых турбин в России: проблемы отрасли и кооперирование научно-технического сообщества

Содержание

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

«Силовые машины» возрождают производство газовых турбин — Энергетика и промышленность России — № 23-24 (379-380) декабрь 2019 года — WWW.EPRUSSIA.RU

Газета «Энергетика и промышленность России» | № 23-24 (379-380) декабрь 2019 года

Его реализация имеет огромное значение для развития российской промышленности, утратившей свои компетенции в газотурбиностроении в сегменте машин большой мощности в прошлом веке. Сегодня для обеспечения энергонезависимости России, необходима своя технология производства «тяжелых» промышленных газовых турбин.

Паросиловой цикл, характерный для большинства станций в России позволяет обеспечить кпд энергоблока в пределах 30‑35 %, к тому же ресурс этих машин, проработавших около 40 лет, подходит к концу. Использование газовой турбины в парогазовом цикле позволяет увеличить кпд до 50‑55 %. Поэтому парогазовые установки (ПГУ) наиболее перспективный и наиболее разумный способ производства света и тепла в нашей стране, не обладающей достаточным потенциалом для замещения традиционной энергетики зелеными технологиями.

Газовые турбины уже используются в России, хотя это, в основном, зарубежное оборудование, поставляемое известными мировыми производителями, доля которых составляет примерно 70 %.

– Наличие в стране собственной технологии производства газовых турбин – один из критериев ее энергонезависимости, – комментирует главный конструктор специального конструкторского бюро газотурбинных установок (СКБ ГТУ) «Силовых машин» Николай Фокин.

Добавим, что требования российского законодательства уже определили критерии того, что является российским, а именно: с 2021 года российскими считаются турбины, на 90 % изготовленные в России. Причем в обязательном порядке это касается камер сгорания, турбины, также обязательно должна быть отечественная система управления. Это связано с тремя ограничениями в использовании оборудования иностранного производства: территориальное, которое регламентирует, куда можно и нельзя устанавливать газовые турбины; возможность вмешательства в иностранную систему управления; сервис, который может получить запрет на поставку запчастей. В этой связи вполне логично будет создание надежной отечественной турбины, которая заменит иностранные аналоги.

История проектирования и производства ГТУ на Ленинградском Металлическом заводе (ЛМЗ) – крупнейшей производственной площадке «Силовых машин» – отсчитывает свое развитие с 1957 года, когда была создана первая отечественная стационарная газовая турбина мощностью 12 МВт. В 70‑х годах на этой же площадке была создана самая мощная и совершенная на тот момент газовая турбина ГТ-100‑750. Ее оригинальная конструкция, компоновочная и тепловая схемы содержат ряд технических достижений и решений, до сих пор не утративших своего значения. В начале 90‑х годов было спроектировано и изготовлено сразу несколько газовых турбин мощностью 150 МВт. Помимо этого, ЛМЗ обладает опытом в производстве турбин ГТЭ-160, которые собирали в Петербурге по лицензии.

В 2008 году «Силовыми машинами» была разработана газовая турбина – ГТЭ-65. Это машина F-класса, с высокими параметрами по циклу и с высоким уровнем кпд. Головной образец проходил испытания на ТЭЦ-9 в Москве, но из‑за временных ограничений со стороны электростанции на обкатку и доводку новой установки, газовая турбина не была введена в промышленную эксплуатацию.

Спустя 10 лет, в 2018 году в «Силовых машинах» был подписан приказ о создании специального конструкторского бюро газотурбинных установок, которое возглавил главный конструктор Николай Фокин. За год штат КБ был укомплектован, привлечено порядка 100 высококлассных специалистов с опытом работы в проектах по созданию авиационных и энергетических газотурбинных двигателей в российских и зарубежных компаниях. Кроме того, КБ имеет в своем распоряжении мощный вычислительный кластер с пиковой производительностью 170 TFlops для проведения аэродинамических и прочностных расчетов. На сегодняшний день «Силовые машины» – единственная в России промышленная компания, обладающая такими вычислительными мощностями.

Сегодня «Силовые машины» работают над созданием двух типоразмеров газовых турбин – ГТЭ-65 и ГТЭ-170. По ГТЭ-65 – конструкторская документация разработана полностью, за исключением камеры сгорания, работа над которой продолжается. По ГТЭ-170 – конструкторская документация готова на 80 %. При этом первый образец ГТЭ-170 запущен в производство. Оба типоразмера, полностью произведенные в России, компания будет готова поставлять не позднее конца 2023 года. Вторые версии этих машин, но уже с повышенными параметрами – в 2024 году. Для этого «Силовые машины» привлекли серьезные ресурсы: компания заключила порядка 40 договоров с ключевыми научно-исследовательскими и промышленными организациями. В проекте участвуют Сибирское отделение РАН, НПО ЦКТИ, НИИ КМ «Прометей», ЦИАМ, ВТИ, ЦНИИТМАШ, Санкт-Петербургский Политехнический университет Петра Великого, Уральский федеральный университет и др.

Наличие современного оборудования и инфраструктуры позволяет «Силовым машинам» обеспечить полный цикл производства на промышленных производственных площадках ЛМЗ. На данный момент в компании сформирован сборочный цех, приобретается оборудование для сборки маслосистем, камеры сгорания, сборки и разборки газовых турбин. Для обеспечения программы по серийному производству газовых турбин предприятию необходимо приобрести еще 48 дополнительных станков.

Для проведения полной доводки головных образцов газовых турбин «Силовые машины» готовы как к кооперации с генерирующими компаниями, так и инвестировать в строительство собственной экспериментальной станции.

За год с лишним «Силовым машинам» удалось создать необходимые условия для восстановления производства отечественных газовых турбин и начала импортозамещения, привлечь научные организации, сформировать цепочку поставщиков необходимых заготовок, подготовить производство к освоению новой технологии, – резюмирует Николай Фокин. – В этом смысле создание современных газотурбинных установок является по‑настоящему национальным проектом, который позволяет не только задействовать инженерно-техническую элиту России, но и сформировать в стране спрос на грамотных, талантливых специалистов.

Код ОКВЭД 28.11.23 — Производство газовых турбин, кроме турбореактивных и турбовинтовых

Действует ООО РУССКИЕ ГАЗОВЫЕ ТУРБИНЫ

Производство

Машиностроение

Производство двигателей и турбин

Генеральный Директор:Алфеев Андрей Альбертович

Юридический адрес:ОБЛАСТЬ ЯРОСЛАВСКАЯ РАЙОН РЫБИНСКИЙ ГОРОД РЫБИНСК УЛИЦА СЫСОЕВСКАЯ ДОМ 28

Дата регистрации:09.08.2011

Уставной капитал:3 708 784 035 ₽

ИНН:7610092982

ОГРН:1117610006205

Выручка:209 540 000 ₽

Темп прироста:-35,70%

Действует ООО ИНЖИНИРИНГОВЫЙ ЦЕНТР ГАЗОТУРБИННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Производство

Машиностроение

Производство двигателей и турбин

Генеральный Директор:Панфилов Дмитрий Николаевич

Юридический адрес:ГОРОД МОСКВА УЛИЦА АВТОЗАВОДСКАЯ ДОМ 14 ЭТ 7 КОМ 36,37

Дата регистрации:29.03.2013

Уставной капитал:2 361 100 000 ₽

ИНН:7725787250

ОГРН:1137746277316

Выручка:64 000 ₽

Темп прироста:-99,03%

Действует АО ОДК-ГАЗОВЫЕ ТУРБИНЫ

Производство

Машиностроение

Производство двигателей и турбин

Юридический адрес:ОБЛАСТЬ ЯРОСЛАВСКАЯ РАЙОН РЫБИНСКИЙ ГОРОД РЫБИНСК УЛИЦА ТОЛБУХИНА 16

Дата регистрации:28.06.2006

Уставной капитал:1 461 965 000 ₽

ИНН:7610070114

ОГРН:1067610046404

Выручка:7 947 543 000 ₽

Темп прироста:-27,75%

Действует ООО СИМЕНС ТЕХНОЛОГИИ ГАЗОВЫХ ТУРБИН

Производство

Машиностроение

Производство двигателей и турбин

Генеральный Директор:Петцольд Нико

Юридический адрес:ОБЛАСТЬ ЛЕНИНГРАДСКАЯ РАЙОН ЛОМОНОСОВСКИЙ УЛИЦА СИМЕНСА (ЮЖ.Ч.ПРОМЗОНЫ ГОРЕЛОВО ТЕР) ДОМ 1

Дата регистрации:28.08.1991

Уставной капитал:5 086 834 ₽

ИНН:7804027534

ОГРН:1027802502804

Выручка:5 915 892 000 ₽

Темп прироста:15,80%

Действует АО ПРОЛЕТАРСКИЙ ЗАВОД

Производство

Машиностроение

Производство двигателей и турбин

Генеральный Директор:Исполов Михаил Викторович

Юридический адрес:ГОРОД САНКТ-ПЕТЕРБУРГ УЛИЦА ДУДКО 3

Дата регистрации:10.12.1992

Уставной капитал:1 341 229 ₽

ИНН:7811039386

ОГРН:1027806079289

Выручка:–

Темп прироста:–

Действует ООО ОРМА ТУРБО

Производство

Машиностроение

Производство двигателей и турбин

Генеральный Директор:Павлов Дмитрий Николаевич

Юридический адрес:ГОРОД САНКТ-ПЕТЕРБУРГ ПРОСПЕКТ СРЕДНИЙ В.О. 88 ЛИТ. А ПОМ.43 Н

Дата регистрации:12.12.2005

Уставной капитал:700 000 ₽

ИНН:7804327513

ОГРН:1057813145939

Выручка:–

Темп прироста:–

Действует ООО МИР-ГТУ

Производство

Машиностроение

Производство двигателей и турбин

Генеральный Директор:Выблов Александр Николаевич

Юридический адрес:КРАЙ ПЕРМСКИЙ ГОРОД ПЕРМЬ УЛИЦА КУЙБЫШЕВА ДОМ 114 ОФИС 4

Дата регистрации:17.10.2018

Уставной капитал:102 000 ₽

ИНН:5904367428

ОГРН:1185958062950

Выручка:9 083 000 ₽

Темп прироста:327,44%

Действует ООО НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ ФИРМА ТЕПЛОФИЗИКА

Производство

Машиностроение

Производство двигателей и турбин

Директор:Кашапов Рафаэль Салихзянович

Юридический адрес:РЕСПУБЛИКА БАШКОРТОСТАН ГОРОД УФА УЛИЦА ПУШКИНА ДОМ 81

Дата регистрации:29.04.1996

Уставной капитал:17 900 ₽

ИНН:0274023585

ОГРН:1020202551753

Выручка:192 307 000 ₽

Темп прироста:-32,26%

Действует ООО ТУРБОКОН

Производство

Машиностроение

Производство двигателей и турбин

Генеральный Директор:Бабич Иван Игнатьевич

Юридический адрес:ГОРОД МОСКВА УЛИЦА САДОВАЯ-КУДРИНСКАЯ 11 Д КАБ.434

Дата регистрации:14.03.2005

Уставной капитал:10 000 ₽

ИНН:7701587380

ОГРН:1057746416793

Выручка:500 000 ₽

Темп прироста:-85,37%

Действует ООО НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ЦЕНТР МИКРОТУРБИННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Производство

Машиностроение

Производство двигателей и турбин

Генеральный Директор:Беседин Сергей Николаевич

Юридический адрес:ГОРОД САНКТ-ПЕТЕРБУРГ ПРОСПЕКТ АЛЕКСАНДРОВСКОЙ ФЕРМЫ ДОМ 33 ЛИТЕР Г1 ПОМЕЩЕНИЕ 2Н, Р.М.1

Дата регистрации:05.07.2007

Уставной капитал:10 000 ₽

ИНН:7816418839

ОГРН:1077847480281

Выручка:25 674 000 ₽

Темп прироста:–

Действует АО ТУРБОХОЛОД

Производство

Машиностроение

Производство двигателей и турбин

Генеральный Директор:Казазаев Андрей Петрович

Юридический адрес:ГОРОД МОСКВА УЛИЦА 1-Я РЫБИНСКАЯ ДОМ 3 СТРОЕНИЕ 1

Дата регистрации:13.04.1993

Уставной капитал:7 732 ₽

ИНН:7718016810

ОГРН:1027700111779

Выручка:563 570 000 ₽

Темп прироста:13,26%

Действует АО ОБЪЕДИНЕННЫЕ ГАЗОПРОМЫШЛЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ИСКРА-АВИГАЗ

Производство

Машиностроение

Производство двигателей и турбин

Конкурсный Управляющий:Харланов Алексей Леонтьевич

Юридический адрес:ГОРОД МОСКВА УЛИЦА РЯБИНОВАЯ ДОМ 26 СТРОЕНИЕ 1 КОМНАТА 1В(А301)

Дата регистрации:08.12.1994

Уставной капитал:–

ИНН:5904005604

ОГРН:1025900895130

Выручка:138 000 ₽

Темп прироста:-43,44%

Ликвидирована ООО ПРОМТЕХНОЛОГИЯ

Производство

Машиностроение

Производство двигателей и турбин

Ликвидатор:Беседин Сергей Николаевич

Юридический адрес:ГОРОД САНКТ-ПЕТЕРБУРГ ПРОСПЕКТ АЛЕКСАНДРОВСКОЙ ФЕРМЫ ДОМ 33 ЛИТЕР Г1 ПОМЕЩЕНИЕ 2Н

Дата регистрации:11.01.2016

Уставной капитал:10 000 ₽

ИНН:7816314565

ОГРН:1167847050832

Выручка:–

Темп прироста:–

Ликвидирована ООО ОРМА-ЛИБУРДИ ТУРБИНА СЕРВИС

Производство

Машиностроение

Производство двигателей и турбин

Генеральный Директор:Малин Андрей Викторович

Юридический адрес:ГОРОД САНКТ-ПЕТЕРБУРГ ПРОСПЕКТ ПРОСВЕЩЕНИЯ 53 1 77Н

Дата регистрации:02.10.2007

Уставной капитал:10 000 ₽

ИНН:7804372668

ОГРН:1077847616560

Выручка:–

Темп прироста:–

Ликвидирована ООО ТУРБО

Производство

Машиностроение

Производство двигателей и турбин

Генеральный Директор:Ермаков Алексей Витальевич

Юридический адрес:ГОРОД САНКТ-ПЕТЕРБУРГ УЛИЦА БУХАРЕСТСКАЯ 138 ЛИТЕР А ПОМЕЩЕНИЕ 1-Н

Дата регистрации:23.04.2000

Уставной капитал:9 000 ₽

ИНН:7811087894

ОГРН:1027806072910

Выручка:–

Темп прироста:–

Локализация производства корпусных деталей газовых турбин

КОНАР локализует производство корпусных деталей газовых турбин по контракту с «Русскими Газовыми Турбинами».

В начале ноября 2021 года опытные образцы корпуса турбины и внешнего/внутреннего выходного корпуса компрессора для газотурбинного двигателя 6Ф.03Р отлиты на заводе «БВК», входящем в Промышленную группу КОНАР. Процесс выплавки стали и заливки прошел успешно, в соответствии с требованиями конструкторской и нормативной документации. Представители заказчика, компании Русские Газовые Турбины, присутствовали во время технологического процесса.

Сейчас выполнен важнейший начальный этап изготовления деталей – формовка и заливка. После охлаждения отливок, в течение последующих полугода, опытные образцы корпуса турбины и выходного корпуса компрессора пройдут термическую, механическую обработку, контроль геометрии и окончательный контроль качества.


– Есть мнение, что отсутствие качественного материала является сдерживающим фактором развития отечественных производителей турбин. Успешное прохождение первых этапов производства корпусов газовой турбины на предприятиях группы КОНАР показывает, что решение этой задачи существует. Наш опыт по снижению импортозависимости в других отраслях можно и нужно использовать для энергомашиностроения. Стратегия компании «Русские Газовые Турбины» по увеличению доли российского оборудования в газовой турбине стало очередным примером реализации государственной политики по предоставлению приоритетного права российским изготовителям, – отметил директор по развитию АО «КОНАР»

Арсений Дикий.

Газотурбинная установка РГТ 6Ф.03 имеет высокую степень надежности, она компактна по сравнению с аналогами того же класса мощности, работает на разных видах топлива, в том числе в суровых климатических условиях, что делает ее востребованной в электрогенерации, районном теплоснабжении и промышленной когенерации.

– Русские Газовые Турбины осуществляют производство газотурбинных установок РГТ 6Ф.03 и последовательно реализуют программу локализации их производства и сервисного обслуживания. Компания выстраивает взаимодействие с квалифицированными локальными поставщиками и заинтересована в увеличении снабжения высокотехнологичными качественными комплектующими российского производства. Пилотный проект с группой КОНАР мы рассматриваем как начало долгосрочного сотрудничества между нашими компаниями. Локализованные корпусные изделия после прохождения комплекса приемо-сдаточных испытаний будут применены в газотурбинных двигателях, которые сейчас находятся в производстве на нашем предприятии в Рыбинске и планируются к отгрузке в начале 2023 года, – отметил заместитель генерального директора по производству и локализации ООО «РГТ»

Руслан Пахомов.

Пресс-служба РГТ

ООО «Сименс Технологии Газовых Турбин»

Компания Сименс исторически рассматривает Правительство Ленинградской области как важнейшего партнера для бизнеса и инвестиций. При выборе места для строительства завода специалистами компании было рассмотрено свыше 30 площадок.  Продукция «СТГТ» – газовые турбины большой мощности, это тяжелые негабаритные грузы, которые требуют сложной логистики. Для отгрузки такой продукции необходим доступ к железной дороге или водным путям, к дорогам, по которым можно перемещать подобные грузы. Инфраструктура площадки в Горелово позволяет «СТГТ» организовать необходимую логистику.

Генеральный директор ООО «Сименс Технологии Газовых Турбин» Нико Петцольд


ООО «Сименс Технологии Газовых Турбин» (СТГТ) – совместное предприятие «Сименс АГ» (65%) и ОАО «Силовые машины» (35%), официальное открытие завода состоялось 18 июня 2015 года. Предприятие занимается разработкой, производством, продажей и сервисом газовых турбин мощностью выше 60 МВт для рынка России и СНГ. СТГТ – центр компетенций  в области газотурбостроения и лидер рынка для генерирующих компаний на базе газовых турбин большой мощности. Уровень локализации газовой турбины 2000Е, одной из наиболее востребованных на российском рынке из всего портфеля больших турбин «Сименс», достигает 52%, что подтверждено Торгово-Промышленной Палатой Санкт-Петербурга и Министерством промышленности и торговли РФ.

Более 110 млн евро – объем инвестиций

Более 300 рабочих мест


1991–2001: создание СП «Интертурбо» (предшественник СТГТ, ЛМЗ – 55%, «Сименс» – 45%).
Трансфер технологий для освоения сборки газовых турбин «Сименс» в России. За 10 лет на производственной площадке Турбоатомгаз в Новодевяткино собрано 19 турбин, из них 5 поставлены на рынок РФ, остальные – за рубеж

2011: создание ООО «Сименс Технологии Газовых Турбин» (ОАО «Силовые машины» – 35%, «Сименс АГ» – 65%)

2013: закладка фундамента нового завода в производственной зоне Горелово

2015: открытие нового производственного комплекса. Отгрузка первой турбины SGT5-2000E из Горелово

2016–2017:
— впервые камера сгорания SGT5-2000E изготовлена на площадке СТГТ, локализовано изготовление роторных дисков
— запуск удаленного мониторингового центра диагностики установленного газотурбинного оборудования (УМЦ)
— реализованы проекты: Новосалаватская ПГУ-410, ПГУ-420; МВт Верхнетагильской ГРЭС, ПГУ-800 МВт Пермской ГРЭС
— модернизация трех SGT5-4000F Няганской ГРЭС до последней версии – впервые в мире
— СТГТ – «Лучшее предприятие Ленинградской области – 2016» и «Локомотив отрасли – 2017»

2018:
— отгрузка 10-ой турбины SGT5-2000E
— открытие нового цеха по ремонту и восстановлению рабочих и направляющих лопаток газовых турбин

Адрес: Ломоносовский район, южная часть промзоны Горелово, ул. Сименса, д. 1
Телефон: + 7 (812) 643-73-00
E-mail: [email protected]
Официальный сайт: siemens.ru 

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ГАЗОВЫХ ТУРБИН ДЛЯ КОМБИНИРОВАННОГО ПРОИЗВОДСТВА ЭНЕРГИИ | Буланин

1. Приказ Минэнерго России от 13.08.2012 № 387. URL: http://lawru.info/dok/2012/08/13/n20065.htm

2. Кожуховский И.С. Перспективы развития тепловой энергетики России / АГБЭ. VII ежегодная конференция газеты ВЕДОМОСТИ. РОССИЙСКАЯ ЭНЕРГЕТИКА. Москва, 2013.

3. Скиба М.В. Тенденции развития рынка газотурбинных установок // Вестник Самарского государственного университета. Серия «Экономика и управление». 2015. № 9/2 (131). с. 156–164.

4. Буланин В.А., Захидов Р.А. Пути совершенствования теплоэнергетики Узбекистана// Узбекский журнал «Проблемы информатики и энергетики», № 2, 1992. с. 23-28.

5. Баринберг Г.Д., Бененсон Е.И. Влияние параметров свежего пара, промежуточного перегрева и единичной мощности на экономичность теплофикационных турбин. — В сб.: Опыт создания турбин и дизелей. Свердловск, Ср.-Уральск. кн. изд-во, 1969. с. 97-102.

6. Правила предоставления из федерального бюджета субсидий российским организациям на финансовое обеспечение части затрат на проведение научно-исследовательских, опытно-конструкторских и технологических работ в рамках создания производства газовых турбин большой мощности. [Постановление Правительства России от 21.03.2019 № 301]. URL: http://government.ru/news/36182/.

7. Вольфберг Д.Б. ХIV конгресс мировой энергетической конференции. — Энергохозяйство за рубежом, 1990, № 1. с. 1-5.

8. Буланин В.А., Буланин А.В., Лапин Е.А. Газотурбинные технологии – в энергетику Белгородской области // Журнал «Газотурбинные технологии», 2001, № 1 (10), стр. 14-16.

9. Масленников В.М., Выскубенко Ю.А., Штеренберг В.Я. (СССР), Смитсон Г.Р., Робсон Ф.Л., Лемон А.В., Лохон В.Т. (США). Парогазовые установки с внутрицикловой газификацией топлива и экологические проблемы энергетики. М.: Наука, 1983. 264 с.

10. R. Kadi, A. Bouam, S. Aissani. Analyze of gas turbine performances with the presence of the steam water in the combustion chamber, Revue des Energies Renouvelables ICRESD-07 Tlemcen (2007), p. 327 – 335

11. H. Haselbacher, «Performance of Water/Steam Injected Gas Turbine Power Plants Consisting of Standard Gas Turbines and Turbo Expanders», Int. J. Energy Technology and Policy, Vol. 3, No1/2, 2005.

12. K Mathioudakis, «Evaluation of Steam and Water Injection Effects on Gas Turbine Operation using Explicit Analytical Relations», Instn. Mech. Engrs., Vol. 216, Part A: J Power and Energy 2002.

13. D.Y. Cheng & A.L.C. Nelson, «The Chronological Development of the Change Cycle Steam Injected Gas Turbine During the Past 25 Years», Proceedings of ASME Turbo Expo 2002, Amsterdam, the Netherlands, June 3-6, 2002.

14. D. Zhao, Y. Ohno, T. Furuhata, H. Yamashita, N. Arai and Y. Hisazumi, «Combustion Technology in a Novel Gas Turbine System with Steam Injection and Two-Stage Combustion», Journal of Chemical Engineering of Japan, Vol. 34, No9, pp. 1159 — 1164, 2001.

15. Y. Ohno, D. Zhao, T. Furuhata, H. Yamashita, N. Arai and Y. Hisazumi, «Combustion Characteristics and NOx Formation of a Gas Turbine System with Steam Injection and Two-Stage Combustion», Journal of Chemical Engineering of Japan, 2001.

16. Ольховский Г.Г., Гончаров В.В. Конструкции некоторых современных ГТУ и ПГУ и прогноз мирового выпуска газотурбинного оборудования в 2012–2021 гг. (обзор). Москва, 2014 / Ассоциация газотурбинных технологий для энергетики и промышленности. Москва, 2014

В 2021 году Россия запустит серийное производство отечественных газовых турбин большой мощности

ЭкономикаБИЗНЕС-ПРЕСС

Павел ЧЕРНЫШОВ

8 октября 2019 19:20

До сих пор наша тепловая энергетика зависела от зарубежных технологий

Фото: rostec.ru

Обнадеживающую новость принесла завершившаяся на днях «Российская энергетическая неделя». «Роснано» переходит на импортозамещение даже в тех отраслях, где позиции нашей страны были исторически слабы. Так, уже 3 тыс. часов успешно отработала первая российская газовая турбина ГТД-110М по командам единого диспетчера. Как сообщил заместитель директора департамента Минпромторга по станкостроению и инвестиционному машиностроению Олег Токарев, через полтора-два года технологию можно будет тиражировать.

«ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ БАЗОЙ СТАНЕТ РОСТЕХ»

«Сейчас мы рассматриваем вопрос серийного производства этой турбины. Для этого мы создаем достаточно широкий круг производителей в рамках кооперации. Надеемся, что база будет сосредоточена в рамках группы компаний «Ростех», но с привлечением множества компаний, — отметил Олег Токарев. — Нам необходимо произвести еще два двигателя, чтобы три двигателя длительный цикл испытаний прошли».

Сейчас в России нет собственного серийного производства газовых турбин большой мощности. Модернизацией проекта российской газовой турбины ГТД-110М с 2014 года занимался консорциум из «ОДК-Сатурн», «Интер РАО» и «Роснано» — Инжиниринговый центр «Газотурбинные технологии». За это время разработчикам удалось устранить конструктивные недостатки, повысить надежность и технологические характеристики конструкции. Доработки проверялась как расчетным путем, так и экспериментально.

«Газотурбинные технологии» добились повышения ряда технико-экономических характеристик турбины. Так, мощность установки выросла со 110 до 115 МВ. Изначально КПД установки был на уровне 35,5%, фактически испытания сейчас подтвердили до 37%, а в составе комплексной парогазовой установки – до 52%. Это улучшило экономику проекта — такому блоку достаточно текущих тарифов на электроэнергию, рост цен потребителям не грозит.

«СИЛЫ НАЙДЕНЫ»

К октябрю модернизированная турбина успешно отработала 3 тыс. часов испытаний, разбитые на два этапа – стендовые испытания и опытно-промышленная эксплуатация. Первые 700 часов отработаны в апреле на стенде в составе одиночной газовой турбины (без парогазовой части). В мае 2019 года по итогам испытания инспекция подтвердила целостность всех элементов и готовность двигателя к дальнейшей эксплуатации.

Как уточнили в пресс-службе компании «Роснано», в июне газовая турбина с испытательного стенда была переставлена в серийную ячейку блока Ивановских ПГУ (парогазовых установок) мощностью 325 МВт. С конца июня турбина находится в опытно-промышленной эксплуатации и поставляет электроэнергию в единую энергосистему.

Теперь установка проходит плановый осмотр. Если дефектов не обнаружат, то эффективность и безопасность проекта ГТД-110М будет подтверждена, а инвестпроект по модернизации — завершен. Ожидается, что турбина останется в промышленной эксплуатации на Ивановских ПГУ.

На пути к качественному продукту разработчики сталкивались с неполадками и повреждениями установки, что немудрено в случае такой сложной энергетической технологии, но планомерно исправляли их. «Не могу не отметить, опыт создания турбины ГТД-110М очень сложной, имеющий свою непростую историю. Тем не менее, спасибо участникам «Газотурбинных технологий»: силы были найдены, возможности были найдены, — обратился к разработчикам проекта Олег Токарев.

Второй путь, который обсуждают машиностроители и энергокомпании, — перенести в России зарубежные технологии турбостроения. Но сделать это крайне сложно: Минпромторг поставил жесткие требования к локализации: Она должна быть на уровне 90%, включая критические компоненты: по сути весь лопаточный тракт, включая горячий тракт, камеры сгорания, требования по литым заготовкам, упаковкам, системы управления. «Это критические важные элементы, которые мы должны локализовать», — заявил Токарев. Готовы ли на это наши зарубежные партнеры – большой вопрос.

Фото с сайта НПО «Сатурн»

«НА УРОВЕНЬ ВЫСОКОТЕХНОЛИЧНЫХ ДЕРЖАВ»

Обратим внимание, что газовая турбина — ключевой элемент парогазового цикла — самой эффективной сегодня технологии в традиционной тепловой энергетике. Дело в том, что на парогазовых установках электричество производится дважды — с помощью газовой, а затем паровой турбины. На выходе из первой газ остается горячим. Его тепло можно использовать, чтобы подогреть котел с водой: вырабатываемый пар запускает вторую турбину.

В Советском Союзе ПГУ строили только экспериментально. В производстве тепла упор делали на уголь и мазут, а также менее экономичный паросиловой цикл. В последнее десятилетие парогазовая технология пользуется большим спросом на мировом рынке, а в России стала базой в программе модернизации тепловой энергетики прошлого десятилетия. Но за неимением собственных закупались импортные турбины вместе с сервисом от GEи Simens, услуги по регулярном облуживанию после девальвации рубля в 2014 году влетели в копеечку энергетикам.

Напомним, зависимость от импорта привела к скандалу в 2017 году. Тогда в Крыму строили две электростанции, для которых нужны были газовые установки большой мощности. Турбины Siemens закупили на вторичном рынке и обновили силами российских заводов, однако это все-равно вызвало недовольство европейских производителей, ограничивших поставки высокотехнологичного оборудования в Россию. После Минэнерго и Минпромторг всерьез взялись за импортозамещение, чтобы избежать санкционных рисков в базовой отрасли. «Создание собственных компетенций в турбиностроении выведет нашу страну на уровень высокотехнологической державы», — резюмировал Олег Токарев.

водородные газовые турбины большого объема обретают форму

В рамках подготовки к крупномасштабному переходу энергетического сектора на обезуглероживание несколько крупных производителей энергетического оборудования разрабатывают газовые турбины, которые могут работать на топливе с высоким содержанием водорода.

По мнению нескольких экспертов, усилия таких компаний, как Mitsubishi Hitachi Power Systems (MHPS), GE Power, Siemens Energy и Ansaldo Energia, по разработке газовых турбин, полностью работающих на водороде, в последнее время активизировались, отчасти благодаря новому сокращению выбросов углерода. политики во всем мире, которые ускорили использование возобновляемых источников энергии.Компании, которые производят большие газовые турбины, но борются за то, чтобы продавать их на сужающемся рынке, также активно конкурируют за прочную основу на будущих рынках, включая те, которые могли бы процветать в водородной экономике.

Эксперты отмечают, что водород — самый распространенный и самый легкий из элементов — не имеет запаха и нетоксичен, а также имеет самую высокую энергоемкость среди обычных видов топлива по весу, что означает, что его можно использовать в качестве энергоносителя во всем спектре приложений, от энергетики поколения на транспорт и промышленность.Хотя он не встречается в природе свободно и должен извлекаться (производиться или «преобразовываться») с помощью отдельного источника энергии (например, энергии, тепла или света), сегодня водородная промышленность хорошо зарекомендовала себя в тех секторах, где он используется в качестве источника энергии. сырье. Однако все чаще водород считается недостающим звеном в энергетическом переходе, поскольку ключевые технологии для его производства с использованием возобновляемой электроэнергии, такие как электролизеры с протонообменной мембраной и топливные элементы, достигают технической зрелости и экономии за счет масштаба.

[Интерактивный график, показывающий проекты по всему миру, которые были введены в эксплуатацию с 2000 года, находятся в стадии строительства или планируются и используют водород для подачи электроэнергии в сеть с помощью газовой турбины или топливного элемента, см. «БОЛЬШАЯ КАРТИНА: водородная энергетика». .”]

Подготовка к водородному обществу

MHPS, совместное предприятие японских гигантов Mitsubishi Heavy Industries и Hitachi, особенно громко заявляло об усилиях по согласованию с амбициями Японии стать «водородным обществом», о которых было объявлено после землетрясения и цунами 2011 года, которые привели к Авария на АЭС «Фукусима-дайити».Сотрудничество правительства и промышленности состоит из трех этапов: во-первых, будет расширена текущая программа топливных элементов, чтобы помочь снизить цены на водород и топливные элементы; затем предусматривается широкомасштабное внедрение водородной энергетики и инфраструктуры снабжения водородом; и, наконец, будет создана система поставок с нулевым выбросом углерода на протяжении всего производственного процесса.

На выставке IHS Markit CERAWeek в Хьюстоне в марте этого года компания MHPS представила рыночное обоснование увеличения использования водорода в энергетическом секторе, заявив, что хочет сделать газовые турбины, работающие на водороде, ключевым аспектом «глобального общества, свободного от CO 2 водорода». использование возобновляемых источников энергии к 2050 году.Как сказал президент и главный исполнительный директор MHPS Пол Браунинг в интервью POWER , хотя природный газ будет продолжать играть важную роль в решении проблемы изменчивости от возобновляемых источников энергии, следующий этап развития «будет включать хранение электроэнергии с использованием водорода». Он пояснил, что производство водорода из возобновляемых источников энергии посредством электролиза, при котором используется избыточная возобновляемая энергия для расщепления молекулы воды, позволяет хранить «возобновляемый водород» и использовать его позже в газовой турбине с комбинированным циклом (ПГУ).

С 1970 года MHPS запустила 29 газотурбинных установок с содержанием водорода от 30% до 90%, испытания длились более 3 лет.5 миллионов часов работы. Ключевой задачей, с которой столкнулась компания, было сокращение высоких выбросов NO x , связанных со сжиганием водорода, без ущерба для эффективности. Поскольку водород имеет более высокую скорость пламени по сравнению с природным газом, MHPS также стремился снизить риск колебаний сгорания и «обратного воспламенения» (обратного воспламенения) в смесях с более высоким содержанием водорода.

Одним из решений была разработка «диффузионной камеры сгорания» на основе разработанной компанией технологии сухого низкого содержания NOx x (DLN), которая впрыскивает топливо в воздух.Камера сгорания снижает NO x с помощью впрыска пара или воды, но сохраняет относительно широкий диапазон стабильного горения, даже если свойства топлива колеблются до 90%. Эта технология, работающая на 30% водороде, может обеспечить выходную мощность, эквивалентную 700 МВт (в режиме комбинированного цикла с температурой на входе в турбину 1600°C), а также сократить выбросы углерода примерно на 10% по сравнению с обычной парогазовой установкой.

1. Здесь показана электростанция Vattenfall Magnum в Нидерландах.Компания Mitsubishi Hitachi Power Systems (MHPS) подтвердила, что на этих агрегатах возможен переход на водородное производство электроэнергии. Предоставлено: MHPS

MHPS в настоящее время осуществляет пилотный проект по переводу одного из трех блоков электростанции комбинированного цикла Vattenfall мощностью 1,3 ГВт Magnum в Нидерландах (рис. 1) на возобновляемый водород к 2023 году. Проект в Гронингене, предусматривающий модификацию По словам Браунинга, газовая турбина M701F усовершенствует технологию сгорания, «чтобы оставаться в пределах того же диапазона NO x , что и электростанция на природном газе, но будет сжигать 100% водорода» без впрыска пара или воды.Он сказал, что 100%, вероятно, будет достигнуто «в следующем десятилетии».

Тем не менее, этот проект является ключевым для MHPS по предоставлению клиентам газовых турбин, которые могут быть модернизированы до 100%-ного использования водорода, сказал он. Он признал, что газовой турбине, работающей на водороде, вероятно, потребуется электролиз и хранение на месте для подачи возобновляемого водорода, а для этого потребуется «очень низкая стоимость электроэнергии». «Мы ждем достаточного проникновения возобновляемых источников энергии в электрические сети, чтобы оправдать [установку электролиза на месте] и иметь экономический смысл», — сказал он.«Калифорния приближается к этому прямо сейчас, хотя другим местам еще есть куда двигаться».

На вопрос, как эта технология будет конкурировать с достижениями в области аккумуляторных батарей, Браунинг сказал: «Мы считаем, что литий-ионные батареи, вероятно, будут правильным выбором, если вы хотите хранить электроэнергию в течение более коротких периодов времени». Он отметил, что экономика водорода «будет работать независимо от того, как долго вы его храните».

Прорывы Siemens

MHPS придется конкурировать с Siemens, которая, по оценкам, может представить технологию сжигания водорода мощностью от 25 до 50 МВт в течение двух лет.Как сказал Майкл Уэлч, менеджер по отраслевому маркетингу компании Siemens Industrial Turbomachinery, POWER на конференции Energy, Utility, Environment Conference в Сан-Диего в феврале этого года, водород, безусловно, может составить конкуренцию в будущем с большим количеством возобновляемых источников энергии, потому что полагаться только на батареи означало бы подводить итоги деградации. благодаря езде на велосипеде.

Но, несмотря на то, что нефтехимическая промышленность потратила миллионы рабочих часов на улучшение сжигания водорода, водородная энергетика в настоящее время имеет серьезные недостатки.Уэлч отметил, что по крайней мере 60% водородных газовых турбин, разрабатываемых рядом производителей, используют технологию DLN, что является «проблемой из-за того, как газовые турбины развивались на протяжении многих лет». Преобразование энергии также требует дополнительного оборудования и воды.

Важно отметить, что сегодня для проведения электролиза для производства 50 МВт в час на ПГУ с КПД 50% может потребоваться 175 МВт возобновляемой энергии и 3400 кг (более 14 000 галлонов) водорода, сказал он.«Таким образом, доступная часть уравнения может быть проблемой», поэтому водородная энергия может оказаться более экономичной в качестве краткосрочной (три или четыре часа в день) возобновляемой поддержки в таких местах, как Европа, добавил он.

Тем не менее, Siemens, которая решает аналогичные технические проблемы, связанные с выбросами NO x и контролем риска обратного воспламенения, по-видимому, добилась определенных успехов в определении компонентов и материалов, необходимых для высокотемпературного сжигания водорода. Компания также внедрила аддитивное производство горелок.

«Теперь одна деталь может быть интегрирована в конструкцию без сварки. Мы уменьшили вес и время изготовления более чем на три четверти, и это позволило нам получить нужные нам профили», — сказал Уэлч. «Это позволило нам в основном проводить испытания, которые мы не могли делать раньше, и менять науку по ходу дела». По его словам, все эти улучшения позволили команде запустить прототип турбины в Германии на 100% водороде в середине февраля.

Несмотря на заметный прорыв, тестовые семейства водородных турбин Siemens мощностью от 4 МВт до 560 МВт «пока не обладают очень хорошими возможностями сухой технологии с низким уровнем выбросов, но обычные возможности довольно высоки», — сказал Уэлч.

Отвечая на вопрос об общеотраслевых перспективах коммерциализации водородной энергетики, Уэлч сказал, что первоначально основное внимание, вероятно, будет уделено блокам мощностью менее 70 МВт. Политика декарбонизации с акцентом на водород также может стимулировать развитие технологий. Наряду с Японией члены EUTurbines — ассоциации всего сектора газовых и паровых турбин в Европейском союзе (ЕС) — в январе обязались предоставить газовые турбины, способные к 2020 году работать на 20% водорода, а к 2030 году — на 100% водорода.

GE, Ansaldo опирается на прошлые достижения

Итальянская инженерная фирма Ansaldo Energia, которая является частью этого обязательства, также, по-видимому, получает прибыль от своей технологии газообразного водорода.Компания заявила, что испытания камеры сгорания доказали возможность использования 100% водорода. В нем говорилось POWER , что «возможность сжигать водород отдельно или в сочетании с природным газом, и делать это безопасно и эффективно, может… иметь решающее значение» для будущего, в котором существующие газовые электростанции обязательно сыграют свою роль. как «гаранты надежности сети».

Компания уже предлагает передовые газотурбинные системы сгорания с гибким выбором топлива. «Например, новейшее газотурбинное оборудование GT26 F-класса и GT36 H-класса использует платформу системы сжигания Sequential Environmental (SEV) и было разработано с непревзойденной способностью сжигать самый широкий диапазон смешанного топлива [природный газ и водород]. смесь для новых силовых установок предлагается сегодня», — говорится в сообщении.Он также предлагает гибкое решение по модернизации водородного топлива для установленной в настоящее время газовой турбины F-класса.

2. Сталелитейный завод компании Luojing Baosteel Group Co. Ltd. в Шанхае, Китай, использует электроэнергию этой электростанции, сжигая в качестве топлива богатый водородом металлургический газ. Предоставлено: GE Power.

Компания General Electric (GE) уже предлагает системы сгорания как для авиационных, так и для газовых турбин большой мощности (рис. 2), которые способны работать с повышенным содержанием водорода.Авиационные газовые турбины могут быть сконфигурированы с одной кольцевой камерой сгорания (SAC), которая может работать на различных видах топлива, включая технологическое топливо и топливные смеси с водородом, и GE сообщает, что более 2500 газовых турбин сконфигурированы с этой системой сгорания. .

Компания также разработала две конфигурации камеры сгорания для турбин большой мощности с более высоким содержанием водорода: камера с одним соплом, которая доступна на турбинах классов B и E, и бесшумная камера сгорания с несколькими соплами для турбин классов E и F. .Они установлены на 1700 турбинах.

Примечательно, что при финансовой поддержке Министерства энергетики США компания GE также разработала систему сжигания водорода с низким уровнем выбросов NOx x , основанную на «принципе работы мелкомасштабного струйно-поперечного смешения потоков топлива и воздуха». он сказал. Усовершенствованная возможность предварительного смешивания теперь является элементом системы сгорания DLN 2.6e компании GE, которая доступна на газовой турбине 9HA.

GE также может похвастаться несколькими проектами, в которых используется высокое содержание водорода.Один из них находится на нефтеперерабатывающем заводе Daesan в Южной Корее, который в течение 20 лет работал на 70% водородном топливе с использованием газовой турбины 6B.03. На заводе ENEL Fusina, открытом в 2010 году в Италии, использовалась газовая турбина GE-10 мощностью 11,4 МВт для работы на топливе, объемное содержание водорода в котором составляло более 97,5%.

Тем не менее, разработка технологии сжигания водорода все еще продолжается в GE, которая считает водород потенциальным топливом будущего, как сообщил 2 мая Джеффри Голдмер, директор подразделения GE Power по сжиганию газовых турбин и топливных решений.

[Полное интервью с доктором Голдмиром находится здесь: «The POWER Interview: GE открывает будущее водородной газовой энергетики».]

«Газовые турбины GE уже более 30 лет работают на водороде и аналогичных видах топлива с низким содержанием БТЕ. За этот период GE установила более 70 газовых турбин, которые наработали на этих видах топлива более 4,5 млн часов», — сказал он. Теперь компания сосредоточила свои усилия на использовании аддитивного производства при разработке систем сгорания нового поколения.«Эти усилия привели к тому, что система сгорания DLN 2.6e может использовать примерно 50% [водорода], что является отличной новостью для наших клиентов», — сказал Голдмир.

Сонал Патель — помощник редактора POWER.

Mitsubishi Power разрабатывает газовую турбину, на 100 % работающую на аммиаке

Mitsubishi Power разрабатывает газовую турбину класса мощностью 40 МВт, которая может напрямую сжигать 100% аммиак, в рамках инициативы, которая отвечает повышенным глобальным амбициям по обезуглероживанию, а также недавней дорожной карте Японии по аммиачному топливу.

Компания по производству энергетического оборудования со штаб-квартирой в Иокогаме, дочерняя компания Mitsubishi Heavy Industries (MHI), 1 марта заявила, что нацелена на коммерциализацию новой газовой турбины, способной работать на аммиаке, которая будет производной от ее серии H-25, «в или около» 2025. 

«Когда это будет сделано, это станет первой в мире коммерческой газовой турбиной, использующей исключительно аммиак в качестве топлива в системе такого масштаба», — заявили в компании. Газовая турбина «поможет в продвижении обезуглероживания малых и средних электростанций для промышленных применений [и] на отдаленных островах», говорится в сообщении.

Прямое сжигание аммиака в газовой турбине

Разработка представляет собой заметное новое направление для Mitsubishi Power. В рамках своей кампании «Change in Power» компания возглавляет разработку технологии обезуглероживания, специально предназначенную для ее флагманской линейки усовершенствованных газовых турбин, и на данный момент она добилась поразительных успехов.

В ответ на базовую водородную стратегию Японии компания в 2018 году приступила к разработке большой газовой турбины, способной сжигать 100 % водорода.В то время как Mitsubishi Power продолжает работу над пилотным проектом по переводу одного из трех агрегатов — газовой турбины M701F мощностью 440 МВт — на электростанции комбинированного цикла Vattenfall мощностью 1,3 ГВт Magnum в Нидерландах на возобновляемый водород к 2023 году, Mitsubishi, базирующаяся в Лейк-Мэри, Флорида, Подразделение Power Americas в марте 2020 года заключило свой первый контракт на поставку двух силовых агрегатов M501JAC, работающих на водороде, для замены построенных в 1986 году угольных агрегатов на Intermountain Power Project (IPP) мощностью 1800 МВт в Юте.

В сентябре 2020 года компания запустила два стандартных пакета интеграции водорода: «Hydaptive», ориентированный на интеграцию на площадке электростанции, от электролизеров до газовых турбин, и «Hystore», который развивает свойства хранения водорода.В том же месяце компания получила дополнительные контракты, связанные с ее водородными возможностями, от разработчиков предлагаемых газовых электростанций в Вирджинии, Огайо и Нью-Йорке, а также контракт на интеграцию водорода с Entergy Corp. В декабре канадский производитель электроэнергии Capital Power также заказала две турбины M501JAC для перевода своих блоков Genesee 1 и 2 в Альберте с угля на природный газ.

Mitsubishi Power заявила, что, поскольку ее модель газовой турбины M501JAC объединяет технологию камеры сгорания для устранения обратного воспламенения (обратного воспламенения), колебаний давления сгорания и выбросов оксидов азота (NO x ), модель серии J уже способна сжигать смесь. природного газа и до 30% водорода.Чтобы достичь 100-процентного использования водорода, разработчики технологий в настоящее время изучают технологию камеры сгорания, которая позволяет эффективно смешивать водород и воздух с помощью модернизированной конструкции сопла подачи топлива. Генеральный директор Mitsubishi Power Americas Пол Браунинг в феврале заявил POWER , что к 2025 году компания намерена разработать технологию 100% сжигания водорода.

Однако в тандеме Mitsubishi Power (и MHI) также изучали газотурбинные системы, использующие аммиак в качестве энергоносителя.С 2017 года в рамках Стратегической программы продвижения инноваций Кабинета министров Японии и Японской организации по развитию новых энергетических и промышленных технологий (NEDO) компания сосредоточила усилия на разработке системы термического крекинга с использованием отработанного тепла — аммиака (NH 3 ). ) в водород и азот, а затем сжигает этот водород в газовой турбине.

Документы компании

предполагают, что этот подход может лучше подходить для небольших газовых турбин из-за специфических характеристик, связанных со сжиганием аммиака.Например, поскольку аммиак имеет низкую скорость сгорания, для него требуется камера сгорания гораздо большего размера. А поскольку аммиак содержит азот, любая система, использующая его в качестве топлива, должна будет бороться с «топливным NO x », который он генерирует, говорится в сообщении. Mitsubishi Power исследовала снижение NO x за счет двухступенчатого сгорания, но заявила, что более крупные газовые турбины создают «множество технических проблем, таких как увеличение размеров и усложнение камеры сгорания».

Однако на этой неделе было объявлено о разработке газотурбинной установки мощностью 40 МВт, способной работать на аммиаке, однако предполагается, что Mitsubishi Power переосмысливает подход к многоступенчатому крекингу аммиака, чтобы исследовать «метод прямого сжигания аммиака.”

Чтобы решить проблему производства NO x , которое вызвано окислением азотного компонента аммиака посредством его сгорания, коммерческая газотурбинная система компании будет сочетать в себе селективное каталитическое восстановление (SCR) с «недавно разработанной камерой сгорания, которая снижает выбросы NO x , — сказал он. Затем эта система будет установлена ​​на газовых турбинах компании серии H-25 (рис. 1) — модели, которую Mitsubishi Power коммерчески продает коммунальным предприятиям и промышленным потребителям с 1988 года.

1. Газовые турбины Mitsubishi Power серии H-25 представляют собой турбины для тяжелых условий эксплуатации, которые могут достигать высокой эффективности с парогенераторами-утилизаторами, такими как системы когенерации или электростанции с комбинированным циклом. Серия H-25 имеет мощность газовой турбины простого цикла 41 МВт и мощность комбинированного цикла около 60 МВт для конфигурации 1×1 и около 120 МВт для конфигурации 2×1. По словам Mitsubishi Power, при использовании когенерации они производят максимум около 70 метрических тонн пара в час.Предоставлено: Mitsubishi Power

Аммиак вызывает интерес в качестве топлива

Как отмечает Mitsubishi Power, коммерциализация газовой турбины, способной работать на аммиаке, «расширит» линейку «безуглеродных систем производства электроэнергии». Это предполагает, что рынок для этого продукта формируется: «Ожидается, что раннее внедрение оборудования для производства электроэнергии на основе аммиака в энергетических компаниях и независимых поставщиках электроэнергии (IPP) будет способствовать будущему использованию аммиака в качестве безуглеродного топлива», — говорится в сообщении.

Усилия связаны с недавним возрождением интереса к пригодности аммиака в качестве обезуглероженного топлива, поскольку при его сгорании не образуется двуокись углерода, двуокись серы или сажа. Интерес к аммиаку также повышен в связи с его потенциалом в качестве эффективного энергоносителя, поскольку он имеет высокую плотность водорода (17,8 мас.%). Будучи вторым наиболее часто производимым химическим веществом (после серной кислоты) в мире, аммиак сегодня в основном используется в качестве сельскохозяйственного удобрения, а также в производстве продуктов питания, промышленных материалов, хладагентов и добавок, что означает, что он имеет хорошо налаженную глобальную дистрибьюторскую сеть.Он также обычно считается стабильным для длительного хранения и транспортировки.

Но хотя попытки использовать аммиак в энергетическом секторе предпринимались в течение нескольких десятилетий, получение энергии из аммиака было ограничено различными проблемами. «Одно из опасений заключается в том, что аммиак токсичен и легко воспламеняется», — отметили в MHI. «И хотя существуют существующие стандарты и процедуры, требуемые навыки обращения не известны за пределами секторов, которые уже используют аммиак и его производные.

Еще одна серьезная проблема заключается в том, что «производство зеленого водорода путем электролиза, работающего на возобновляемой электроэнергии, еще не соответствует масштабу, чтобы быть жизнеспособным по сравнению с обычным ископаемым сырьем, и, следовательно, производство зеленого аммиака таково», — говорится в сообщении компании. Однако, хотя большая часть аммиака сегодня производится из природного газа, в настоящее время реализуется несколько инициатив по производству «возобновляемого» аммиака путем преобразования зеленого водорода в аммиак.

MHI проявляет особую активность на этом фронте.В ноябре компания объявила об инвестициях в Hydrogen Utility (h3U), австралийского разработчика проектов зеленого водорода и аммиака, заявив, что поддержит предварительные инженерные и проектные исследования для проекта H3U на полуострове Эйр в Южной Австралии. планируется начать коммерческое производство зеленого водорода и аммиака в 2023 году.

В ноябре MHI также завершила капитальные вложения в Monolith Materials, американскую фирму, которая позволит производить водород и технический углерод из метана.Компания Monolith Materials, которая уже эксплуатирует предприятие по производству технического углерода Olive Creek 1 в штате Небраска, планирует начать эксплуатацию второго предприятия по производству «бирюзового» водорода с помощью технологии пиролиза, использующей возобновляемые источники энергии в качестве источника тепла. Между тем, ранее в феврале этого года MHI объявила об еще одной инвестиции в пиролиз метана в раунде финансирования серии A для стартапа C-Zero.

Япония наращивает производство аммиака

Растущий интерес вызывает и то, как будет использоваться «зеленый аммиак».Несколько стран наметили планы по интеграции аммиака в свои будущие энергетические системы, в том числе в качестве топлива для топливных элементов и двигателей внутреннего сгорания. Япония, которая занимает видное место в этих усилиях, отводит значительную роль производству электроэнергии на аммиаке. Обновленный обзор стратегии «зеленого роста», опубликованный Министерством экономики, торговли и промышленности Японии (METI) в феврале этого года, например, предполагает, что к 2045 году можно будет продемонстрировать «полное производство электроэнергии на аммиаке». Соответствующая дорожная карта (рис. 2) также предусматривает обширное расширение цепочки поставок аммиака, которое превратит страну в регионального экспортера аммиачного топлива.

2. Дорожная карта Японии по топливному аммиаку. Источник: Министерство экономики, торговли и промышленности Японии (METI)

Совместное сжигание аммиака и угля уже было продемонстрировано в Японии, впервые компанией Chugoku Electric в июле 2017 г. топливной смеси, состоящей из аммиака от 0,6% до 0,8%, а затем компанией IHI Corp. в марте 2018 года на «установке для сжигания большой мощности» в городе Айой с топливной смесью, состоящей из 20% аммиака. Другая японская фирма, JERA, в ноябре объявила о планах закрыть все свои 2.2 ГВт сверхкритического угольного электростанций в Японии к 2030 году, а затем постепенно увеличивать отношение смешанного сжигания ископаемого топлива к аммиаку и водороду на ультрасверхкритических электростанциях.

Но хотя турбинное производство электроэнергии на аммиачном топливе было введено в середине 1960-х годов, а в 1990-х годах оно пережило относительное возрождение, оно практически не было принято в качестве единственного топлива для турбин. Прорыв в Японии произошел в 2016 году, когда исследовательская группа под руководством Хидэаки Кобаяси, профессора Института гидродинамики Университета Тохоку в Сендае, продемонстрировала сжигание аммиака в воздухе с использованием микрогазотурбинной системы мощностью 50 кВт в Национальном институте передовых промышленных технологий. Наука и технология.В камере сгорания группы используется газообразное топливо NH 3 и диффузионное горение для повышения стабильности пламени.

Между тем, хотя усилия Mitsubishi Power по коммерциализации газовой турбины, полностью работающей на аммиаке, примечательны, у компании уже есть конкуренты. Корпорация IHI в октябре 2020 года начала совместные испытания газовой турбины класса 2 МВт на своем заводе в Йокогаме (рис. 3), используя в качестве топлива «голубой» аммиак — аммиак, полученный из природного газа.

3. Испытательная установка газовых турбин с совместным сжиганием аммиака в IHI Corp.на заводе Yokohama Works. Предоставлено: IHI

Проект направлен на повышение коэффициента совместного сжигания аммиака до более чем 50% в пересчете на теплотворную способность. «Процесс производства аммиака из природного газа предполагает улавливание выбросов углекислого газа с их использованием для повышения нефтеотдачи, а также для улавливания и утилизации углерода», — говорится в сообщении IHI. Компания отметила, что проводит испытания газовых турбин в рамках программы, возглавляемой Японским институтом экономики энергетики и саудовской компанией Aramco Oil Co., целью которой является демонстрация осуществимости цепочки поставок голубого аммиака.

Сонал Патель — старший помощник редактора POWER ( @sonalcpatel , @POWERmagazine ).

Как работает газотурбинная электростанция? – Petrotech, Inc.

В современном мире огромное количество ресурсов по праву направляется на поиск новых, более эффективных и более доступных способов производства энергии. Хотя ранние версии газовых турбин были созданы еще в 50 году нашей эры, газовые турбины как основной производитель электроэнергии появились незадолго до начала 20-го века, и они постоянно совершенствуются, чтобы сегодня обеспечить надежные энергетические сообщества во всем мире. .

Детали газовой турбины

Хотя работа газовой турбины сложна, она состоит из трех основных частей: компрессора, системы сгорания и турбины. Компрессор работает, втягивая воздух в двигатель, который затем сжимается и подается в камеру сгорания со скоростью до нескольких сотен миль в час. В системе сгорания используются топливные форсунки для впрыска природного газа в камеру сгорания, в результате чего температура достигает более 2000 градусов по Фаренгейту.Наконец, горючий газ поступает в турбину, где вращает вращающиеся лопасти, которые, в свою очередь, вращают генератор, производя электроэнергию для различных энергетических рынков. Этот процесс также втягивает больше воздуха в компрессор, перезапуская процесс.

Типы газовых турбин

Хотя все газовые турбины работают по одному и тому же основному процессу, существуют различия между двумя основными типами турбин: двигателями с тяжелой рамой и авиационными двигателями. Одно из основных отличий заключается в соотношении давлений, которое представляет собой соотношение между давлением нагнетания компрессора и давлением воздуха на входе.В то время как степень давления для двигателей с тяжелой рамой обычно ниже 20 фунтов на квадратный дюйм, она обычно превышает 30 фунтов на квадратный дюйм, когда речь идет о двигателях на базе авиационных двигателей. Еще одно отличие состоит в том, что авиационные двигатели обычно компактны и используются, когда требуется меньше энергии, а двигатели с тяжелой рамой больше по размеру и имеют гораздо большую мощность. Однако это также означает, что они имеют более высокие выбросы и, следовательно, должны быть спроектированы по-другому, чтобы уменьшить выбросы загрязняющих веществ, таких как NOx.

Отопление и охлаждение

Без достижения очень высоких температур газовая турбина не сможет эффективно вырабатывать энергию.Газовые турбины могут нагреваться до 2300 градусов по Фаренгейту. Однако многие материалы, используемые для создания турбин, не могут выдержать такое тепло. Чтобы решить эту проблему, часть воздуха из компрессора используется для охлаждения важных компонентов турбины, и, хотя это может снизить общую эффективность, эта модернизация системы увеличивает срок службы системы.

Управление газовой турбиной

Поскольку газовые турбины имеют такой огромный выход энергии, передовые системы управления и решения необходимы для безопасности и эффективности процесса.Многие передовые системы управления могут создавать или обновлять элементы управления для электрогидравлических, аналогово-электронных или релейных и пневматических систем управления. Для приводов компрессоров эти системы включают в себя интерфейс DCS и графический интерфейс оператора, последовательность работы турбин и компрессоров, а также контроль помпажа и производительности. Для приводов генераторов они включают полное управление турбиной, регистрацию тенденций и данных, а также синхронизацию и защиту.

Использование газовых турбин

Вариации газовых турбин использовались Леонардо да Винчи, Николой Теслой и сэром Чарльзом Парсонсом, и сегодня они широко используются во многих областях.Эти турбины используются для создания тяги в реактивных двигателях, для создания массовой энергии или в кораблях, локомотивах, вертолетах и ​​танках. Небольшое количество автомобилей, автобусов и мотоциклов также используют газовые турбины.

Преимущества газовых турбин

Хотя ни одно из средств производства энергии не является эффективным на 100 %, газовые турбины имеют множество преимуществ по сравнению с другими энергетическими решениями. Поскольку затраты на производство газа низкие, эксплуатационные расходы, как правило, ниже, чем у многих других генераторов.Они также имеют меньше операционных сбоев и простоев по сравнению с другими решениями. При работе на природном газе вместо угля эти турбины также производят меньше выбросов выхлопных газов, чем двигатели внутреннего сгорания (ДВС), используя избыток воздуха для большего сгорания.

Это правда, что газовые турбины являются экономичным и эффективным энергетическим решением, но они не могут работать без эффективной системы управления. Для получения дополнительной информации о решениях для систем управления Petrotech и для просмотра технической документации по нашей полной линейке приложений посетите нашу литературную библиотеку.

Мицубиси Сила | Серия H-100

Газовые турбины серии H-100 были разработаны для коммунальных служб и промышленных потребителей в регионах с частотой 50 и 60 Гц. Первый агрегат был введен в промышленную эксплуатацию в 2010 году.

Затем Mitsubishi Power продолжила работу по совершенствованию конструкции газовых турбин серии H-100. Внедряя передовые элементные технологии и технологии материалов, проверенные на газовых турбинах серии H, мы постоянно работаем над улучшением производительности.

Обзор

Установки серии

H-100 — это двухвальные газовые турбины самой большой мощности в мире, основанные на большом опыте производства газовых турбин и достижениях в разработке серий H-25 и H-15.

Они достигают высокой эффективности в составе установок комбинированного цикла с котлами-утилизаторами, когенерационными установками или другими электростанциями комбинированного цикла.

Серия H-100 имеет мощность газовой турбины простого цикла от 105 МВт до 116 МВт и диапазон мощности от 150 МВт до 350 МВт в комбинированном цикле.В качестве двухвальных газовых турбин они подходят для механического привода.

Характеристики

  • Конструкция для тяжелых условий эксплуатации: тяжелая и высоконадежная конструкция, разработанная с учетом простоты обслуживания и длительной непрерывной работы
  • Высокая эффективность: Высокая производительность в различных циклах производства электроэнергии (простой, комбинированный и когенерационный)
  • Тип упаковки: Легко переносить и устанавливать
  • Серия применима не только для производства электроэнергии, но и для механического привода.

Конфигурация

H-100 60 Гц H-100 50 Гц
Компрессор Количество ступеней 17 17
Камера сгорания Количество банок 10 10
Метод охлаждения С воздушным охлаждением С воздушным охлаждением
Турбина Количество ступеней л.с.: 2
л.с.: 2
л.с.: 2
л.с.: 2
Ротор Количество роторов 2 2
Выходной вал Горячая часть Горячая часть
Номинальная скорость л.с.: 4 580 об/мин
л.с.: 3 600 об/мин
л.с.: 4580 об/мин
НД: 3000 об/мин
Газовая турбина Прибл.Д × Ш × В 12,1 × 4,5 × 5,4 м 12,9 × 4,5 × 6,3 м
Прибл. Вес 175 тонн 216 тонн

Производительность простого цикла

H-100 60 Гц H-100 50 Гц
Цикл 60 Гц 50 Гц
Базовый рейтинг ISO 105.7 МВт 116,4 МВт
Эффективность 38,2 % НТС 38,3 % LHV
Тепловая мощность LHV 9 421 кДж/кВтч 9 400 кДж/кВтч
8 930 БТЕ/кВтч 8 909 БТЕ/кВтч
Поток выхлопных газов 293 кг/с 296 кг/с
646 фунтов/с 652 фунта/с
Температура выхлопных газов 534 °С 586 °С
993 °F 1087 °F
Эмиссия NOx 9 [электронная почта защищена]%O 2 9 [электронная почта защищена]%O 2
СО 9 [электронная почта защищена]%O 2 9 [электронная почта защищена]%O 2
Нагрузка вниз 50 % 50 %
Скорость линейного изменения (нормальная/быстрая) 8 МВт/мин / 26 МВт/мин 9 МВт/мин / 29 МВт/мин
Время начала (обычное/быстрое) 22 минуты / 10 минут 22 минуты / 10 минут

Производительность комбинированного цикла

H-100 60 Гц H-100 50 Гц
1 на 1 Продукция завода 150.0 МВт 171,0 МВт
Эффективность предприятия 55,1 % LHV 57,4 % LHV
2 на 1 Продукция завода 305,7 МВт 346,0 МВт
Эффективность предприятия 56,1 % LHV 58,0 % LHV
Время начала 45 минут 45 минут

Характеристики механического привода

Н-100 — 3600 об/мин Н-100 — 3000 об/мин
Выход 144 350 л.с. 160 780 л.с.
107.7 МВт 119,9 МВт
Эффективность 38,9 % LHV 38,9 % LHV
Скорость нагрева 6 542 БТЕ/л.с.-ч 6 549 БТЕ/л.с.-ч
9 256 кДж/кВтч 9 266 кДж/кВтч
Поток выхлопных газов 293 кг/с 315 кг/с
646 фунтов/с 695 фунтов/с
Температура выхлопных газов 534 °С 552 °С
993 °F 1025 °F

Кривые коррекции производительности

  • Влияние температуры на входе компрессора на производительность газовой турбины (типичное значение)
  • Влияние атмосферного давления на характеристики газовой турбины (типичное значение)

Замена изношенных газовых турбин на турбины серии H-100 приведет к снижению выбросов оксидов азота (NOx) и углекислого газа (CO 2 ), а также к снижению расхода топлива после повышения эффективности установки.

Замена газовых турбин открывает путь к максимальному использованию существующего оборудования станции и применима не только для установок с простым циклом, но и для установок с комбинированным циклом.

Пример замены существующей системы комбинированного цикла

Основное существующее оборудование для повторного использования
  • Генераторы
  • Парогенератор-утилизатор тепла (HRSG)
  • Паровые турбины
  • Электрооборудование
Пример оценки повышения производительности за счет замены газовыми турбинами серии H-100
Артикул Существующие 1 на 1
Комбинированный цикл
H-100 1 на 1, комбинированный цикл
60 Гц 50 Гц
Выход База +13% -3%
Эффективность База +7% +11%

Основные записи о доставке

Проект газотурбинной установки серии H-100 (Япония)

Последние заказы
Кол-во Год ввода в эксплуатацию Технические характеристики установки
Электростанция Шин-Оита, Kyushu Electric Power Co., Inc. (Япония) 6 2010~ Комбинированный цикл
Электростанция Янай, The Chugoku Electric Power Co., Inc. (Япония) 6 2011~2015 Комбинированный цикл
Osaki CoolGen Corporation (Япония) 1 2017 Комбинированный цикл комплексной газификации угля (IGCC) Производство электроэнергии (Япония)
Тепловая электростанция Фуцу, TEPCO Fuel & Power, Inc.(Япония) 7 2016~2019 Комбинированный цикл
Энергетический центр Торисима, Газ энд Пауэр Ко., Лтд. (Япония) 1 2018 Комбинированный цикл

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


Настройка браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым файл cookie не может быть установлен правильно.Ниже приведены наиболее распространенные причины:

  • В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки браузера, чтобы принять файлы cookie, или спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
  • Ваш браузер спрашивает, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файл cookie.
  • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Попробуйте другой браузер, если вы подозреваете это.
  • Дата на вашем компьютере в прошлом.Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы это исправить, установите правильное время и дату на своем компьютере.
  • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу.Предоставить доступ без файлов cookie потребует от сайта создания нового сеанса для каждой посещаемой вами страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в файле cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файле cookie может храниться только та информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта.Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, если вы не решите ввести его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступ к остальной части вашего компьютера, и только сайт, создавший файл cookie, может его прочитать.

Статус аддитивного производства компонентов газовых турбин

«Сименс» — одна из тех гигантских технологических компаний, которые были основаны в первые дни электрификации и росли вместе с ней. Чтобы оставаться на вершине технологического развития на протяжении более века, требуется регулярная оценка и внедрение новейших технологий.

Совсем недавно компания Siemens объявила, что инвестирует 600 миллионов евро (более 675 миллионов долларов США) в преобразование исторического Сименсштадта в Берлине, Германия, в «…новую среду для работы и жизни». Проект превратит промышленную зону площадью 173 акра в городской центр с возможностями для производства, исследований и проживания в 21 веке. Технология для полной промышленной цифровизации станет одной из основных тем в кампусе.

Аддитивное производство на Siemens

В настоящее время Siemens производит газовые турбины для производства электроэнергии на некоторых своих предприятиях в Берлине.Самое большое из этих устройств, SGT6-9000HL, весит 497 тонн (1 095 000 фунтов) и генерирует 593 МВт. В комбинированном цикле они могут достигать КПД более 63%. Конечно, каждое небольшое повышение эффективности очень ценно — как минимум в равной степени важны длительный срок службы и минимальное время простоя. Однако в этих целях есть противоречие: КПД газовой турбины растет с температурой сгорания, но более высокие температуры приводят к большей деградации турбины.

Несколько лет назад Siemens внедрил аддитивное производство (AM) для деталей турбин, чтобы обеспечить более высокие температуры сгорания и сократить время технического обслуживания.В настоящее время технология AM используется для 15 компонентов при производстве или обслуживании турбин. Компания планирует увеличить это число примерно до 200 к 2025 году.

В апреле 2019 года более 20 человек работали полный рабочий день над AM в Siemens Gas & Power в Берлине. Он является частью всемирной сети AM Gas & Power and Power Services в рамках Siemens с более крупными объектами в Финспанге, Швеция; Вустер, Англия; и Орландо, Флорида. Команда в Берлине занимается квалификацией материалов и линейной интеграцией AM в обычные сервисные и производственные процессы.

Превращение AM в стандартный производственный маршрут

В «Сименс» аддитивное производство было внедрено на трех этапах цепочки создания стоимости: быстрая проверка технологии, производство и ремонт компонентов. Процессы быстрого прототипирования с использованием аддитивного моделирования были разработаны в последние годы и позволили, например, оценить новые концепции охлаждения лопастей в течение нескольких месяцев, а не лет.

Основной движущей силой этой технологической революции стала экономия времени за счет замены литья с помощью лазерной плавки в порошковом слое (L-PBF), также известной как селективная лазерная плавка (SLM), при которой детали изготавливаются из порошкового слоя.Но AM привнес совершенно новый рабочий процесс, в котором, например, последовательные шаги разработки были превращены в параллельные процедуры, а амбициозные цели разработки могут быть достигнуты посредством радикальных структурных изменений. Таким образом, аддитивное производство позволило сократить время цикла разработки до 75 %, а также значительно сократить затраты на компоненты горячего газа, такие как лопатки турбины, а также на компоненты горелок (, РИСУНОК 1, ).

АМ в обслуживании и ремонте

Еще в 2013 г. компания Siemens внедрила AM в процедуры технического обслуживания, ремонта и капитального ремонта.Как и в случае с прототипированием, ключевыми факторами внедрения AM являются значительное сокращение времени выполнения заказов и затрат. И снова замена обычных процессов ремонта также открывает двери для усовершенствования конструкции ключевых компонентов. Знакомство с ремонтными процессами стало тем моментом, когда AM перешла из лаборатории в мастерскую.

Типичным примером такого процесса ремонта является процедура ремонта наконечника горелки, где AM позволил сократить время выполнения заказа на 90% по сравнению с обычными процедурами.Наконечник горелки подвергается воздействию горячего газа и теплового излучения внутри камеры сгорания ( РИСУНОК 2 ). Пораженная часть, около 10 мм на кончике, подвержена утомлению и окислению. Было показано, что для обычной процедуры ремонта наиболее эффективным способом является разрезание горелки примерно на 120 мм выше по потоку (красная линия на РИСУНОК 2 ). Трубка горелки, включая топливопроводы и контрольно-измерительные приборы, пришлось заменить.

На основе специализированного станка для SLM компания Siemens разработала процесс AM, чтобы сделать эту процедуру ремонта более быстрой и экономичной, сохраняя при этом полную надежность компонента.Для ремонта SLM необходимо отрезать только 20 мм от наконечника горелки (фиолетовая линия на РИСУНОК 2 ). Затем устройство помещается в модифицированную систему SLM, где камера определяет точное трехмерное положение поверхности наконечника горелки и размещает там модель САПР. Затем создается новый наконечник с помощью SLM.

Разработка процесса включала несколько дополнительных вспомогательных шагов, таких как обеспечение качества и методы проверки; обработка и восстановление порошка; и расчеты механической целостности.Фактическая машина SLM была модифицирована, чтобы вместить всю 720-мм горелку и систему камер. Модернизация также повлияла на работу с порошком и поток газа внутри машины.

Процедура обеспечения качества для этого процесса была разработана для обеспечения надежной технологической цепочки и полной прослеживаемости всех измерений условий, настроек и партий порошка для каждой ремонтируемой горелки. Чтобы отслеживать эти данные, компания Siemens решила использовать цифровое решение и внедрила систему управления производством (MES) на основе новейшего стандарта Siemens Simatic IT «Унифицированная архитектура (UA)».

Весь процесс внедрен в 2013 году и отремонтировано более 2000 горелок. Лидер автопарка наработал более 35 000 часов после ремонта AM — до сих пор не было зарегистрировано ни одной неисправности. Кроме того, отремонтированные горелки тщательно проверяются методами неразрушающего и разрушающего контроля. Испытания показали окисление материала до 50 мкм и незначительное изменение твердости отремонтированного материала между направляющими отверстиями и наконечником горелки. Процедура SLM в настоящее время является первым выбором для ремонта горелки, и этот процесс считается отработанным.

Компания Siemens также аттестовала другие методы, такие как лазерное напыление металла (LMD), в котором используется струя порошка из сопла вместо создания структур из порошкового слоя (SLM). LMD был разработан для ремонта лопаток и лопастей, где он заменяет традиционные технологии сварки.

AM в производстве

AM предлагает привлекательные преимущества для производства запасных частей: его можно применять для деталей, снятых с производства, и даже на основе обратного проектирования.Время выполнения заказа намного короче, чем при литье, и, по сути, это процедура без инструментов. Это особенно рентабельно для небольших партий, однако постобработка увеличивает затраты. Полный потенциал AM используется только в том случае, если включены преимущества конструкции.

Из-за своей сложной конструкции компоненты системы сжигания особенно интересны для производства АД. Одним из примеров является аддитивно генерируемая головка горелки для газовой турбины SGT-1000F (, РИСУНОК 3, ).Этот компонент является частью пилотной горелки, где он смешивает топливо и воздух для пилотного пламени. Обычно его получают в виде литой по выплавляемым моделям детали из сплава на основе никеля.

Тщательная разработка процесса включала такие этапы, как настройка процесса SLM и оценка данных о материалах; функциональная оценка; предварительная квалификация; и квалификация процессов и продуктов (PPQ).

Два примечательных вывода в процессе разработки. Во-первых, сравнение напечатанного прототипа с отлитой стандартной деталью показало значительный выигрыш в характеристиках материалов для статики, а также в соответствующих усталостных свойствах детали SLM.В последующем тесте размеров оказалось, что напечатанная деталь с максимальным отклонением 0,2 мм показала гораздо лучшую точность по сравнению с отлитой деталью.

На этапе предварительного квалификационного отбора были проведены производственные испытания для итерации оптимального размещения деталей, включая необходимую опорную конструкцию. И то, и другое сильно связано с окончательным временем печати, а также с основными затратами. В рамках последующей квалификации процесса и продукта была исследована вся производственная установка, включая все необходимые этапы постобработки, такие как термообработка, отделение деталей от рабочей пластины и неразрушающий контроль.Тем временем горелка была установлена ​​на объектах заказчика и эксплуатировалась более 12 000 часов. Признаков неисправности при осмотре не обнаружено.

Siemens имеет несколько компонентов камеры сгорания производства AM для всех классов мощности, находящихся в коммерческой эксплуатации. Таким образом было получено более 150 000 часов полевого опыта. Теперь можно добиться нескольких сбережений — например, за счет применения новой конструкции, оптимизированной для АМ, время выполнения заказа для газотурбинной горелки SGT-700/800 сократилось примерно на 15 %.

Особым успехом стала замена критической детали водяного насоса на атомной электростанции в Словении. Деталь была реконструирована и построена с использованием SLM. Деталь соответствовала строгим требованиям качества и безопасности в ходе обширных испытаний, что теперь позволяет продлить срок службы зрелой электростанции.

Суть: обещания и требования

AM позволяет создавать совершенно новые конструкции, которые имеют решающее значение для дальнейшего повышения эффективности турбины и долговечности компонентов.Таким образом, нет никакого способа обойти AM для разработки и производства новых деталей турбин, которые выдерживают более высокие температуры, что обеспечивает более высокую эффективность.

Кроме того, AM был введен в процедуры технического обслуживания и обслуживания — процессы ремонта были усовершенствованы до зрелости. Введена концепция «запасные части по запросу», и многие тысячи часов работы не показывают отказов таких деталей.

AM завоевывает прототипирование, производство и техническое обслуживание в производстве турбин и за его пределами.Хотя такие пользователи, как Siemens, хотели бы сделать AM таким же простым, как печать на бумаге, остается много вопросов. Вот некоторые вещи, которые стали очевидными при разработке компанией процессов AM в последние годы:

Стандарты. Машины AM и их процессы нуждаются в стандартизации. Многие OEM-производители машин AM относятся к рынку так, как будто не существует требований или стандартов для коммерческого производства и ремонта, особенно неспособность или нежелание публиковать и стандартизировать документацию SLM, такую ​​как спецификации процедур сварки (WPS), которые являются обычным явлением на традиционном рынке сварки. следует рассматривать как критический.

Контроль процесса. Данные датчиков машин должны быть доступны через стандартизированные промышленные интерфейсы — для обработки большого количества генерируемых данных желательна некоторая автоматизация. Кроме того, желательны встроенный контроль процесса и встроенная оптимизация процесса.

Менеджмент качества. В настоящее время в различных процессах аддитивного производства необходимо производить огромное количество тестовых стержней и образцов-свидетелей. Экономия времени и материалов за счет использования больших данных с различных датчиков и программного обеспечения, применяемого к цифровому двойнику, существенно повысит производительность.

Характеристика новых материалов. Этот процесс продолжается, но проблема заключается в обработке и контроле переработанного порошка.

Программное обеспечение. В одну платформу необходимо интегрировать несколько различных пакетов от проектирования до производства. Для быстрого прототипирования комплексные инструменты моделирования могут анализировать тепловой поток и возникающее в результате напряжение и деформацию. Сравнивая результаты моделирования и производства, инженеры стремятся к тому, чтобы процесс был «правильным с первого раза».

Для производственных процессов важно соединить различные системы в рабочем процессе. Хотя исходная деталь может быть спроектирована в обычной программе САПР, для нее требуются вспомогательные структуры AM, разработанные во втором инструменте. Реальной машине AM может потребоваться файл CAM из третьей программы. Компания Siemens разработала специальный набор инструментов в рамках Siemens NX, в котором связаны модули CAD, CAE и CAM, но, по общему признанию, это все еще продолжается.

Рынок

газовых турбин достигнет 17 долларов США.29 миллиардов к 2028 году; Восхождение

Пуна, Индия, 17 января 2022 г. (GLOBE NEWSWIRE) — Прогнозируется, что объем мирового рынка газовых турбин достигнет 17,29 млрд долларов США к 2028 году , демонстрируя среднегодовой темп роста в 3,3% в течение прогнозируемого периода. Растущая популярность преимуществ турбин, увеличение потребления электроэнергии и быстрое развитие авиационной отрасли, вероятно, будут способствовать росту рынка. Fortune Business Insights™ предоставляет эту информацию в своем отчете под названием « Рынок газовых турбин, 2021–2028 годы». Согласно отчету, объем рынка составил 13,41 млрд долларов США в 2020 году и 13,80 млрд долларов США в 2021 году .

Газовая турбина представляет собой двигатель внутреннего сгорания непрерывного действия, который состоит из расположенной ниже по потоку турбины на том же валу, что и компрессоры, расположенного выше по потоку вращающегося газового компрессора и камеры сгорания. Газовая турбина использует природный газ вместо угля, что, как ожидается, повысит ее популярность. Он может заменить традиционные электростанции, работающие на жидком топливе и газе, за счет использования турбин, работающих на природном газе.Кроме того, ожидается, что растущий спрос на электроэнергию во всем мире повысит спрос на турбины. Растущее внимание к сокращению потребления ископаемого топлива, вероятно, будет способствовать принятию продукта. Правительства сосредотачиваются на замене угольных электростанций газовыми турбинами, чтобы сократить глобальные выбросы и тем самым увеличить продажи турбин. Кроме того, его внедрение быстро растет в авиационной отрасли из-за роста инвестиций в авиационную промышленность. Эти факторы, вероятно, будут стимулировать рост рынка в ближайшие годы.

Воздействие COVID-19

Карантинные ограничения, препятствующие развитию рынка

Ожидается, что этот рынок окажет негативное влияние во время пандемии COVID-19 из-за строгих карантинных ограничений. Рост инфекций привел к принятию эффективных мер по блокировке, что, в свою очередь, негативно сказалось на развитии рынка. Остановка производства и закрытие ряда производств могут затормозить развитие рынка.Ограничения на транспорт и поездки приводят к нехватке сырья, необходимого для производства турбины. Однако послабления после карантина позволили компаниям работать с уменьшенными мощностями и внедрить производственное оборудование и передовые методы санитарной обработки. Этот фактор, вероятно, будет стимулировать рост рынка во время пандемии.

Нажмите здесь, чтобы узнать о краткосрочном и долгосрочном влиянии COVID-19 на этот рынок. Посетите: https://www.fortunebusinessinsights.com/gas-turbine-market-106255

Список ключевых игроков, описанных в этом отчете о рынке

  • GE (США)
  • Siemens (Германия)
  • , Mitsubishi PowerJapan Ltd.
  • Ansaldo Energia (Италия)
  • Solar Turbines (США)
  • Kawasaki Heavy Industries, Ltd. (Япония)
  • Doosan Heavy Industries & Construction (Южная Корея)
  • Bharat Heavy Electrical Limited (Индия)
  • RA Нидерланды)
  • Rolls-Royce (U.K)
  • Vericor Power Systems LLC (U.S.)

Объем отчета и сегментация

4

Прогноз прогноза 2021-2028 CAGR

1 Отчет охвата

3 Детали 4
Прогноз прогноз 2021 по 2028
3,3%
USD 17,29 млрд долл.
Базовый год 202033
Размер рынка в 2021 USD 13.80 млрд
Исторические данные для 2017 к 2019
№ страниц 220
сегменты покрыты Capital, технологии, цикл, сектор, регион
водителей роста Известные игроки разрабатывают передовые турбины для улучшения имиджа бренда
Замена угольных и ядерных турбин газовыми турбинами для ускорения роста рынка
Рост разведки сланцевого газа для ускорения роста рынка в Северной Америке
Подводные камни Развитие индустрии электронной коммерции будет способствовать росту рынка

Свяжитесь с нашим аналитиком: https://www.Fortunebusinessinsights.com/enquiry/speak-to-analyst/gas-turbine-market-106255

Сегменты

Технологии для тяжелого режима работы, чтобы удержать большую долю рынка

По мощности 2 МВт, 2-5 МВт, 5-7,5 МВт, 7,5-10 МВт, 10-15 МВт, 15-20 МВт, 20-30 МВт, 30-40 МВт, 40-100 МВт, 100-150 МВт, 150- 300 МВт и 300+ МВт. По технологии они подразделяются на тяжелые, легкие промышленные и авиационные.В зависимости от цикла он подразделяется на комбинированный цикл и простой цикл. По секторам он подразделяется на авиацию, производство, нефть и газ, электроэнергетику и другие. На региональном уровне он сгруппирован в Европу, Северную Америку, Азиатско-Тихоокеанский регион, Латинскую Америку, Ближний Восток и Африку.

Охват отчета

В отчете представлен подробный анализ основных сегментов и последних тенденций на рынке. В нем всесторонне обсуждаются движущие и сдерживающие факторы, а также влияние COVID-19 на рынок.Кроме того, в нем рассматриваются региональные события и стратегии, применяемые ключевыми игроками рынка.

Приводы и средства защиты

Замена угольных и ядерных турбин газовыми турбинами для ускорения роста рынка

Распространение газовых турбин вместо атомных и угольных турбин, вероятно, будет способствовать развитию рынка. Обеспокоенность по поводу выбросов токсичных материалов от атомной энергетики и угля, вероятно, повысит спрос на турбины, работающие на природном газе.Например, в Китае эксплуатируется около 1082 угольных электростанций, что, в свою очередь, может повысить уровень загрязнения воздуха. В феврале 2021 года на электростанции Цзюньлянчэн были установлены газовые турбины мощностью 650 МВт. Этот фактор, вероятно, увеличит спрос на турбины. Кроме того, развитие инфраструктуры и стремительная урбанизация приводят к росту спроса на электроэнергию. Частный и государственный секторы устанавливают новые электростанции, чтобы увеличить мощность своих электростанций и удовлетворить спрос на устойчивые энергетические ресурсы.Некоторые отрасли промышленности устанавливают газовые турбины для расширения своей деятельности. Кроме того, правительства внедряют жесткие нормы, провоцирующие производителей на установку газовых турбин и снижение уровня выбросов. Эти факторы, вероятно, будут способствовать росту рынка газовых турбин.

Однако колебания цен на природный газ и геополитическая напряженность могут препятствовать росту рынка.

Быстрая покупка — Рынок газовых турбин Отчет об исследовании: https://www.FortuneBusinessinsights.com/enquiry/queries/gas-turbine-market-106255

Regional Insights

Растущая разведка сланцевого газа для ускорения роста рынка в Северной Америке

9095 долю рынка из-за растущей деятельности по разведке сланцевого газа. В 2020 году рынок Северной Америки составлял 4,43 миллиарда долларов США, и ожидается, что в ближайшие годы он будет доминировать на рынке.Согласно информации Управления энергетической информации США (EIA) за 2019 год, примерно 40% электроэнергии в стране вырабатывается с использованием угольных электростанций, а 25% электроэнергии вырабатывается за счет использования природного газа. Приблизительно 14 ГВт котельных и 49 ГВт угольных электростанций были закрыты, и почти 15 ГВт были заменены циклом природного газа. Быстрая оцифровка и появление нескольких компаний, вероятно, будут способствовать внедрению газовых турбин. Эти факторы, вероятно, будут способствовать росту рынка в ближайшие годы.

Ожидается, что Азиатско-Тихоокеанский регион займет наибольшую долю рынка из-за быстрой урбанизации и индустриализации. Ожидается, что растущий спрос на экологически чистую энергию повысит спрос на турбины, работающие на природном газе. Кроме того, зависимость от угольной энергетики повышает уровень загрязнения, что может способствовать внедрению продукта. Кроме того, ожидается, что рост внедрения газовых турбин в Южной Корее, Японии, Австралии, Индии и Китае будет способствовать развитию рынка.

Ожидается, что в Европе более широкое использование электростанций, работающих на природном газе, а не угля и атомной энергии, приведет к увеличению внедрения продукции.Увеличение выбросов углерода и растущие инициативы Европейского Союза по сокращению выбросов парниковых газов, вероятно, будут способствовать принятию продукта. Эти факторы могут способствовать развитию рынка.

Конкурентная среда

Известные игроки разрабатывают усовершенствованные турбины для улучшения имиджа бренда

Известные компании, работающие на рынке, разрабатывают передовые продукты для повышения имиджа своего бренда. Например, Mitsubishi Power установила свою новую турбину, работающую на газе, в Дубае в мае 2021 года.Основное внимание будет уделено продажам газовых турбин с воздушным охлаждением серии J. Он может работать на 30% водорода и 70% природного газа. Эта стратегия может позволить компании привлечь больше потребителей и повысить имидж своего бренда во всем мире. Кроме того, внедрение исследований и разработок может позволить компаниям решать проблемы на рынке и улучшать качество своей продукции. Эта стратегия может помочь компаниям укрепить свои позиции на мировом рынке.

Развитие промышленности

  • Март 2021: Mitsubishi Power объявила о разработке газовой турбины класса 40 МВт, использующей 100% аммиак.Проект был направлен на сокращение выбросов углерода, поскольку аммиак не производит выбросов углерода.

Содержание:

    5

    • Введение
      • Область исследования
      • Методика на рынке
      • Методология исследований
      • Определения и допущения
  • Exection Summary
  • Market Dynamics
    • Драйверы рынка
    • Рыночные ограничения
    • Рыночные возможности
    • ключевых представлений
      • ключевых формирующихся тенденций — для крупных стран
      • Новый технологический продвижение
      • Норматорийный ландшафт
      • Портеры Пять сил Анализ
    • Качественный анализ — Влияние COVID-19
      • Влияние COVID-19 на рынок газотурбинного оборудования
      • Меры, предпринятые правительством для преодоления воздействия
      • Ключевые события в отрасли в ответ на COVID-19
      • Потенциал l Возможности и вызовы, связанные со вспышкой COVID-19
    • Анализ мирового рынка газовых турбин (млрд долларов США) (МВт), выводы и прогнозы, 2017–2028 годы
      • Анализ и прогноз – по мощности
        • 1-2 МВт
        • 2-5 МВт
        • 5-7.5 MW
        • 7.5-10 MW
        • 10-15 MW
        • 15-20 MW
        • 20-30 MW
        • 30-40 MW
        • 40-100 МВт
        • 100-150 MW
        • 150-300 МВт
        • 300266
        • 300+ MW
    • Анализ рынка, Insights и прогноз — Technology
      • Heavy Duty
      • Light Industry
      • Aeroderivative
  • Рыночный анализ, идеи и прогноз — Cycle
    • Простой цикл
    • Объединенный цикл
  • Анализ рынка, Insights и прогноз — в секторе
    • Power Usities
    • Mostal & Gas
    • Производство
    • Aviation
    • Другие
  • Рынок анализ, идеи и прогноз — Регион
    • Северная Америка
    • Европа
    • Азиатско-Тихоокеанский регион
    • Ближний Восток и Африка
    • Латинская Америка
  • Анализ рынка газовой турбины Северной Америки (млрд. Долларов США) (MW), Insights и прогноз, 2017-2028
    • ключевые выводы / Сводка
    • Рынок анализ, идеи и прогноз — по мощности
      • 1-2 МВт
      • 2-5 МВт
      • 5-7.5 MW
      • 7.5-10 MW
      • 10-15 MW
      • 15-20 MW
      • 20-30 MW
      • 30-40 MW
      • 40-100 МВт
      • 100-150 MW
      • 150-300 МВт
      • 300266
      • 300+ MW
  • Анализ рынка, Insights и прогноз — Technology
    • Heavy Duty
    • Light Industry
    • Aeroderivative
  • Рыночный анализ, идеи и прогноз — Cycle
    • Простой цикл
    • Объединенный цикл
  • Анализ рынка, Insights и прогноз — в секторе
    • Power Usities
    • Mostal & Gas
    • Производство
    • Aviation
    • Другие
  • Рынок анализ, идеи и прогноз — Страна
    • У.S. Анализ рынка, выводы и прогнозы – по циклам
      • Простой цикл
      • Комбинированный цикл
  • TOC Продолжение…!


    Запросите персонализацию этого отчета: https://www.fortunebusinessinsights.com/enquiry/customization/gas-turbine-market-106255

    Ознакомьтесь с соответствующими исследованиями:

    Рынок пропана Размер, доля и глобальная тенденция по применению (бытовое, коммерческое, промышленное, сельское хозяйство, транспорт, химическая промышленность) и прогноз по географии до 2021-2028 гг.

    Рынок бескаркасных солнечных панелей Солнечные панели, поликристаллические солнечные панели, тонкопленочные солнечные панели, по применению (жилые, коммерческие) и по географии. Прогноз до 2021-2028 гг.

    Рынок интеллектуальных насосов насос), по компонентам (насосы, регулируемые приводы, система управления, прочее), по конечному пользователю (нефть и газ, производство электроэнергии, водоснабжение и водоотведение). ter, Chemical, Others) и прогноз по географии до 2021-2028 гг. Армированная сталь, ACAR: алюминиевый проводник, армированный сплавом, другие), по напряжению (низкое напряжение, среднее напряжение, высокое напряжение), по применению (распределение электроэнергии, железные дороги) и по географии Прогноз до 2021-2028 гг.

    Рынок аккумуляторов для БПЛА Размер , Доля и глобальная тенденция по типу БПЛА (средневысотный с большой продолжительностью полета (MALE), большой высотный с большой продолжительностью полета (HALE), тактический, малый), по типу батареи (топливный элемент, литий-ионный, никель-кадмиевый, литий-полимерный, другие) ) и прогноз географии до 2021-2028 гг.

    О нас:

    Fortune Business Insights™ предоставляет точные данные и инновационный корпоративный анализ, помогая организациям любого размера обдуманные решения.Мы разрабатываем новые решения для наших клиентов, помогая им решать различные задачи, характерные для их бизнеса.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.