Conhecimento básico de turbinas a gás
As turbinas a gás são compostas principalmente por três componentes principais: compressor, câmara de combustão e turbina a gás. O ciclo da turbina a gás é geralmente chamado de ciclo simples. A maioria das turbinas a gás usa um esquema de ciclo simples e apenas as turbinas a gás pesadas usam um esquema de ciclo combinado. Devido a diferentes origens históricas, as turbinas a gás se desenvolveram em diferentes caminhos técnicos. As turbinas de gás leves e marinhas aerodinâmicas (comumente conhecidas como "máquinas aero-derivadas") são formadas modificando os motores de aeronaves; As turbinas a gás pesadas industriais (comumente conhecidas como "máquinas industriais") são desenvolvidas seguindo o conceito tradicional de turbina a vapor, que são usados principalmente para unidades mecânicas e grandes usinas.
Uma turbina a gás pode ser dividida em três partes da esquerda para a direita: compressor (azul), câmara de combustão (vermelho) e turbina (amarelo).
Classificação de turbinas a gás
Existem dezenas de empresas envolvidas em pesquisas, design e fabricação de turbinas a gás no mundo. Atualmente, as quatro empresas que dominaram totalmente a tecnologia de turbinas a gás pesadas são General Electric dos Estados Unidos, Siemens da Alemanha, Mitsubishi Heavy Industries do Japão (que introduziu a tecnologia Westinghouse dos Estados Unidos nos primeiros dias) e Ansaldo da Itália. De acordo com Chen Xuewen, vice -presidente da Shanghai Electric Gas Turbine Co., Ltd., nunca houve um padrão internacional para o nível do modelo de turbinas a gás, e está se tornando cada vez mais vago hoje. O autor só pode coletar opiniões de várias partes e resumir as seguintes:
1.De acordo com a temperatura de combustão da turbina a gás, é dividida (a cada 100 graus é um nível):
Estados Unidos GE (Harbin Electric Introduction): 1100 graus para aula E, 1200 graus para a classe F, 1400 graus para a classe H.
Japão Mitsubishi (introduzido por Dongfang Electric): 1400 graus é a classe F, 1500 graus é a classe G, a classe H é um produto de teste intermediário, 1600/1700 graus é a classe J.
Alemanha Siemens (Shanghai Electric Introduction): O antigo número v64.3a, v84.3a, v94.3a é a classe 6f. Em 1997, a Westinghouse vendeu sua divisão de geradores não nucleares para a Siemens. O novo número foi alterado para SGT semelhante 6-5000 f e sgt -8000 h. A classe F é de 1200 graus C e a classe H é de 1500 graus C.
2. Classificação da saída de referência para turbinas a gás pesadas:
As turbinas a gás pesadas para geração de energia são geralmente classificadas de acordo com a produção quando a temperatura de combustão da câmara de combustão estiver entre 1100 graus Celsius e 1500 graus Celsius. Por exemplo, a saída das turbinas a gás Classe B é menor ou igual a 100MW, a produção de turbinas a gás de classe E está entre 100MW e 200MW, a produção de turbinas a gás Classe F está entre 200 MW e 300MW e notas mais altas como Classe G e Classe H estão na faixa de 300 MW. De acordo com o Sr. Chen Xuewen, porque a produção de turbinas a gás de vários fabricantes se desenvolveu rapidamente, esse método de classificação está ligeiramente atrás do produto real.
Desenvolvimento de turbinas a gás internacionais
Siemens: O produto representativo Sgt 5-8000 H Super Gas Turbine pesa 390 toneladas (equivalente a um Airbus A380 totalmente combustível), tem 13,1 metros de comprimento, 4,9 metros de largura, 4,9 metros de altura e possui um poder combinado de 595 mW. A geração de energia de um sargento 5-8000 h é suficiente para alimentar uma grande cidade industrial. Suas lâminas de turbinas precisam suportar uma alta temperatura de mais de 1500 graus, o que excede a temperatura de entrada da turbina do motor de aeronave Turbofan Ge90 e do motor a jato F404. Como a velocidade da ponta da lâmina da turbina excede 1700 quilômetros por hora, a enorme força centrífuga faz com que uma extremidade de cada lâmina entre em contato com 10, 000 vezes a gravidade da terra. A lâmina não pode ter falhas e o erro é apenas dezenas de microns, caso contrário, será descartado. Portanto, diz -se que uma lâmina é equivalente a um BMW.
Mitsubishi Corporation: O modelo mais recente é a turbina M701J Super Gas, com uma potência de ciclo combinado de 650MW. Está equipado com um compressor axial 15-} com uma taxa de pressão de 23: 1. O queimador e a turbina axial 4-} são todos refrigerados ao ar, e os três primeiros estágios usam os mais recentes revestimentos protetores de alta temperatura, revestimentos de barreira térmica de cerâmica e resfriamento de filmes de ar de alto desempenho e outras tecnologias de alta tecnologia. Com a maior temperatura de entrada de turbinas a gás do mundo, ele ainda pode garantir a vida útil a longo prazo dos componentes de alta temperatura. As últimas inovações da série J são projetadas para reduzir ainda mais as emissões de carbono. Em março de 2020, a MHPS recebeu um pedido de dois metros de força M501JAC da Autoridade de Poder Intermountain em Utah, EUA. As duas turbinas a gás são baseadas em um sistema de combustão seco de baixa nox, refrigeradas a ar, e são capazes de usar o combustível de hidrogênio renovável de até 30%. Comparado com as usinas a carvão do mesmo tamanho, um sistema de hidrogênio a 30% reduzirá as emissões de carbono em mais de 75%, enquanto um sistema de hidrogênio 100% eliminará completamente as emissões de carbono. Entre 2025 e 2045, a planta alcançará gradualmente a geração de eletricidade de hidrogênio 100% renovável.
Geral Electric: as turbinas a gás da série 9Ha são as turbinas de gases de ciclo combinadas mais eficientes do mundo; Sua mais recente turbina a gás 9Ha.02 pesada não apenas tem uma eficiência de ciclo combinada de mais de 64%, mas também tem uma potência de até 826MW. Esses dois indicadores principais excedem em muito seus dois principais concorrentes, e a tecnologia de impressão 3D de maior ponta é usada para fabricar componentes-chave.
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