OBT Kennisklas:Gas Turbine

Basiese Konsepte

Volgens die "Gas Turbine Vocabulary" (GB\/T 15135-2018), verwys 'n gas turbine na 'n kontinue-vloei draaimasjien (enkele masjien) wat termiese energie omset na meganiese werk, en dit sluit 'n kompressor, toerusting vir die verhitting van die werksvloeistof (soos 'n brandkamer), 'n turbine, 'n beheerstelsel en hulpapparatuur in.

Industriële gasturbine-enjins, algemeen bekend as gas turbines of turbine, industriële gasenjins, is eintlik dieselfde ding as lugvaartturbine-gasenjins (genoem lugvaartenjins), maar die toepassingsscenario's verskil effens. Hulle pers hoëdruk-gas in 'n brandkamer in en omskep deur die reaksie van chemiese energie die chemiese energie na meganiese werk deur 'n turbine (die transliterasie van die turbine).

As 'n energieomsettoestel is 'n gasverbrander 'n vliegtuigmotor wat lugvaart-kerosien omset in meganiese energie vir die propasie tydens vlug; 'n gasverbrander wat op die grond gebruik word, verander aardgas en olie in meganiese energie vir die generator.

Dampverbranders, binnekombustiemotors en gasverbranders is eers ontwikkel vir gebruik op oorlogsskewe. Dampverbranders is gebruik voor die Eerste Wêreldoorlog, binnekombustiemotors tydens die Eerste en Tweede Wêreldoorlog, en gasverbranders vir oorlogsskewe is ontwikkel ná die Tweede Wêreldoorlog. Hulle is aangepas van vliegtuigmotors en is hoofsaaklik gebruik op groot oppervlakteskewe.

Gasverbranders het verskeie kenmerke:

Eerstens, die teoretiese energieomseteffisiënsie kan 88% bereik, wat die toestel met die hoogste energieomseteffisiënsie ter wêreld is tot dusver. Brandstofsellules word gesê dat hulle 'n omseteffisiënsie van 90% kan bereik, maar hulle is nog nie volledig kommersialisering nie; die teoretiese energieomseteffisiënsie van verbrandingsmotors is 88%, wat al vir dekades getoets is nie.

Tweedens, die verbrandingstemperatuur van gasroere is relatief hoog, en die uitstoot van skadelike gase is relatief laag.

Derdens, die magtigtheid is relatief groot. 'n Enkele masjien van die grootte van 'n container kan energie verskaf aan 'n destroyter; twee containers is basies genoeg vir die siviele elektrisiteit van 'n distrik. Stoomroere is baie groot, soos dieselmotors en binnekamermotors met 'n vermoe van meer as 10 megawatt, wat basies groot toestelle is wat duisende tonne weeg en tien meter hoog is nie.

Veerde, gaswielmasjiene is nie soos binnelandse verbrandingsmotors, wat stoot-tipe is en waar werk eenmaal elke 4 strokies gedoen word nie. Gaswieë werk voortdurend, en die wiel is 'n wervellijn. Dit is die termiese motormeganisme met die hoogste energieomvormingsdoeltreffendheid, wat chemiese energie in termiese en meganiese energie omvorm.

In die 1970's het gaswieë die Amerikaanse oliebedryf binnegestap, wat tot industriële gaswieë gelei het. Vlugtuigmotors vereis relatief hoë prestasie, is relatief gesofistikeerd, en het 'n relatief kort leeftyd; industriële motors hoef nie gewig te verminder nie, word baie stevig gemaak, en vereis 'n relatief langer leeftyd. Rondom die 1980's, met die ontwikkeling van natuurlike gas, het dit die elektrisiteitsbedryf betree.

Na die Tweede Wêreldoorlog was die VSA se tegniese vlak nie baie hoog nie. Die vroegste aankope is deur Italiaanse maatskappye gedoen, wat die hoofstad van roterende toerusting in Europa is. Die tipiese Britse maatskappy is Rolls-Royce, wat vliegtuigenjins vervaardig. In die algemeen sal maatskappye wat vliegtuigenjins vervaardig, ook gas turbineë vervaardig. Duitsland se Siemens het maatskappye regoor Europa opgekoop en ook Rolls-Royce se vliegtuigomwerwing gekoop. Rusland se gas turbine-ontwerpe word hoofsaaklik in samewerking met Oekraïne ontwikkel. Die ontwerpe is almal in Rusland, en sommige van die vervaardigingsbasisse is in Mariupol, Oekraïne.

In die laaste dekades het slegs Mitsubishi van Japan 'n werklike swaar gasroer ontwikkel, en Kawasaki maak kleinere ones, so daar is steeds 'n sekere drempel. Kleiner en medium-grootte gasroere word hoofsaaklik deur GE gemaak, veral vir militêre gebruik. Die hoofdestrykers is meestal GE, die LM-2500-model. Siemens het sommige van hul kleiner gasroere in Lincoln, VVK, oorgeneem, met 'n vermogen van minder as 15 MW, en sommige in Finspång, Swede. Die beste maatskappy in kleiner gasroere is Solar in die VSA, wat baie naby hul kliënte is en die hoogste markaandeel ter wêreld het vir kleiner gasroere met 'n vermogen van minder as 15 MW.

Klassifikasie

Volgens die strukturele vorm en uitsetkrag, kan gas turbine in drie kategorieë verdeel word: mikro, lig en swaar. Daarvan kan mikro- en ligte gas turbine aangepas word vanaf vliegtuigenjins (ook bekend as "aero-na-gas"), met 'n krag wat gewoonlik binne 50 MW is, en kan gebruik word in industriële kragopwekking, skipkrag, pyplynversterking, tenklokomotiewe, verspreide kragopwekking en gekombineerde hitte- en krag. Swaargedigte gas turbine het 'n krag van meer as 50 MW en word hoofsaaklik as vaste generators op land gebruik, soos stedelike kragnette.

Swaarlastige gasenjins word algemeen volgens temperatuur geklassifiseer. Klas E, F, G en H stem ooreen met verskillende brandstof temperature. Vanuit 'n ingenieursperspektief is dit verkieslik om hulle te klassifiseer volgens die temperatuur dra-vermoë van die legering.

In China is dit klein gastoerbiene. Klein gastoerbiene word gewoonlik volgens struktuur geklassifiseer: enkel-as, dubbel-as, drie-as, aero-gewysigde, industriële, en selde volgens temperatuur omdat die temperatuur van klein gastoerbiene nie so hoog is in vergelyking met swaardragtige gastoerbiene nie. Dié met kragvlakke onder 30 megawatt is ekuiaxiale kristalle, dit wil sê E-graad. Dit is nie absoluut nie, en sommige meer gevorderdes het reeds F-graad bereik. E-graad is in China in 1995 proefproduksie ondergaan. Ongeveer 50 megawatt stem waarskynlik ooreen met F-graad, wat 'n georiënteerde kristal is. China het hierdie graad in 2005 proefproduksie ondergaan, en ons beskik tans oor al hierdie materiale. Die mees gevorderde gastoerbiene het reeds H-graad bereik, en ons het nou ons tweede generasie enkelkristalle.

Gewoonlik word dié onder 1 MW mikro-gasturbiene genoem. Mikro-gasturbiene oorsee gebruik nie sulke goeie legerings nie as gevolg van die lae temperatuur. Hulle gebruik 'n paar spesiale staalsoorte en gebruik selde ekuiaxiale kristalle. Dié rondom 15 MW word klein gasturbiene genoem, wat hoofsaaklik ekuiaxiale kristalle gebruik. Daar is ook 'n paar spesiale maatskappye oorsee wat spesiale staalsoorte gebruik, maar omdat hul bedekkings veral goed is, word hulle beter vervaardig. Kleiner en mediumgrootte van 30~50 MW gebruik oor die algemeen meer gerigte kristalle, dit wil sê F-graad. Groter eenhede gebruik enkelkristalle van die eerste en tweede generasie, wat ons plaaslike handelsmerke is.

Klein en medium grootte mikro-gasturbiene word meestal gebruik in verspreide krag- en gekombineerde hitte- en kragtoepassings. Dié onder 30 MW en 15 MW word meestal in Sichuan gebruik, en dié onder 7 MW word meestal in Chongqing gebruik. Dit hou verband met die skaal van hul industriële parke. Dié rondom 30 MW word meestal in Jiangsu gebruik, en dié tussen 50 MW en 100 MW word meestal in industriële parke in Guangdong gebruik, gewoonlik vir verspreide krag of gekombineerde hitte- en krag. Dié bo 100 MW word gebruik vir sekere groot elektrisiteitsnetklaarstel of as basislas-kragstasies. Die olie- en gasbedryf gebruik klein eenhede. In die upstream mynbou-bedryf word 7 MW en 15 MW meestal gebruik, en die midstream pyplynvervoer gebeur hoofsaaklik met 15 MW en 30 MW.

Die ontwerpsisteem van gas turbines onder 30 MW is relatief volwassen, en die prosesmateriaalsisteem is ook relatief volwassen. Die opbrengspercentage van OBT kan 85% bereik. Industriële gas turbines moet steeds fokus op ekonomiese prestasie, tegniese en ekonomiese evaluering, of kosteprestasie, en die hoofevaluasie-indikaator is die opbrengspercentage.

Vir medium- en grootgrootte-gasturbiene het ons (binnelands) min versameling ontwerp sagteware, ontwerpspesifikasies en databasisse van sekere materiale en prosesse in ons ontstelstel, dus is hierdie ontwerpsisteem nie baie volwasse nie en die opbrengs koers is nie hoog nie. F-vlak of georiënteerde kristal is 'n waterskeiding. Onder georiënteerde kristal is ons steeds selfversekerd genoeg om aan internasionale kompetisie deel te neem. Bo georiënteerde kristal is daar by die industriële vlak steeds 'n sekere gaping. Hierdie gebied word oorhandig aan die nasionale span. Verskeie sentrale ondernemings doen basiese navorsing en ontwikkeling, en die belegging in basiese materiale en basiese prosesse is reuse.

Bedryfsketting

In die opstroom van my land se gas turbine industrie-ketting, vervaardigers van hoë-temperatuur legerings, titaanlegerings, komposietmateriale, aluminiumlegerings en algemene staal sluit Gangyan Gaona, Fushun Spesiaalstaal, Baoti Groep, ens. In die middestroom onderdele en komponente skakel, word materiale gegiet, gesmee of ander prosesse uitgevoer om turbine blade, asse en ander onderdele te vervaardig. Blade en ander onderdele word gevorm deur die gietproses. Belangrike plaaslike giet- en smeedvervaardigers sluit Yingliu Ltd., Wanze Ltd., Tunan Ltd., ens. in. Dan monteer afstroom heelmasjienvervaardigers verskeie onderdele in heelmasjiene. Belangrike vervaardigers sluit AECC, Shanghai Electric, Helan Turbine, Harbin Electric, ens. in.

Bo-oor industryes, veral produkte soos hoëtemperatuurlegaas, hoëtemperatuurtitaniumlegaas, termiese barriekoatings en gevorderde keramiese samestellingmateriaal speel 'n belangrike rol in die bevordering van die nasionale verdedigingsbedryf en hoë-eind toerusting vervaardiging. Inheemse gaswielmoottore word hoofsaaklik gebruik vir stroomwekking, en 'n klein aantal word gebruik vir waterinjeksie, luginname, drukverhoging in ol- en gasvelde sowel as skip- en tankvoeding. Die fokus lê op verspreide stroomwekking, gekombineerde hitte en stroom, aardgasbuislyntransport, skeepswegging en meganiese drywing. aspek. Ons land se gaswielmoottore het groot potensiële markte in verspreide energieverskaffing, drukverhogingsstasies, industriële stroomwekking en ander velde, en beleid ondersteun die vinnige ontwikkeling van die bedryf. Ons land se huidige grootprojekte soos die "Wes-na-Oos Gasvervoer", "Wes-na-Oos Stroomvervoer" en "Suid-na-Noord Wateromleiding" sowel as die vinnige ontwikkeling van ons land se skeepsboubedryf het gelei tot 'n vinnige toename in ons land se vraag na gaswielmoottore.

Bedryfsbeleid

Die 14de Vyfjaarplan se moderne energiestelsel noem ook gas turbines as 'n kern sleuteltegnologie, dit basies op dieselfde vlak as kernenergie, nuwe kragstelsels, energieopslag en waterstofenergie plaas.

State Power Investment Corporation het twee spesiale projekte gedoen, een is 'n groot projek vir swaar gas-turbines, insluitend waterstof-gemengde gas-turbines. Een suiwer waterstof een is in Binnelandse Mongolië gebou, maar nog nie in bedryf gestel nie. Die Jingmen-Kragsentrale het 15% gemeng. Harbin Electric en Guangdong Electric Group, wat die Guangdong Energy Group is, het 'n waterstof-gemengde projek in Daya Bay gedoen, en Hangzhou Steam Turbine en Siemens het 'n waterstof-gemengde projek in Zhoushan gedoen.

Astromotors word wyd gebruik in die West-Oos Gas Leiding en op buite-see olieplatforms. As 'n militêre onderneming, is CNOOC ook deur die Verenigde State gesanseer en kan voor kom in die risiko van voerbesnoeiings. Tydens die Russiese-Ukrainese oorlog is die Siemens-gasmotors wat deur Rusland aangekry is, ingehou toe hulle na Kanada gestuur is vir herstel, wat energieveiligheid beïnvloed het. Lokalisering moet so gou moontlik plaasvind.

Markruimte

In 2022 sal ons land se gasmotorproduksie 4.0563 miljoen kilowatte wees, en die vraag sal ongeveer 6.7986 miljoen kilowatte wees.

Volgens statistieke bedraai die grootte van ons land se gasmotormark 61.669 miljard yuan in 2022, waarvan die markgrootte van mikro-gasmotors 893 miljard yuan was, die markgrootte van lig-gasmotors 56.569 miljard yuan was, en die markgrootte van swaar-gasmotors 4.207 miljard yuan was.

My land kan nou onafhanklik ligte gas turbine (krag onder 50 MW) vervaardig. Die lae-end modelle kan selfs uitgevoer word, maar swaar gas turbine (krag bo 50 MW) is steeds hoofsaaklik afhanklik van invoere. Die kern-tegnologie word hoofsaaklik gemonopoliseer deur internasionale vervaardigers soos GE in die Verenigde State, Mitsubishi in Japan en Siemens in Duitsland. Daar is 'n risiko dat dit in die plaaslike mark gekeel sal word. Volgens data van die Algemene Douane-ampt, sal gas turbine invoere in 2022 US$4,161 miljard wees en uitvoere US$735 miljoen.