F-class, H-class, J-class, 가스 터빈 분류 이해

1. 가스 터빈 기본 지식

가스 터빈은 주로 세 가지 주요 구성 요소로 이루어져 있습니다: 압축기, 연소실 및 가스 터빈. 가스 터빈 사이클은 일반적으로 단순 사이클이라고 합니다. 대부분의 가스 터빈은 단순 사이클 방식을 사용하며, 오직 중형 가스 터빈만이 복합 사이클 방식을 사용합니다. 서로 다른 역사적 배경 때문에 가스 터빈은 다양한 기술적 경로로 발전해 왔습니다. 산업용 및 선박용 경량 가스 터빈(일반적으로 "항공 유도 기계"라고 함)은 항공 엔진을 수정하여 형성됩니다; 산업용 중형 가스 터빈(일반적으로 "산업용 기계"라고 함)은 전통적인 증기 터빈 개념에 따라 개발되었으며, 주로 기계 구동과 대형 발전소에 사용됩니다.

가스 터빈은 왼쪽에서 오른쪽으로 세 부분으로 나눌 수 있습니다: 압축기 (파란색), 연소실 (빨간색), 터빈 (노란색).

2. 가스 터빈 분류

세계에는 가스 터빈의 연구, 설계 및 제조에 종사하는 수십 개의 회사가 있습니다. 현재 중형 가스 터빈 기술을 완전히 장악한 네 회사는 미국의 제네럴 일렉트릭, 독일의 지멘스, 일본의 미쓰비시 중공업(초기에는 미국 웨스팅하우스 기술을 도입), 그리고 이탈리아의 안살도입니다. 상해 전기 가스 터빈 유한회사 부총재인 천쉐원 씨에 따르면, 가스 터빈 모델 등급에 대한 국제 표준이 없었으며 오늘날은 점점 더 불분명해지고 있습니다. 저자는 여러 의견을 수집하여 다음과 같이 요약할 수 있습니다:

1. 가스 터빈의 연소 온도에 따라 구분(매 100도마다 한 단계):

미국 GE(하얼빈 전기가 도입): 1100 °C e 클래스, 1200 °C f 클래스, 1400 °C h 클래스.

일본 미쓰비시(동방 전기가 도입): 1400 °C f 클래스, 1500 °C g 클래스, H 클래스는 중간 시험 제품이며, 1600/1700입니다. °C j 클래스입니다.

독일 지멘스 (상하이 전기 도입) : 이전 모델 번호 V64.3A, V84.3A, V94.3A는 6F 클래스입니다. 1997년에 웨스팅하우스는 비핵 발전기 부문을 지멘스에 매각했습니다. 새로운 모델 번호는 유사하게 SGT6-5000F와 SGT-8000H로 변경되었습니다. F 클래스는 1200입니다. ° C 클래스와 H 클래스는 1500입니다. ° C.

2. 중형 가스 터빈의 참조 출력 분류:

발전용 중대형 가스터빈은 연소실 연소 온도가 섭씨 1100도에서 1500도 사이일 때 출력에 따라 분류됩니다. 예를 들어, B등급 가스터빈의 출력은 100MW 이하이고, E등급 가스터빈의 출력은 100MW에서 200MW 사이이며, F등급 가스터빈의 출력은 200MW에서 300MW 사이입니다. 그리고 G등급과 H등급 이상의 고급 제품은 300MW에서 400MW 범위에 있습니다. 진 학문 씨에 따르면, 각 제조사의 가스터빈 출력이 급격히 발전함에 따라 이 분류 방법은 실제 제품에 비해 다소 뒤쳐져 있습니다.

3. 국제 가스터빈의 개발

시멘스: 대표 제품 SGT5-8000H 초고온 가스터빈은 무게가 390톤(연료로 가득 찬 에어버스 A380과 동일)으로, 길이 13.1미터, 너비 4.9미터, 높이 4.9미터이며, 연합 사이클 출력은 595MW입니다. 하나의 SGT5-8000H 발전량은 큰 산업 도시를 공급하기에 충분합니다. 그 터빈 날개는 GE90 터보팬 항공기 엔진 및 F404 제트 엔진보다 높은 1500도 이상의 고온을 견뎌야 합니다. ° 터빈 날개의 끝 속도는 시간당 1700킬로미터를 넘으며, 막대한 원심력 때문에 각 날개의 한쪽 끝은 지구 중력의 1만 배를 겪게 됩니다. 날개에는 결함이 있어서는 안 되며 오차는 십수 마이크론 단위여야 하며 그렇지 않으면 폐기됩니다. 따라서 하나의 날개가 BMW 하나와 같다고 말합니다.

미쓰비시 회사: 최신 모델은 연속 출력 650MW의 M701J 초고온 가스 터빈입니다. 23:1 압축비를 갖춘 15단 축류 압축기를 장착했습니다. 버너와 4단 축류 터빈은 모두 공각 식입니다. 첫 3단계는 최신 고온 보호 코팅, 세라믹 열장벽 코팅과 고성능 공막 냉각 등 최첨단 기술이 적용되었습니다. 이 제품은 세계에서 가장 높은 가스터빈 진입 온도인 1600 ° C로 유지함으로써도 고온 부품의 장기 수명을 보장할 수 있습니다. J 시리즈의 최신 혁신은 탄소 배출을 더욱 줄이기 위해 설계되었습니다. 2020년 3월, MHPS는 미국 유타 주의 인터마운틴 파워 당국으로부터 두 대의 M501JAC 파워트레인 주문을 받았습니다. 이 두 가스 터빈은 공냉식 드라이 저-NOx 연소 시스템을 기반으로 하며, 최대 30%의 재생 가능 수소 연료를 사용할 수 있습니다. 동일한 규모의 석탄 화력 발전소와 비교했을 때, 30% 수소 시스템은 탄소 배출량을 75% 이상 줄일 수 있으며, 100% 수소 시스템은 탄소 배출을 완전히 제거합니다. 2025년에서 2045년 사이에 해당 발전소는 점진적으로 100% 재생 가능 수소 발전을 실현할 예정입니다.

제네럴 일렉트릭: 9HA 시리즈 대형 가스 터빈은 세계에서 가장 효율적인 복합 사이클 가스 터빈입니다. 최신 9HA.02 대형 가스 터빈은 복합 사이클 효율이 64% 이상이며, 출력이 최대 826MW에 달합니다. 이 두 가지 주요 지표는 주요 두 경쟁사보다 훨씬 뛰어나며, 핵심 부품 제조에는 최첨단 3D 프린팅 기술이 사용됩니다.

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