Развој технологије аеро-деривативних гасних турбина

На који утичу политички, војни и економски фактори, развој технологије авиона је бржи од развоја гасних турбина. Гасне турбине и авионски мотори имају широк спектар техничких заједничких особина и могу се делити у дизајнерским системима, производним системима, системима талента и системима за тестирање. Због тога, на основу велике потражње на тржишту и очигледних предности примене гасних турбина, постао је консензус у индустрији да се развију гасне турбине засноване на високо-производним, зрелим авионаским моторима и напредним индустријским технологијама и методама пројектовања. Постоје два начина преноса технологије авиона на гасне турбине, као што је приказано на слици 1: један је директно модификовање и извеђење зрелих авиона да би се формирале аеро-деривиране гасне турбине; други је трансплантација технологије авиона на тешке гасне турбине и истраживање и развој нове

Историја развоја аеро-деривираних гасних турбина

Уз развој технологије авијационих мотора и примену напредне технологије циклуса, процес техничког развоја аеро-деривативних гасних турбина прошао је кроз фазу истраживања технологије, фазу развоја технологије и фазу примене напредних циклуса, остваривши развој аеро-деривативних гасних турбина од једноставне модифика

Фаза истраживања технологије

Године 1943, успешно је развијена прва ваздушно-деривативна гасна турбина на свету. Након тога, Ролс-Ројс, ГЕ и Пратт & Витни су дизајнирали прву партију аеро-деривативних гасних турбина заснованих на зрелим модификацијама авионских мотора, укључујући индустријске Авон, индустријске Олимпус, Спеи гасне турбине, ЛМ1500 и У овој фази, технологија аеро-деривативе гасне турбине била је у истраживачком периоду. Структура је директно наследила језгро авиона, а излазна снага је постигнута опремивањем одговарајуће силове турбине; укупна перформанса машине није била висока, а ефикасност циклуса је генерално била мања од 30%; почетна температура пре турбине била је мања од 1000 °C. ℃, а однос притиска био је 4 до 10; компресор је углавном био субсоничан; лопатице турбине користиле су једноставну технологију хлађења ваздухом; материјал који се користио био је почетна високотемпературна легура; систем управљања је генерално користио механички хидраулички или аналогни електронски систем регулиса

Фаза развоја технологије

Са зрелом примјеном авиомотроба, високо-производне, високо-надајне матичне машине и напредне дизајнерске технологије обезбеђене су за брз развој аеродиривативних гасних турбина. Истовремено, потражња за напредним аеродиривативим гасним турбинама од стране морнарица Уједињеног Краљевства, Сједињених Држава и других земаља такође је обезбедила широку фазу примене, што је омогућило аеродиривативим гасним турбинама да се брзо развијају и значајно побољшају њихове перформансе Покушала сам да се повучем на тржиште са серијом аеродеривативних гасних турбина са добрим перформансима и високом поузданошћу. На пример, серија ЛМ2500, индустријски Трент, ФТ4000 и МТ30 итд., широко се користе у снази бродова, производњи енергије и другим областима.

Топле компоненте аеро-деривативе гасне турбине у фази технолошког развоја обично користе супер легуре и заштитне премазе за побољшање отпорности на температуру, и примењују напредну технологију хлађења ваздуха и технологију са ниским загађивањем; почетна температура пре него што турбина достигне 1400 ° °Ц, снага може достићи 40-50МВТ, топлотна ефикасност једне јединице прелази 40%, а ефикасност комбинованог циклуса може достићи 60%; користи се дигитални електронски систем за контролу, а тачност контроле и перформансе контроле значајно су побољшане.

Примените напредне циклусе

Како се повећавају захтеви за високе перформансе аеродеривативних гасних турбина, посебно потрошње горива, излазне снаге и других показатеља, напредне циклулне аеродеривативне гасне турбине су добиле широку инжењерску праксу. Додавање циклуса рекуперације топлоте интеркулације или интеркулације на основу топлотног циклуса гасне турбине може значајно побољшати излазну снагу и перформансе аеродеривативне гасне турбине у ниским условима рада. На пример, ниво снаге интеркуолд гасне турбине ЛМС100 достиже 100МВт и ефикасност је чак 46%. Тхермална ефикасност рекуперацијске гасне турбине за међуохлађење WR21 у ниским условима рада је много већа од оне једноставне циклусне гасне турбине. Као снага брода, она значајно побољшава економију брода и ратни радиус.

Излазна снага напредних цикла аеродеривативних гасних турбина које користе циклусе интеркулерања или рекуперације топлоте са интеркулевањем је значајно повећана, а топлотна ефикасност у свим условима рада је побољшана. На пример, ниво снаге може достићи 100МВт, а топлотна ефикасност у дизајнерској тачки је висока до 46%; перформансе ниских радних услова су значајно побољшане, топлотна ефикасност може достићи 40% под 50% оптерећења; интеркулинг смањује специфичну снагу компресора високо

Модел развоја технологије

Ако погледамо историју развоја, аеро-деривативе гасне турбине имају техничке моделе развоја као што су развој породичног памета, серијски развој, усвајање напредне технологије циклуса и примена комбинованог режима циклуса.

Генеалошки развој

Генеалошки развој је развој гасних турбина различитих врста и нивоа снаге заснованих на истом авионском мотору, који у потпуности одражава карактеристике гасних турбина из авијације: "једна машина као основа, задовољавање вишеструких употреба, штедња циклуса, смањење трошкова, извеђење вишеструких врста и

Узмејући авионски мотор CF6-80C2 као пример, LM6000 гасна турбина директно користи основни мотор CF6-80C2 и одржава максималну свестраност турбине ниског притиска; LMS100 наслеђује технологију главног мотора CF6-80C2, комбинује технологију гасне турбине за тешке напо ℃ од класе Ф до 1430 ℃, а снага достиже 282МВт. Успешан развој три врсте гасних турбина омогућио је развој авијационог авиона CF6-80C2 авиона да постигне "једну машину са више врста, развијајући гасне турбине различитих типова и снага".

Развој серије

Серијски развој је континуирано надоградња и побољшање, побољшање перформанси и смањење емисија на основу успешне гасне турбине, како би се постигао серијски развој аеро-деривативних гасних турбина, међу којима је серија ЛМ2500 најтипичнија, као што је приказано на сли Гасна турбина ЛМ2500 користи основни мотор матичног мотора TF39/CF6-6, и мења турбину ниског притиска матичног мотора у енергетску турбину; гасна турбина ЛМ2500+ додаје једну ступњу испред компресора гасне турбине ЛМ2500, како би се побољшао проток Са серијским развојем ЛМ2500, производ се стално надоградљава и побољшава, са распоном снаге од 20 до 35МВт, а број опреме широм света прелази 1.000 јединица, што га чини најшироко коришћеним моделом до данас.

Због тешкоће развоја и производње, серијски развој заснован на успешној гасној турбини је важан технички развојни модел за аеро-деривативне гасне турбине, који је да се стално надоградља и побољшава, побољшава перформансе и смањује емисије. Серијски развој аеро-деривативе гасне турбине сличан је развоју порекла, који не само да може скратити циклус развоја, већ може осигурати и бољу поузданост и напредак и значајно смањити трошкове пројектовања, развоја, тестирања и производње.

Ефикасност

Циљ побољшања ефикасности је да се континуирано побољшава перформанси целог уређаја, посебно излазна снага целог уређаја и топлотна ефикасност под свим условима рада. Главни начини су следећи.

Један је примена напредних циклуса. Примена напредних циклуса може континуирано побољшати перформансе аеродеривативних гасних турбина, као што су циклус загревања, циклус реинјекције паре, циклус хемијске рекуперације, циклус влажног ваздуха, циклус напредних турбина за влажни ваздух и Калинин циклу

Други је дизајн компоненти са високом ефикасношћу. Дизајн компоненти са високом ефикасношћу фокусира се на дизајн компресора са високом ефикасношћу и дизајн турбина са високом ефикасношћу. Дизајн компресора високе ефикасности наставиће да превазилази техничке потешкоће високе брзине и високе ефикасности и ниске брзине и високе границе претера са којима се суочавају компресори. Као што је приказано на слици 3, дизајн турбина ће се наставити развијати у правцу високог ефикасности, отпорности на високе температуре и дугог живота.

Трећи је пројектовање ефикасних ваздушних система. Технички развојни правци ефикасних ваздушних система укључују развој технологија за затварање са малим пропустом, отпорним на зношење и ефикасним, као што су пломбе од пчеле, пломбе од танких листова, пломбе од четкица и комбиновани пломбе; ефикасне технологије за пројекто

Закључак

Аеро-деривативе гасне турбине се широко користе у снази бродова, електричној енергији, механичком преносу, офшорним нафтним платформама, резервоару и дистрибуираној енергији због њиховог широког опсега снаге, високе топлотне ефикасности, добре маневрености, дуго Са брзим развојем технологије авијационих мотора и континуираном примјеном нових дизајна и технологија, аеро-деривативе гасне турбине ће се брзо развијати у правцу високог ефикасности, ниске карбонизације, новог квалитета и дигиталне интелигенције. Проектована и произведена технологија аеро-деривативних гасних турбина такође ће постићи велики напредак, постепено ће се побољшати у смислу економичности, ниских емисија загађења, поузданости и одржавања, а перспективе примене ће неизбежно бити шире.