重型燃氣輪機
關注創建者：匿名 創建時間：2021-10-18
重型燃氣輪機的視頻教程
使用AxSTREAM NET進行燃氣輪機葉片冷卻模擬
本視頻節選自SoftInWay公司往期研討會——《NET葉片冷卻模擬》 SoftInWay是一個已有20年歷史，全球設有多個辦公室的葉輪機械領域的專業公司，公司旗下擁有自主研發的集設計，分析和優化為一體的專業葉輪機械設計軟件平臺AxSTREAM。優質的軟件及迅速的技術支持體驗，已獲得全球450多家客戶的信賴及肯定 如對我們有更多興趣或想觀看完整視頻，請發送郵件聯系：china@softinway.com
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重型燃氣輪機的實例教程
3月11日，三菱日立動力系統公司（MHPS）宣布旗下的J系列燃氣輪機已經在全球積累商業運行超過75萬小時，三菱的J系列重型燃氣輪機自2011年推出，目前已有39臺機組投入運營。
MHPS副總裁兼首席技術官Akimasa Muyama表示：“J系列重型燃氣輪機的效率和功率都是行業領先，這也推動了三菱日立公司在2018年拿下了全球領先地位，同時它還取得了具有競爭優勢的可靠性記錄。自2011年第一臺J系列重型燃氣輪機投入商業運營以來，我們不打斷的提高產品性能，特別是可靠性。”
三菱在全球J系列重型燃機目前商業運營的有39臺機組，其中28臺超過8000小時運行，最長的一臺已經運行超過45000小時。而且MHPS公司表示，每一臺J系列重型燃機都是按時交付。最重要的是，J系列重型燃機自推出以來，已經實現了超過99.3%的可靠性。
該公司表示，J系列燃機能夠實現行業領先的可靠性的一個原因之一是MHPS公司在外部熱氣路冷卻設計TCA方面的專利，該設計可以使得渦輪葉片可承受的最高溫度比其它設計高約200℃，這也使得它可以選擇使用更多的渦輪葉片材料，并且具有可靠性。
Muyama說：“我們在產品可靠性和新技術引入上可以說是領先行業，這是我們的客戶對MHPS公司的期望，我們也不會走捷徑。我們對可靠性持續承諾的最好證據是，我們現在正在日本高砂的電廠建造第2臺60Hz的J系列聯合循環發電廠。該電廠將于2020年投入商業運營，并將向全球展示首個聯合循環發電效率超過65%的電廠。”
展開 此外，2014年，原中國電力投資集團公司與哈爾濱電氣集團、東方電氣集團、上海電氣集團、大唐集團等合作組建的聯合體企業——中電聯合重型燃氣輪機技術有限公司在上海成立，目標是“攻克關鍵瓶頸技術，形成自主知識產權的燃氣輪機核心技術”。2015年中電投與國家核電技術公司重組后，該公司成為國家電力投資集團有限公司（下稱國家電投）控股企業。
2017年4月，上海市政府與國家電投在滬簽署戰略合作框架協議。根據協議，國家電投將在滬全面實施重型燃氣輪機國家科技重大專項。同年8月，經國務院同意，中電聯合重型燃氣輪機技術有限公司更名為中國聯合重型燃氣輪機技術有限公司，成為國家“重型燃氣輪機型號和工程研制、關鍵技術研究與驗證等項目”的具體實施單位。
展開 日本三菱公司的M701J型燃氣機
盡管上述兩家企業均宣稱自己的超級燃氣輪機為世界之最，不過完實際上真正的第一如今確是美國通用電氣的9HA系列重型燃氣輪機，作為世界上效率最高的聯合循環燃機，其最新型的9HA.02重型燃氣輪機，不僅聯合循環效率超過64%，而且它的功率輸出高達826MW。這兩項關鍵指標均大幅超越它的兩大競爭對手，并且使用了目前最為前沿的3D打印技術制造關鍵部件。
通用電氣9HA重型燃氣輪機
目前世界上的火力發電廠大多數都在使用上述3大廠家的產品或技術轉讓產品。國內的東方電氣引進日本三菱、哈電集團引進GE、上海電氣引進的西門子技術，引進技術均為次一級的F系列，最大功率不超過400MW。而在艦船用燃氣輪機上，最知名的當屬美國LM2500燃氣輪機，最大功率接近4萬馬力，不僅美艦艇如伯克級驅逐艦全面裝備，包括我國在內的其他國家海軍的艦艇也大量采用LM2500作為推進動力。到上世紀末，LM2500燃氣輪機的總裝機數已經超過1800臺，近30個國家的海軍共350多艘各類艦艇裝備了870多臺艦用LM2500，累計海上運行時間超過600萬小時，總運行時間超過了1800萬小時。
裝備LM-2500燃氣輪機的我國艦艇
當然我國還有引進烏克蘭技術轉化生產的GT25000以及QC280系列燃氣輪機。最大功率達到30MW級別，目前已廣泛應用于各領域，不過奇怪的是，日本三菱民用燃氣輪機雖然領先，但艦用輪機依舊是美國LM2500系列。可見軍用與民用產品在設計與工藝上還是存在一定差別的。
展開 此前從未報道這次葉片斷裂情況，將涉及早期的重型燃氣輪機型號，這次故障非常類似于去年9月份發生在德克薩斯州重型燃機機組上的故障事件，該事件導致燃機機組嚴重損壞，并關閉了2個月進行維修。
有缺陷的葉片問題影響了GE最新的H級重型燃氣輪機技術應用，該技術花費了GE公司數十億美元才研發出來，并且也是新首席執行官拉里-庫爾普（Larry Culp）試圖重振這家擁有127年歷史的企業利潤和股價時所面臨的挑戰之一。
根據使用GE燃氣輪機的消息來源和電廠用戶反饋來看，該事件可能會威脅到發電廠的收入來源，因為GE公司解決問題的建議是抑制這些重型燃氣輪機的使用。
根據GE高管的幻燈片和三位相關人士的說法，GE公司于上個月在佛羅里達和倫敦的私人會議上表示，該公司正在考慮提供延長保修期和備件，以減輕對購買燃氣輪機感興趣的保險公司，貸方和電廠用戶的擔憂。一些參會人士對路透社表示他們簽署了保密協議。
據參加會議的兩位人士透露，GE告訴參會者，在機組停機更換葉片之前，根據不同的工廠情況，帶有高風險葉片的燃氣輪機運行時間應少于7,000小時，而之前規程中葉片指導維修時間是25,000小時，GE公司還向客戶提供有關變更的建議。
這些高管還在會議上表示，2015年在一家未公開的發電廠里，同樣的事故發生在了一臺GE 9FB燃氣輪機上，該燃機所用的技術與德克薩斯州事故電廠HA燃氣輪機非常相似。在第二份報告里顯示，自2015年開始，GE公司就開始研究新的保護涂層并改變零件的熱處理工藝。
GE公司告訴路透社，雖然葉片故障在2015年就發生了，但GE最初并不知道這個問題也會影響其HA級重型燃機。
GE公司在給路透社的一份聲明中表示：“在最初的9FB燃氣輪機問題發生之前，HA級燃機組件還在開發中。
展開 R0110燃氣輪機
R0110重型燃氣輪機，是2001年以黎明公司為研制總成單位、606所為總設計單位聯合清華大學、中科院等科研院所和有關企業，共同開發聯合研制的燃氣輪機。
R0110重型燃氣輪機研制項目被列為國家“十五”期間“863”能源領域重大專項。項目采取“官產學研”聯合模式發展。項目預算5億。黎明與606所、清華大學、中科院工程熱物理研究所、上海交通大學等單位組成設計研制項目聯合體，借鑒國外技術，引進國外智力。
國家科技部863先進能源技術領域計劃燃氣輪機重大專項課題之一——R0110重型燃氣輪機設計與研制項目于2002年10月正式立項，經過10年努力，已經取得突破性進展。2013年11月29日，R0110重型燃氣輪機在中海油深圳電力有限公司完成168小時聯合循環試驗運行考核。截至29日10時，聯合循環試驗燃機累計運行209小時20分，汽機累計運行187小時57分，機組各項性能指標完全達到設計要求。
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重型燃氣輪機的最新內容
韓國科學技術院燃燒動力學與診斷實驗室開展的研究
KAIST CDDL正在研究重型燃氣輪機燃燒室、飛行器發動機加力燃燒室及雙推進劑液體火箭發動機的低頻及高頻燃燒不穩定性。其目前的研究工作側重于：
高頻燃燒不穩定性的觸發，以及相關復雜模態動力學和多千赫茲橫向熱聲波動的機理細節。
氨/氫基無碳燃氣輪機燃燒的激光診斷測量和數值仿真。
[2] 劉志強.重型燃氣輪機渦輪盤榫槽拉削機理與拉刀研制試驗研究[D].上海：上海交通大學，2018.
[3] 高翔.航空發動機渦輪盤榫槽拉刀快速設計系統研究與開發[D].南京：南京航空航天大學，2016.
艦載機航空發動機和燃氣輪機熱端部件在服役過程中的環境條件異常苛刻
作者：燃氣輪機性能工程師 Darsini Kathirgamanathan 和首席燃燒工程師 Thijs Bouten - OPRA Turbines International BV
OPRA Turbines 使用額定功率為 1.85 MWe 的 OP16 系列燃氣輪機開發、制造、銷售和維護發電機組。根據應用和要求，可以在 OP16 燃氣輪機上安裝不同的燃燒系統。燃氣輪機發電機組采用集裝箱式包裝
Part. 1 燃氣輪機在能源工業中的應用 多年來，燃氣輪機一直是能源行業的首選產品，在世界各地運行，為各種應用提供按需動力。 18世紀末和19世紀初的工業革命通過更快、更可靠的制造業生產，以及生活水平的提高，刺激了經濟的快速增長。這些社會經濟的進步得益于大量的電力供應，這些電力來自于儲存在化石燃料中的化學能。 在當今社會，人們期望能源持續可用，以維持世界上大部分人口已經習慣的安全、舒適和便捷的生
燃氣分布式能源系統核心設備主要包括燃氣發電設備、余熱利用設備及其他輔助設備。發電設備有燃氣內燃機、燃氣輪機、燃氣外燃機以及燃料電池等。 其中燃氣外燃機和燃料電池由于技術發展尚不成熟且成本較高尚未得到廣泛應用；隨著燃氣分布式能源市場的發展和項目規模的擴大，微型燃氣輪機的應用也日益減少。 目前燃氣分布式能源領域多選用燃氣內燃機和燃氣輪機作為發電設備。余熱利用設備主要包括余熱鍋爐、余熱溴化鋰機組等。其他
設計與類型
微型燃氣輪機（Microturbine，簡稱MT）具有與重型燃氣輪機相似的循環和組件，功率重量比優于重型燃氣輪機，因為燃機機直徑的減小會導致軸轉速增加。重型燃氣渦輪發電機對于分布式電力應用來說太大且太昂貴，因此 MT 被開發用于小規模電力，例如單獨的發電或冷熱電聯產 （CCHP）系統。
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CCGT簡介
聯合循環燃氣輪機（CCGT）電廠中燃氣輪機和蒸汽輪機聯合使用，以實現比獨立使用更高的效率。“聯合循環”是指多個熱力學循環組合發電。聯合循環操作采用余熱鍋爐（HRSG）從高溫廢氣中捕獲熱量以產生蒸汽，然后將其供應給汽輪機以產生電力。在聯合循環模式下，發電廠可以達到60%
但由于海上平臺空間有限，一般重型燃氣輪機是無法使用的，此時便可以使用方便的航改燃氣輪機。在現階段，很多海上石油和天然氣鉆井的正常作業都是使用該設備提供能源動力。
目前, 單晶葉片不僅早已安裝在所有先進航空發動機上，也越來也多地用在了重型燃氣輪機上。
渦輪葉片制造技術
渦輪葉片的發展經歷了細晶強化、定向凝固和鑄造單晶三個階段。
半個多世紀以來，渦輪葉片的承溫能力從上世紀 40 年代的 750℃提高到了 90 年代的 1500℃左右再到目前的2000℃左右。
