Conocimientos básicos de turbinas de gas.
Las turbinas de gas se componen principalmente de tres componentes principales: el compresor, la cámara de combustión y la turbina. El ciclo de la turbina de gas generalmente se denomina ciclo simple. La mayoría de las turbinas de gas utilizan un esquema de ciclo simple, y sólo las turbinas de gas-de servicio pesado utilizan un esquema de ciclo combinado. Debido a diferentes antecedentes históricos, las turbinas de gas se han desarrollado siguiendo caminos técnicos diferentes. Las turbinas de gas ligero aero{5}}industriales y marinas (comúnmente conocidas como "máquinas aero{6}}derivadas") se forman modificando motores de aeronaves; Las turbinas de gas industriales-de servicio pesado (ampliamente conocidas como "máquinas industriales") se desarrollan siguiendo el concepto tradicional de turbina de vapor, que se utiliza principalmente para accionamientos mecánicos y grandes centrales eléctricas.
Una turbina de gas se puede dividir en tres partes de izquierda a derecha: compresor (azul), cámara de combustión (roja) y turbina (amarilla).
Clasificación de turbinas de gas.
Decenas de empresas participan en la investigación, el diseño y la fabricación de turbinas de gas en todo el mundo. Las cuatro empresas que dominan plenamente la tecnología-de turbinas de gas de servicio pesado son General Electric de Estados Unidos, Siemens de Alemania, Mitsubishi Heavy Industries de Japón (que introdujo la tecnología Westinghouse de Estados Unidos en los primeros días) y Ansaldo de Italia. Según el Sr. Chen Xuewen, vicepresidente de Shanghai Electric Gas Turbine Co., Ltd., nunca ha existido un estándar internacional para el nivel de modelo de turbinas de gas, y hoy en día se está volviendo cada vez más vago. El autor sólo puede recopilar opiniones de varios partidos y resumirlas de la siguiente manera:
1. Según la temperatura de combustión de la turbina de gas se divide (cada 100 grados es un nivel):
Estados Unidos GE (introducción eléctrica de Harbin): 1100 grados para la clase E, 1200 grados para la clase F, 1400 grados para la clase H.
Japón Mitsubishi (presentado por Dongfang Electric): 1400 grados es clase F, 1500 grados es clase G, clase H es producto de prueba intermedia, 1600/1700 grados es clase J.
Alemania Siemens (introducción a Shanghai Electric): los antiguos números V64.3A, V84.3A, V94.3A son de clase 6F. En 1997, Westinghouse vendió su división de generadores no nucleares a Siemens. El nuevo número se cambió a SGT6-5000F y SGT-8000H similares. La clase F es 1200 grados C y la clase H es 1500 grados C.
2. Clasificación de la producción de referencia para-turbinas de gas de servicio pesado:
Las turbinas de gas-de servicio pesado para generación de energía generalmente se clasifican según su potencia cuando la temperatura de combustión de la cámara de combustión está entre 1100 grados Celsius y 1500 grados Celsius. Por ejemplo, la producción de las turbinas de gas Clase B es menor o igual a 100 MW, la producción de las turbinas de gas Clase E está entre 100 MW y 200 MW, la producción de las turbinas de gas Clase F está entre 200 MW y 300 MW, y las de grados superiores, como las Clase G y Clase H, están en el rango de 300 MW a 400 MW. Según el Sr. Chen Xuewen, debido a que la producción de turbinas de gas de varios fabricantes se ha desarrollado rápidamente, este método de clasificación está ligeramente por detrás del producto real.
Desarrollo de turbinas de gas internacionales
siemens: El producto representativo de la súper turbina de gas SGT5-8000H pesa 390 toneladas (equivalente a un Airbus A380 completamente alimentado), mide 13,1 metros de largo, 4,9 metros de ancho, 4,9 metros de alto y tiene una potencia de ciclo combinado de 595 MW. La generación de energía de un SGT5-8000H es suficiente para alimentar una gran ciudad industrial. Las palas de su turbina tienen que soportar una temperatura alta de más de 1500 grados, que excede la temperatura de entrada de la turbina del motor de avión turbofan GE90 y del motor a reacción F404. Dado que la velocidad punta de las palas de la turbina supera los 1.700 kilómetros por hora, la enorme fuerza centrífuga hace que un extremo de cada pala entre en contacto con 10.000 veces la gravedad de la Tierra. La hoja no puede tener ningún defecto y el error es de sólo decenas de micras, de lo contrario será desechada. Por eso, se dice que un blade equivale a un BMW.
Corporación Mitsubishi: El último modelo es la súper turbina de gas M701J con una potencia de ciclo combinado de 650 MW. Está equipado con un compresor axial de 15-etapas con una relación de presión de 23:1. El quemador y la turbina axial de 4-etapas están refrigerados por aire-y las primeras 3 etapas utilizan los últimos revestimientos protectores de alta temperatura-, revestimientos cerámicos de barrera térmica y refrigeración por película de aire de alto-rendimiento, además de otras tecnologías de alta-tecnología. Con la temperatura de entrada de turbina de gas más alta del mundo de 1600 grados, aún puede garantizar la vida útil a largo plazo de los componentes de alta temperatura. Las últimas innovaciones de la serie J están diseñadas para reducir aún más las emisiones de carbono. En marzo de 2020, MHPS recibió un pedido de dos sistemas de propulsión M501JAC de Intermountain Power Authority en Utah, EE. UU. Las dos turbinas de gas se basan en un sistema de combustión seca de bajo NOx refrigerado por aire-y son capaces de utilizar hasta un 30 % de combustible de hidrógeno renovable. En comparación con las centrales eléctricas de carbón del mismo tamaño, un sistema de hidrógeno al 30% reducirá las emisiones de carbono en más del 75%, mientras que un sistema de hidrógeno al 100% eliminará las emisiones de carbono. Entre 2025 y 2045, la planta alcanzará gradualmente una generación de electricidad 100% renovable con hidrógeno.
electricidad general: Las turbinas de gas de servicio pesado-de la serie 9HA son las turbinas de gas de ciclo combinado más eficientes del mundo; su última turbina de gas de servicio pesado-9HA.02 no solo tiene una eficiencia de ciclo combinado de más del 64 %, sino que también tiene una potencia de salida de hasta 826 MW. Estos dos indicadores clave superan con creces a sus dos principales competidores, y se utiliza la tecnología de impresión 3D más avanzada-para fabricar componentes clave.
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