具备美国重型燃气轮机机研制能力的国家有哪些

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国家能源研发中心(重点实验室)工作巡礼(三十七)&
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国家能源燃气轮机技术研发中心巡礼
2010年7月,国家能源局正式授牌成立国家能源燃气轮机技术研发中心(以下简称“研发中心”)。研发中心依托中国船舶重工集团公司第七○三研究所建设,研究方向和目标为:建成船舶和中小型工业燃气轮机的研究设计平台、试验验证平台、应用评估平台;加强关键技术研究,研制两型高性能母型机,突破先进燃气轮机部件及整机设计的各项核心技术;逐步衍生发展型号产品,研制具有市场竞争力的七型舰船和中小型工业燃气轮机型号产品;基本形成具备自主创新、持续发展的舰船和中小型工业燃气轮机研发体系。
自成立以来,研发中心积极开展基础设施及实验平台建设,已经取得卓有成效的成果。在基础设施建设方面。研发中心在哈尔滨总部已建有功能完备的基础和公用设施,包括燃油系统、天然气系统、循环水系统、压缩空气系统、供电系统等,具备2600吨燃油和9000立方米/小时天然气两种燃料系统,50MW供电、13500t/h循环水、24t/h化学水等系统能力。在实验平台建设方面。研发中心已建成燃气轮机大型综合技术实验室、关键部件实验室、整机试验台等,基本满足30MW级燃气轮机部件和整机试验的条件。其中,综合技术和关键部件实验室可开展燃气轮机部件模化和全尺寸试验。包括全台压气机试验台、高压单管燃烧室试验台、涡轮试验台、喷嘴试验台、燃油系统、滑油系统及关键部件试验台、叶片强度振动试验台等。在整机试验方面,整机试验台可进行30MW级燃气轮机单机试验,34MW燃气轮机联合循环发电上网试验。目前,研发中心在无锡分部已建有两个30MW级燃气轮机整机试验台。在哈尔滨总部,已建有一个驱动用燃气轮机整机试验台和一个燃气轮机发电机组试验台。另外,研发中心在无锡分部,正在建设燃气轮机并车试验台,可进行4台25MW级燃气轮机并车装置试验。
依托强大的研发团队,研发中心在重点技术领域开展了一系列研究工作,取得了突破性进展。一是关键设备燃驱压缩机组国产化研制。研发中心主要科研工作是重新设计低排放燃烧室及其燃料系统、燃气发生器改型、高速动力涡轮、监控系统以及其它成套系统的研制、机组联调试验、工业应用考核试验等。国产化率62%的“产品一”于日通过了国家能源局、中国工业机械联合会及中国石油组织的“天然气长输管线30MW级燃驱压缩机组(产品一)新产品鉴定会”,标志着&“产品一”的研制任务全部完成。100%国产化的“产品二”正在进行样机制造。二是装备型号研制及预先研究项目。第一,研发中心全面完成GT25000燃气轮机第二阶段国产化研制工作,综合国产化率达到98.1%(超过任务书规定的95%指标),技术性能指标达到了技术规格书规定的要求,并按试验大纲完成1000小时可靠性试验及300小时补充试验考核。日,该项目通过了&“GT25000燃气轮机第二阶段国产化研制鉴定会”。研发中心正在进行第三阶段国产化研制,主要目的是提高机组可靠性。GT25000国产机组已经开始批量供货,截止2011年底已经完成12台机组的供货。第二,某型涡轮增压机组是船用增压锅炉装置的关键设备,由多级轴流式压气机、烟气涡轮、辅助汽轮机、齿轮箱、调控及保护系统集成一起构成,国内过去没有先例。研发中心承担了该机组的研制、总装集成和试验等方面工作。完成8台装备机组陆上试验和2台科研机组研制和试验。第三,综合电力系统演示验证—20MW级船用燃气轮机发电模块。研发中心计划2012年完成燃气轮机发电模块试验,2013年完成综合电力系统试验。三是车船动力专项(MPRD)燃气轮机技术基础研究。研发中心目前承担的MPRD计划船舶燃气轮机基础科研项目共6项。日,引进机总体逆向设计及试验验证、引进机关键部件逆向设计及试验验证、S-S循环燃机总体技术及试验验证三个项目通过了国防科工局组织的验收会议。现阶段,舰船全电力系统燃机发电模块技术正在进行整机试验验证的准备工作,间冷热循环(IC)总体性能与结构技术及试验验证正在按任务书要求开展课题的研究工作。四是国家863计划10MW高温气冷实验堆氦气透平压缩机组研制。该课题为国家“863”能源领域重点项目。该项目研制包括高低压压气机、涡轮等设计和制造,机组不同运行工况的分析,定子密封试验、高低压压气机性能试验、机组空载机械运转试验、堆上运行验证试验等。研发中心已完成了高温气冷堆闭式循环氦气轮机的设计研究和加工总装工作;已完成压气机试验件的设计和试验台适应性改造工作,正在进行压气机试验件制造工作。五是F级中低热值燃料燃气轮机关键技术与整机设计技术研究。研发中心承担了本项目F级中低热值燃料燃气轮机的压气机的、高温透平冷效、单喷嘴燃烧室的实验研究以及中低热值燃气轮机透平设计等工作。该项目正在按计划实施。
研发中心在人才队伍建设、标准制修订和技术创新以及国际合作等方面也取得了重要成果。在人才队伍建设方面。目前研发中心拥有一支以4位院士为领军人才,由200多名专业细分、结构层次合理、年龄梯队化的高水平科研人员组成的专业功底深厚、具有创新精神的专家队伍。为加快人才队伍建设,研发中心通过高薪聘请国际化专业人才、与高等院校联合培养后续青年人才队伍等措施,促进人才快速成长。在标准制修订和技术创新方面。研发中心成立近两年主持和参加制定的国际、国家、行业标准4项。申请专利数43个,专利授权数21个。目前拥有的全部有效发明专利数6个,获国家自然科学、技术发明、科技进步奖项目数2项。在国际合作方面。研发中心与俄罗斯相关科研单位开展了功率为25000kW的燃气轮机装置轴流式低压压气机的叶片系统改进的相关研究工作。
研发中心与日立公司签署燃气轮机的合作协议,确定了集各自所长的联合体合作模式。根据用户需求,联合体可提供发电机组成套供货、电站设计以及工程总承包等多种方案。另外,为充分发挥调动产、学、研等各方优势和积极性,研发中心已建成开放式的国家级燃气轮机技术研发平台。
研发中心将按照《国家能源科技“十二五”规划》的发展目标和任务要求,深入贯彻落实科学发展观,以“重大技术研究、重大技术装备、重大示范工程及技术创新平台”四位一体的国家能源科技创新体系为指导,进一步开展以下工作:一是完成30MW级驱动用燃气轮机、20MW船用燃气轮机发电模块研制以及GT25000燃气轮机低工况性能改进;二是完成40MW级GT25000IC燃气轮机关键技术研究和部件试验;三是完成GT30-J型母型机研发,改进完善形成CGT30产品;四是完成GT10-J型母型机的设计;五是开展基础及关键技术研究,建立、补充和完善设计规范、设计软件和数据库,初步形成工程可用的设计体系;六是完善燃气轮机研发的部件、整机试验条件;七是完善加工制造条件,提高总装集成和维修保障的能力;八是开展高温冷却叶片的共性制造平台建设,引进国外技术团队,突破关键工艺,初步形成高温冷却叶片的生产能力;九是组织启动燃气轮机工程演示验证的发电平台的建设,为国内自主研发燃气轮机奠定坚实的基础。
国产RO110重型燃气轮机下线&国防动力摆脱依赖进口(人民日报)
RO110重型燃气轮机模型
当空警2000、空警200、歼10、歼11首次亮相,飞过庆祝新中国成立60周年阅兵式的天安门广场,举国沸腾,世界震惊……被比作“工业之花”的航空工业,是一国技术、经济、国防实力和工业化水平的重要标志。肩负着航空报国、强军富民的使命,我国航空工业逐步形成了专业门类齐全,科研、试验、生产相配套的高科技工业体系。特别是新世纪以来,中航工业瞄准一流,勇于创新,研制出一批具有自主知识产权的航空装备。
  跻身系列化信息化体系化发展航空装备国行列
  10年来,航空工业的科技人员瞄准一流,大力开展集成创新、原始创新、引进消化吸收再创新,突破了一大批航空核心技术、关键技术和前沿技术,完全掌握了第三代战斗机和发动机、涡扇支线客机、先进直升机研发技术,使我国跻身于能够系列化、信息化、体系化发展航空装备的国家行列。仅在“十一五”期间,中航工业获得国家科技进步奖17项、国家科技进步特等奖2项,先后研制完成多种新型军用机和各种导弹,多型号成系列的航空发动机和机载设备也投入批量生产。如今,又有一大批新的先进航空装备在加速研制中。
  20世纪90年代,第三代战斗机成为西方发达国家主力战机,发达国家开始研制下一代战斗机;发展中国家大量第二代战机即将退役,迫切需要更新飞机,提高综合作战效能。巴基斯坦空军一直关注中国歼7后继机发展和超7项目。中巴专家经过几个回合交流,决定合作研制发展多用途轻型战斗机。中国的航空工业在全面创新中,开始了新一轮进军世界的旅程,通过集中力量组织外贸后继机的自主研发,闯出了产品出口与技术转让相结合的出口新模式。
  2009年JF—17“枭龙”飞机出口巴基斯坦的10亿美元合同,一举刷新了我国军贸出口单笔合同金额最高纪录,实现了从产品输出向产品与技术双重输出的转变。而EC175直升机,实现了中国在航空领域国际合作从小伙计到大股东的转变,建立起既有中国特色、又能融入世界航空经济的产业链,成为中国航空工业与国际合作的又一成功范例。
  创新,源源不断地创新,成为航空工业迅速融入世界的资本,让中航工业在国际同行中的地位大大提高。2009年,中国航空工业集团公司成为我国首家跻身世界500强的军工企业;2012年,中国航空工业集团公司再次入选世界500强排行榜,并在航空航天和防务类企业居全球第九位,站在了与欧洲宇航、波音公司等世界级航空军工企业同台竞技新起点上。
  “尖端、核心的技术也买不来,想发展必须自主创新。”
  “关键是想创新、能创新、坚持创新。”中航工业董事长林左鸣说。
  不论是军品还是民品,不论是国家重点型号机还是以市场为取向的产品,都把自主创新放在行业企业发展最重要、最优先的位置。
  R0110重型燃气轮机,在中航工业黎明公司也被称作“争气机”。世纪初的黎明公司,刚刚军转民,承受着巨大的生存压力。但黎明还是果断聚集航空发动机工业最精粹的力量,向装备制造业王冠上的明珠——燃气轮机发起进攻,生产出我国首台具有完全自主知识产权的重型燃气轮机,使我国在国防、重工业领域的动力装置不再完全依赖进口。“我们就是要争一口气,在这个高科技行业实现国产装备的突破!”在黎明干了40多年的工程师周义说。
  “再穷不能穷研发。”中航工业每年都有严格控制的资金计划,唯独对技术开发和员工培训费用“上不封顶”。中航工业创新科技投入机制,一方面争取重点项目的国家投入;另一方面通过提取企业盈利、吸引国内外投资、资本市场融资,形成支撑自主创新的多元投入机制。中航工业的技术创新基金规模,已从2005年的4000余万元增长到“十一五”期间超过12亿元,引导旗下企事业项目配套投入达24亿元。
  众手推、泰山移。中航工业的分子公司、科研院所分布在全国各地,各有各的“绝活”。如何形成合力,集中最优要素、最大资源自主创新?中航工业2008年组建后,立刻着手改革,打造支撑自主创新的体制机制,建立了涵盖航空各专业领域和基础技术领域的科技创新体系,组建若干飞机、发动机、机载专业化能力中心。针对国家大飞机专项、ARJ21等重大项目研制,中航工业更是组织精兵强将,集智攻关,确保成功。
  研制周期长、投资大、风险高是航空工业自主创新的一个显著特点。以航空发动机为例,从型号立项到顺利批产即使一帆风顺也需至少十几、二十年的时间。如何始终不渝地坚持创新?林左鸣认为,信念和信心是第一位的。很多人看到中航工业近年来不断涌现的创新成果,却不知道中航工业还把大量的财力人力投向前沿技术和基础技术研究。“这些研究可能几年、十几年都不会有什么看得见的成果,却为企业积累后劲,是我们必须坚持的。”
  “干惊天动地事、做默默奉献人”
  勇担重任、激情进取,是航空精神的核心所在。
  日,中国独立研制的AC313大型直升机首飞成功,结束了中国不能生产大型民用直升机的历史,有人将其称之为“使命型号”。
  日,温家宝总理到北京航空航天大学调研,谈到处理堰塞湖时说当时不得不向外国租用米—26直升机,“这很刺痛我的心”,“我们应该立志,让中国自己的直升机能够制造出来。”
  中航工业牢记总理嘱托,集中所有优势力量发起攻关。所有的参与者都憋着一股劲儿,不造出中国自己的大型直升机誓不罢休。时隔一年多,国产AC313大型直升机顺利首飞。整机性能达到国际第三代直升机水平,引发世界直升机强者的广泛关注。
  持以之恒、坚韧不拔,是航空精神最可贵之处。
  歼10飞机立项,是上世纪80年代末。当时,我国的航空工业水平还相对较低、技术储备不足、人才断层明显。就是在这样的起点上,一批航空人静悄悄地开始了适应21世纪作战环境的新一代歼击机的研制。全体参研人员攻克了以多学科综合优化、先进气动布局、数字式电传飞行控制、大系统综合集成等为代表的设计和综合技术。在这个过程中,困难层出不穷、失败屡屡出现,但都不曾改变航空人的决心和信心,最终打造出了具有自主知识产权的世界先进战机。“歼10飞机走过的历程,是一条坚韧不拔、自强不息的攀登之路。歼10飞机的研制,积累了自主研制先进战斗机的成功经验,同时也积累了一笔宝贵的精神财富。这是我们参与世界先进武器装备竞争的制胜法宝。”总设计师、中国工程院院士宋文骢说。
  无私奉献、耐得住寂寞,是航空精神最让人敬佩的地方。
  “干惊天动地事、做默默奉献人”——这是许多航空人的真实写照。不少科研工作者,用一生的时间、全部的精力投入在某个重大项目上。由于航空工业的敏感性,成果往往不为外人所知,甚至家人都不甚了解。目前,中航工业汇聚了大批优秀而有责任感的航空人才。其中两院院士17人,全国技术能手110多人。航空发动机专家吴大观,更以其对航空事业几十年如一日的执着奉献,感动了全国人民,激励着航空人前赴后继,拼搏奉献。
  想创新&能创新&坚持创新(短评)
  自主创新贵在“想创新”。自主创新才能自立自强。从中航工业的实践不难看出,创新是企业培育核心竞争力的关键环节。一个企业只要掌握了核心技术,就有可能声名大振,甚至实现跨越式发展。发达国家的关键核心技术,不会轻易放手,我们也很难引进来。要加快发展,壮大实力,关键还要靠我们自己。
  自主创新重在“能创新”。走自主创新之路,必须大力培育、全面增强自主创新的能力。企业是自主创新主体,增强自主创新能力就要充分树立企业的主体意识,增加技术创新的投入,加强关键技术的开发,培养创新型领军人才,把打造自主品牌、开发具有自主知识产权的产品作为发展最重要的目标。增强自主创新能力,既要用好市场这只“看不见的手”,也要用好政府这只“看得见的手”。
  自主创新难在“坚持创新”。中航工业几十年的历程说明,自主创新不是件容易的事。在创新的过程中,可能会遭遇失败,反复试验却白忙一场,大量投入打了水漂;可能长时间看不到希望,受到周围的怀疑,甚至自己也会信心不足;可能科研成果喜人但市场效益一般。这就要强化激励机制,加强知识产权保护,建立和完善鼓励创新的市场环境和政策体系。
QC185燃气轮机是中国一航沈阳发动机研究所以及中国一航发动机公司在A型航空发动机的基础上研制的新型燃气轮机,其输出功率为17800千瓦(24180马力),热效率为36%(达到国际同等功率燃气轮机先进水平),重量5800千克,动力涡轮转数为5500转/分.与其他燃气轮机相比,QC185的功率档次适当,热效率高,重量轻,体积小,加速性好,可靠性高,综合性能指标处于同档功率世界先进水平之列。
  (1)QD70:&以某A型发动机为主,是“具有90年代世界先进水平的燃机”,动力涡轮输出功率7060&kW(峰值可达8000KW),热效率31.2%,燃气发生器总增压比&13.2,空气流量29&kg/s,其工作负荷比在航机上有“大幅度降低”(黎明称比国内外所有的航改燃机下降的幅度都大),这有助于提高机组的工作可靠性和寿命。该机2003年7月在中原油田与下面提到的QD128共同并网发电,投入市场运作。其后发现了一些问题并进行了改进。
  (2)QD128:&以“昆仑”发动机为主。燃气发生器来源于昆仑(去掉加力部件),动力涡轮是以斯贝SK15HE型为原准机修改而成。输出功率11500KW(峰值功率为13200KW),热效率28%,燃气发生器总增压比12,空气流量60kg/s。动力涡轮温度1028摄氏度。其技术性能据称处于世界中等偏上水平。“昆仑”发动机于日通过设计定型,但QD-128燃气轮机的首台机组于2000年就已完成制造。可见“昆仑”发动机产业化的思路早就制定下来了。
  (3)QD168和168A:&按照黎明的说法,这两型燃机均为“在俄罗斯最先进战斗机发动机的基础上改型研制而成”。QD168A的研制工作,从1999年10月份开始设计方案前期研究;&2000年~2001年底进行了该项目的总体方案设计,&2001年7月份开始结构设计。2002年6月完成了验证机的全部结构设计工作并开始研制,首台验证机研制于2003年底完成验证机的调试、试车工作,2004年初将首台配SPEY动力涡轮的燃气发生器运抵试验电厂进行试验。空气流量:&64.8kg/s,涡轮前温度:&1142℃(比航机降了250℃),输出功率16800KW,热效率35%。
  4)QC185:&以某A型发动机为主。额定功率可达17780KW,热效率高达37.2%,即使在世界范围内,这个数字也是非常高的。其涡轮进口温度是1265℃。而空气流量只有58.6kg/s,这个数字甚至小于QD128,足以说明其原型机的水平之高。QC185燃气轮机验证机燃气发生器已经于日正式点火成功。其综合性能指标应当位于同档功率世界先进水平之列。
  (5)QC70:&也以某A型发动机为主。性能不详。功率也应在7000KW左右,跟QD70相比做了一定的改进以满足进一步的要求。
  (6)QC260:&以“昆仑”发动机为主,是采用先进的间冷回热技术发展的新一代舰用燃机。目前所知不详。但是按照命名法,估计可达26000KW,已经达到了著名的美国LM2500燃气轮机的功率。其用途,想必大家都能想象得到,肯定是为上舰研制的。
  看到这里,我想很多人都会好奇:除了昆仑发动机外的其他发动机原型机到底是什么型号?实际上这也是我当初追踪燃气轮机发展的初衷:那就是看看到底我们用了什么发动机?
  根据我所掌握的资料,实际上所谓的“俄罗斯最先进战斗机发动机”就是SU27上所用的AL-31F。黎明在介绍该发动机时提到“涡轮结构基本沿用31Ф航空发动机涡轮”,这里31Ф实际上就是该发动机的俄国名称。另外黎明又提到改制QD168A&燃机采用的某型航空发动机属国际第4代发动机、其涡轮前温度1392℃更进一步证实了这就是AL-31F,因为现役发动机中只有AL-31F是1392℃。这证明,我们的黎明已经具有了完全的生产和维修该发动机的能力。联想到2000年有一则新闻中提到,黎明成功的完成了某型发动机可收扩喷口的国产化,很有可能就是这种发动机。这就意味着,一旦我天朝空军的苏27心脏出了问题,根本无需请俄国专家,我们自己就可以修理,这为战时飞机的高出勤率打下了坚实的基础,同时又节省了大量外汇。
  另一型所谓的“A”型发动机,实际上就是我们最为关注的WS10!有一篇在概括我国燃气轮机现状的文章提到QD70和QC185都是由WS10发展而来的。加上其他的证据,说明该“A”型发动机就是我们的大推力级涡扇发动机WS10。由该机同时改型成三款燃气轮机足以说明国家对它的厚爱!
  值得关注的是,QC185和&QD168A都是由现役第三代战斗机的心脏改装而来的。QC185的涡轮前温度比QD168A高了123℃,空气流量却小了6.2&kg/s,而额定推力却大了6%!这足以说明我们的涡扇10有着比AL―31F更为强劲的发动机,更高的涡轮前温度。假设QC185涡轮前温度的下降幅度跟AL-31F相同,则WS10的涡轮前温度可以高达1515度!与目前世界主要国家现役战斗机的主力发动机的该参数近似。
  更为可喜的是,我们对燃气轮机的研究已经不限于纸面上。例如天朝海军在2020年前的舰用动力规划会上已将QC70和QC185燃气轮机这两型燃机确定为未来我军舰用动力的主要产品之一,同时,QC185燃机也可用于未来我军舰载综合电力系统的主要装备装配部队。目前QC70的上舰立项工作已经完成。可以预见,在不远的将来,装载有天朝自行研制的燃气轮机的海军舰船就将驰骋在祖国的领海上保卫自己的领土。我们的祖国也会越来越强大!
  个人觉得,天朝在过去5年里在燃气轮机项目上的发展,比过去40年来发展的总和还要多4-5倍。如果用“迅猛”来比喻的话也毫不为过。所以,国家成立中航一集团和二集团并不仅仅是换换名称而已,而是实实在在的一种大战略包涵其中。市场化、战略化、信息化的发展战略使得我天朝的军工企业越来越强大
以下转自黎明公司介绍,
RO110燃机简介
1&R0110燃机研制过程
R0110燃气轮机是国家科技部“十五”863计划能源领域燃气轮机重大专项,由黎明公司为承担单位,通过聘请国外专家,联合国内九家单位为联合体共同研制的,具有自主知识产权的重型燃气轮机。按照与科技部签定的合同要求,R0110燃气轮机2003年完成设计,并由科技部组织评审,2004年完成部件制造,2005年完成制造厂总装,2006年完成试验电站72小时考核运行,由科技部组织验收。目前设计工作已完成,设计评审正在准备中,同时从2004年下半年开始,工艺准备和原材料订货工作已陆续进行,并完成了主要原材料订货和大量工艺准备工作。
2&设计特点
R0110燃气轮机使用寿命长,可靠性高,具有体积小、重量轻、启动快等特点,可带基本负荷和调峰负荷运行。
2.1可维护性
R0110燃机可整体吊装运输,维护方便,可在现场进行小修检查和拆开大修,可在现场更换火焰筒、喷嘴、透平叶片和压气机叶片,并可更换轴承等其它易损部件。
3&机组主要部件
R0110燃气轮机成套装置由燃气发生器和辅助系统组成。&
3.1燃气发生器
R0110燃气发生器由压气机、燃烧室和涡轮等部件组成,压气机共15级,压气机进口导流叶片可调,能起到防喘、调节功率的作用。压气机的第5级、10级后分别装有放气阀门,在燃机启动和停机时打开放气,保证压气机稳定运行。燃烧室为逆向环管式结构,可使用双燃料,共有20个火焰筒,采用预混燃烧,燃烧室中装有等离子点火系统。为了达到低的氧化氮(NOx)排放量,燃烧室分成双区域,由三通联合燃料雾化器把气体或液体燃料送入火焰筒去。
涡轮共4级,涡轮转子为焊接结构,第1、2级动叶为铸造冷却叶片,第3、4级动叶为非冷却叶片,转子采用滑动轴承支承。
4&辅助系统
R0110燃气轮机辅助系统包括:
滑油系统;燃料和点火系统;压缩空气系统;冷却系统;进气系统;排气系统;进口可调导叶系统;箱体通风系统;灭火系统;电气系统;变频启动系统;控制和监测系统;压气机清洗系统等。
4.1&滑油系统
滑油系统的作用就是在机组整个运行过程中能够充分保证对燃气轮机、发电机的轴承进行润滑,供给符合各轴承参数要求的润滑油,用来对各轴承进行润滑、冷却,以确保系统安全工作。同时还提供发电机启动或停机所需要的顶轴油。
R0110燃机与发电机共用一套滑油系统,采用30#透平油。主要包括两台交流泵和一台直流泵、滑油过滤器、滑油加热器、顶轴油泵(发电机)、冷油器、排烟风机、油气分离器等组成,所有滑油系统设备都布置在滑油箱上,滑油箱容积10m3,循环倍率为9。
4.2&燃料和点火系统
主要由燃料调节阀、测量元件、等离子点火器等组成,向燃气轮机供应干净的、一定压力和流量的燃料。
4.3&压缩空气及防喘系统
压缩空气系统由螺杆式空气压缩机、储气罐、气水分离器、冷干机、电磁阀、气动球阀、减压阀等组成。
压缩空气系统是根据燃机自动控制系统的指令,由压缩空气气源向各级放气活门提供压缩空气,从而控制这些活门的打开与关闭,用以防止燃机启动过程中发生喘振现象。同时向燃机成套设备中的燃料系统调节阀、滑油系统温度控制阀和进气系统的旁通门气缸供给压缩空气,以保证各系统能很好的完成其相应的功能,使燃机正常运行。
4.4&冷却系统
燃气轮机上设有叶片冷却空气用的冷却器,更进一步提高透平冷却叶片的冷却效果,提高透平叶片的使用寿命。
4.5&进气系统
功能:通过过滤、防冰装置和消音元件,向燃气轮机提供经一定压力、流量、清洁的空气,控制噪音。设有进气压力损失报警、保护装置,当压力损失超过规定范围时自动停机。(气体温度低于5℃时,引入压气机10级后的热气,与所进的空气混合,使进气温度升高,防止结冰)
4.6&排气系统&
R0110燃机机组排气系统由两部分组成:
a、水平扩散段&
功能:降低燃机排出气体的速度。
B、水平转垂直段,排气烟道&
功能:引导气流由水平转为垂直流动,将气体排出,内设有消音和NOx、CO在线探测装置。
该系统是把燃机排出的燃气排入大气。并将透平后的排气速度和噪音降下来。
4.7&进口可调导叶系统
在联合循环时,为了保证排气温度恒定,进气量可随时调节,故采用可调导叶进行全程调节。既可以防止压气机进入到喘振工况,还能使压气机后各级空气的流动情况得到改善。
4.8&箱体通风系统
功能:向燃机和发电机提供清洁的循环空气,保证箱体温度。
燃机箱体采用抽风,发电机箱体采用送风。
4.9&灭火系统
灭火系统是燃机机组安全运行的重要保障。
组成:燃机箱体内和发电机箱体内设置火警探测、报警和CO2自动喷淋灭火系统。
系统协动:箱体通风机停止,防火挡板关闭,CO2喷淋,燃料供应阀切断(停机)。
4.10&电气系统
燃气轮机单循环发电系统的电气系统包括:发电机、变频装置、励磁装置、继电保护装置、电机控制中心和低压电源。
各部分的功能:发电机是把机械能转换为电能的设备,它由燃气轮机直接驱动发电、并入电网。在燃机启动时,发电机也作为燃气轮机的起动机。变频装置以发电机本身作为电动机,完成燃气轮机从静止状态的启动、冷运转和压气机清洗。当发电机工作于电动状态和发电状态时,励磁装置为其提供转子磁场,继电保护装置为其提供各种保护。低压电源提供燃机和发电机各种动力电源和控制电源,以及不间断电源和直流电源。
与R0110燃气轮机配套的发电机采用三相、同步、闭循环空气冷却、静止励磁发电机。
4.11&变频启动系统
功能:向燃机提供动力,包括为燃机启动和燃机冷循环提供动力。
R0110燃机机组采用发电机本身作起动马达,由电网供电,通过可控硅变频装置,作变频起动。起动转速为0~rpm,起动功率平均为3800kW,峰值可达5700kW。
4.12&控制和监测系统
功能:对机组的运行进行监控。
组成:由较多设备、保护装置、电气柜、传感器和各种接线&盒、线路、信号及执行机构与电子调节系统相互连接而成。
4.13&压气机清洗系统
功能:用除清洗溶剂进行清洗,清除压气机单元体上的污物,提高压气机效率。
在燃机冷运转(10-100rpm)状态下加压清洗。&
5.R0110燃机联合循环机组
R0110燃气轮机可以组成“一拖一”联合循环或“二拖一”联合循环。当汽轮机抽汽运行时,可以满足部分供热要求,当余热锅炉产生的蒸汽直接用于供热时,可以组成余热锅炉供热型热电联供联合循环。通过对R0110燃气轮机余热系统的性能优化,提出了联合循环机组的主要性能参数。
5.1“一拖一”联合循环
R0110燃气轮机当组成“一拖一”联合循环发电机组时,
余热锅炉可以采用自然循环或强制循环双压形式,汽轮机采用与联合循环专门配套设计的双压进气系统、节流调节、无回热系统的凝汽或抽汽形式。当汽轮机采用抽汽方式时,最大抽汽量约150t/h,此时发电量会降低,但热效率会提高。如果采用余热锅炉供热蒸汽,最大供汽量约180&t/h,此时发电量为燃气轮机单循环发电量,但热效率可达80%以上。
5.2“二拖一”联合循环
R0110燃气轮机当组成“二拖一”联合循环发电机组时,余热锅炉可以采用自然循环或强制循环双压形式,汽轮机采用与联合循环专门配套设计的双压进气系统、节流调节、无回热系统的凝汽或抽汽形式。当汽轮机采用抽汽方式时,最大抽汽量300t/h,此时发电量会降低,但热效率会提高。如果采用余热锅炉供热蒸汽,最大供汽量约340t/h,此时发电量为燃气轮机单循环发电量,但热效率可达80%以上。
目前我公司已经开始进行燃气轮机的辅助系统和单循环电站成套设备方案设计和选型工作,电站选址工作正在进行中
从下文可以看出RO110燃气轮机现阶段主要应用于IGCC电厂。没搞明白R0110是否是航空发动机转变的。
中电投东北公司与沈阳高新区管委会签署合作开发沈阳浑南热电和IGCC项目框架协议&
中国电力网&日08:31&来源:中电投东北公司&&点击直达中国电力社区&
&&&&&12月29日,中电投东北公司与沈阳高新区管理委员会合作开发沈阳浑南地区热电和IGCC项目框架协议签字仪式在沈阳隆重举行。国家科技部高新司能源处处长尉迟坚、辽宁省科技厅副厅长刘晓东、沈阳市副市长邹大挺、沈阳浑南新区管委会主任黄凯、中电投集团公司科技环保部主任曹宝均、中电投东北公司董事长杨金光、副总经理曾东宁等领导和来宾出席了签字仪式。
&&&&仪式期间,中电投东北公司董事长杨金光会见了沈阳市副市长邹大挺。杨金光感谢沈阳市政府一直以来对中电投东北公司的发展所给予的支持和帮助,介绍了与沈阳高新区管理委员会合作开发的热电和IGCC项目的总体规划和工作安排,并表示愿意借助浑南热电和IGCC项目的开发建设,更好地为地方经济发展做出贡献。邹大挺对中电投在沈阳投资建设热电和IGCC项目表示欢迎,对中电投公司重视节能环保项目开发,在节能减排、上大压小工作中做出的突出贡献表示赞赏,希望中电投集团能加大在沈的投资力度,表示将全力支持IGCC示范电站项目的开发建设,力争使这一国家863重大专项科技示范项目早日开工投产,对沈阳市的清洁能源产业发展起到积极推动作用。
&&&&中电投东北公司董事长杨金光和沈阳浑南新区管委会主任黄凯在框架协议上签字。中电投集团公司科技环保部主任曹宝均、国家科技部高新司能源处处长尉迟坚、沈阳市副市长邹大挺分别在仪式上发表讲话。
&&&&沈阳浑南IGCC项目,即整体煤气化联合循环发电示范电站项目,是国家863重大专项“中低热值燃料RO110燃气轮机研制及其在IGCC电站中的工程应用”中的科技示范项目。通过国产重型燃气轮机在IGCC示范电站中的应用,加速国产重型燃气轮机的产业化进程,推进国产重型燃气轮机的应用。为了保证热电联产的安全可靠性,该项目将与常规燃煤电站捆绑开发建设。示范电站总装机容量为1000MW,其中常规燃煤热电项目2×300MW级,IGCC电站2×200MW级。项目建成后,将成为沈阳浑南及周边地区重要的热源支撑及辽宁电网在沈阳负荷中心的重要支撑,也将改变中电投集团在沈阳地区没有电源项目的局面。该项目对于推动中电投在辽宁省的发展,巩固在辽宁电网的地位具有重要意义。
5万马力的QC285间冷循环燃气轮机简介(研制中)
第29卷第4期&2007年8月&舰船&科&学&技&术&SHIP&SCIENCE&AND&TECHNOLOGY&Vol.&29&,&No.&4&Aug.&.&2007&文章编号:07)04-0017-05&对发展大功率船用燃气轮机的新思考&闻雪友,肖东明&(中国船舶重工集团公司第七O三研究所,黑龙江哈尔滨1&50036)&摘&要:&提出利用成熟的简单循环船用燃气轮机将其派生为一型间冷循环大功率船用燃气轮机的新构想,并且原发动机燃气发生器的通流部分和结构大部分保持不变,以继承原机的可靠性。&用1台实际发动机作为案例进行的分析研究表明,采用间冷循环,并精心匹配,在燃气轮机的功率显著增加(约28%)的同时,其效率也可略有提升(约3%),具有工程实施价值&根据大功率船用燃气轮机的发展趋势可以推断,40&000--50&000马力档次的船用燃气轮机可以满足未来10~15年内各国海军对于大中型水面舰艇大功率燃气轮机主动力的需求。&2&我国大功率船用燃气轮机发展目标的建议&鉴于研制高性能船用燃气轮机的难度大、周期长、费用高的现实,在确定发展目标时应考虑如下因素:&1)必须是在一个合适的国产母型机基础上改型、发展或派生;&2)应最大限度地保持高温部件不变,以继承其高可靠性;&3)不追求全面的性能先进,但应体现总体性能的跃升;&4)其性能指标应基本满足未来15~20年应用的需要;&5)军民两用。&基于上逑考虑,以及对国外大功率船用燃气轮机发展趋势的讨论,确定如下总体性能指标可能是合适的。&在15℃,标准大气压力,不计进气损失、排气损失,无对外引气的条件下:&功率:45&000~50&000马力;&效率:38%~40%。&这是一个比较现实而又能在一定时期内被接受的值。&3&我国大功率船用燃气轮机发展途径的探讨&船用燃气轮机性能的提高主要有两条途径:一是传统的简单循环,用提高燃气初温、压比(加级),增加空气流量,提高燃气发生器转子转速和改进部件效率&等措施实现新的目标,这方面LM2500+是一个代表;二是采用复杂循环,通过循环的改进实现更高的性能,这方面采用间冷回热(ICR)复杂循环的WR-21是代&表。&探讨了在国产母型机基础上派生新的大功率船用燃气轮机的各种技术途径,并以下列准则来判定方案的适用性:&1)功率:45&000~50&000马力;&2)效率:38%-40%;&3)最大程度地继承母型机燃气发生器的通流部分;&4)最大程度地继承母型机部件的可靠性,尤其是高温部件;&5)关键技术在国内能获解决;&6)较短的研制周期;&7)较少的研制经费&经过论证,提出采用间冷(IC)循环的新设想。&4&间冷循环燃气轮机&4.1&间冷循环分析&间冷循环的原理图见图2。间冷循环燃气轮机的低压压气机与高压压气机之间设有一个中间冷却器,使得空气在进入高压压气机前被冷却;空气经高、低压压气机压缩进入燃烧室,与燃料掺混燃烧后形成高温、高压的燃气,经高压涡轮、低压涡轮与动力涡轮膨胀作功,分别驱动高、低压压气机和负荷工作。与简单循环相比,间冷循环通过中间冷却器降低了高压压气机的入口温度进而减少了其压缩空气的耗功,从而提高了发动机的输出功率&选取一型发动机(MGT-33)作母型机进行发展为&IC循环的研究,以讨论该方案的技术可行性。&MGT-33简单循环燃气轮机的主要性能见表3。&案例分析结果表明,功率增加27.&8%,热效率提高3.&24%,发动机总体性能提高的效果是显著的。&3)所研究案例的主要优点是:&①母型机燃气发生器的核心部件结构变动最小,通流部分通用性最高,继承了高可靠性;&②与间冷回热循环(ICR)相比,规避了回热器及动力涡轮可调导叶两项关键技术,系统较简单,技术风险小,可明显缩短研发的周期,减少研发费用,又能在发动机总体性能上有所跃升。当然,也必须指出,其效率,尤其是部分负荷下的效率则明显低于ICR循环;&③在功率和效率方面,可以满足未来15~20年内对大功率船用燃气轮机主动力的需求;&④间冷循环燃气轮机在国外舰船上也无应用先例,因此可以称之为“有中国特色的大功率船用燃气轮机”;&⑤这是一个采用新循环的新机型,具有自主知识产权。}

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