Zasada działania turbiny gazowej
Sprężarka pobiera powietrze z zewnątrz, a powietrze dostaje się przez wlot do turbiny gazowej, podnosi swoje ciśnienie przez łopatki sprężarki, spręża je i wysyła do komory spalania, przy czym paliwo (gazowe lub płynne) jest również wtryskiwane do komorze spalania i zmieszany ze sprężonym powietrzem o wysokiej temperaturze w celu spalania pod stałym ciśnieniem. Wytworzone spaliny o wysokiej temperaturze i ciśnieniu po spaleniu i podgrzaniu rozszerzają się, przedostają się do strefy turbiny i przepływają przez łopatki pierwszego poziomu, popychając łopatki napędowe do obracania się z dużą prędkością, aż do momentu, gdy zostaną usunięte z wylotu gazu i staną się spalinami gaz, a gazy spalinowe są odprowadzane do atmosfery lub ponownie wykorzystywane (np. wykorzystanie kotła na ciepło odpadowe w obiegu skojarzonym).
Po obróceniu się ostrza obraca się również wał, a wał napędza mechaniczny obrót ładunku, aby zrealizować konwersję energii cieplnej i energii mechanicznej. Ogólnie rzecz biorąc, sprężarka, komora spalania i turbina nazywane są trzema podstawowymi elementami turbiny gazowej.
Charakterystyka turbiny gazowej
1. Maksymalna wydajność, optymalne korzyści. Wraz z ciągłym postępem materiałów wysokotemperaturowych, a turbina przyjmuje łopatki chłodzące i stale poprawia efekt chłodzenia, początkowa temperatura gazu przed turbiną stopniowo wzrasta, w połączeniu z ciągłym zmniejszaniem liczby etapów rozwoju, sprężarka o wyższej i wyższy stopień sprężania oraz poprawa wydajności różnych komponentów, dzięki czemu wydajność turbiny gazowej stale się poprawia.
2. Mały rozmiar i łatwy w użyciu. Projekt i konstrukcja elementów mocy turbiny gazowej wywodzi się z turbosprężarek i pomocniczych jednostek napędowych, a konstrukcja jest prosta i zwarta. W porównaniu z tradycyjnym sprzętem, turbiny gazowe są mniejsze pod względem skali i objętości niż tradycyjne kotły i turbiny parowe, zajmują niewielką powierzchnię i są łatwe do przenoszenia.
3. Zmniejsz spalanie węgla, czyste i przyjazne dla środowiska. Turbiny gazowe mogą wykorzystywać paliwa inne niż węgiel, takie jak gaz ziemny, propan, gaz ze studni naftowych, metan z pokładów węgla, biogaz, benzyna, olej napędowy, nafta, alkohol itp. Co więcej, turbina gazowa może osiągnąć bardzo niską emisję NOx poprzez kontrolowanie produkcji NOx podczas procesu spalania lub denitryfikacja końcowych gazów spalinowych, gdy NOx jest wytwarzany i odprowadzany do kotła na ciepło odpadowe, i może w pełni poddać recyklingowi zasoby i faktycznie osiągnąć zerową emisję.
4. Minimalny hałas, bezpieczny i niezawodny. Ilość niskich częstotliwości wytwarzanych podczas pracy turbiny gazowej jest niska. Co więcej, podłączone do sieci urządzenie do konwersji poza siecią wykorzystujące cyfrowe zdalne sterowanie może zrekompensować brak bezpieczeństwa i stabilności innego sprzętu.
Kluczowe technologie turbin gazowych
1. Kluczowa technologia sprężarki: technologia pneumatyczna, wysokoobciążeniowa i wysokowydajna; Technologia projektowania o wysokiej stabilności i wydajności aerodynamicznej; Pneumatyczna, wielostopniowa technologia projektowania; Wielostopniowa technologia numerycznej symulacji i weryfikacji wydajności pneumatycznej całej maszyny; Konstrukcja wirnika i technologia projektowania wytrzymałościowego.
2. Kluczowa technologia komory spalania, projektowanie organizacji pola spalania i technologia badań; Technologia projektowania konstrukcji ścian cylindra płomieniowego; projektowanie dysz i technologia testowania; Chłodzenie części w wysokiej temperaturze, ochrona, technologia projektowania wytrzymałościowego; Projekt spalania niskoemisyjnego i technologia testowania; Szeroka gama stabilnych konstrukcji spalania i technologii testowania; Technologia symulacji numerycznej i weryfikacji pola spalania.
3. Projekt chłodzenia powietrzem i technologia testowania ruchomej łopatki, łopatki kierującej i koła ruletki kluczowej technologii turbinowej; Projekt chłodzenia parą łopatkową i technologia testowania; Analiza pola temperatury, pola naprężeń i trwałości wytrzymałościowej oraz technologia badań ostrzy i kół; Analiza wydajności stopnia turbiny i technologia projektowania dla mieszanego przepływu powietrza chłodzącego; Multifizyczna technologia symulacji numerycznej i weryfikacji łopatek chłodzących; Konstrukcja wirnika i technologia projektowania wytrzymałościowego.
4. Kluczowa technologia ważnego układu turbiny gazowej, projekt układu powietrza chłodzącego, analiza wydajności i technologia debugowania; Zaawansowane części regulacyjne układu sterowania, sterownik i prawo kontrolne; Technologia układu rozrusznika; Technologia łożysk i systemów oleju smarowego.
5. Techniczne aspekty materiałów turbin gazowych obejmują głównie: silną odporność na korozję termiczną i rozwój nadstopu monokrystalicznego; Udoskonalenie systemu materiałów nadstopowych; Test wydajności materiałów wysokotemperaturowych w 5000-10000 godzinach warunków bliskich eksploatacji; Badania właściwości mechanicznych odlewów wielkogabarytowych w warunkach zbliżonych do eksploatacyjnych; Badania odporności na utlenianie i korozję termiczną odlewów wielkogabarytowych; Stal CrMoV o wysokiej wytrzymałości na drążki kierownicze.
6. Technologia procesowa turbiny gazowej obejmuje głównie: technologię wytwarzania rdzenia ceramicznego o złożonej strukturze; Technologia produkcji ceramicznych skorup formy o wysokiej wytrzymałości, odporna na szok termiczny; Wielkoformatowa krystalizacja kierunkowa, technologia kierunkowego krzepnięcia z pojedynczym kryształem; Obróbka łopatek turbiny w wysokiej temperaturze, spawanie, obróbka cieplna, testowanie i inne procesy; technologia powlekania ostrzy; Badania inżynieryjne łopatek turbin gazowych; Specyfikacje produkcyjne łopatek turbiny gazowej i kryteria akceptacji; technologia wytwarzania dużych tarcz turbin; Proces produkcji prętów ściągających ze stali o wysokiej wytrzymałości; Technologia wykonania palnika.
