Pagrindinės sąvokos
Pagal „Dujų turbinos žodyną“ (GB/T 15135-2018), dujų turbina reiškia nuolatinio srauto besisukantį įrenginį (vieną mašiną), kuri šiluminę energiją paverčia mechaniniu darbu, įskaitant kompresorių, įrangą, skirtą šildymui. darbinis skystis (pvz., degimo kamera), turbina, valdymo sistema ir pagalbinė įranga.
Pramoniniai dujų turbininiai varikliai, paprastai vadinami dujų turbinomis arba turbinomis, pramoniniais dujų varikliais, iš esmės yra tas pats, kas aviaciniai dujų turbininiai varikliai (vadinami aviaciniais varikliais), tačiau taikymo scenarijai šiek tiek skiriasi. Jie suspaudžia aukšto slėgio dujas į degimo kamerą ir, reaguodami į cheminę energiją, per turbiną cheminę energiją paverčia mechaniniu darbu (turbinos transliteracija).
Kaip energijos konvertavimo įtaisas, dujų turbina yra orlaivio variklis, kuris skrendant dangumi aviacinį žibalą paverčia sraigto mechanine energija; ant žemės naudojama dujų turbina gamtines dujas ir naftą paverčia mechanine generatoriaus energija.
Garo turbinos, vidaus degimo varikliai ir dujų turbinos pirmiausia buvo sukurtos naudoti karo laivuose. Garo turbinos buvo naudojamos iki Pirmojo pasaulinio karo, vidaus degimo varikliai – per Pirmąjį ir Antrąjį pasaulinius karus, o dujų turbinos karo laivams buvo kuriamos po Antrojo pasaulinio karo. Jie buvo modifikuoti iš orlaivių variklių ir daugiausia buvo naudojami dideliuose antvandeniniuose laivuose.
Dujų turbinos turi keletą savybių:
Pirma, teorinis energijos konversijos efektyvumas gali siekti 88%, o tai kol kas yra didžiausią energijos konversijos efektyvumą turintis įrenginys pasaulyje. Teigiama, kad kuro elementai gali pasiekti 90 % konversijos efektyvumą, tačiau jie dar nėra visiškai komercializuoti; vidaus degimo variklių teorinis energijos konversijos efektyvumas siekia 88 proc., kuris buvo išbandytas dešimtmečius.
Antra, dujų turbinų degimo temperatūra yra gana aukšta, o kenksmingų dujų emisija yra palyginti maža.
Trečia, galios tankis yra palyginti didelis. Viena konteinerio dydžio mašina gali tiekti energiją naikintojui; civilinei apskrities elektrai iš esmės pakanka dviejų konteinerių. Garo turbinos yra labai didelės, pavyzdžiui, dyzeliniai varikliai ir vidaus degimo varikliai, kurių galia didesnė nei 10 megavatų, kurie iš esmės yra dideli įrenginiai, sveriantys tūkstančius tonų ir dešimčių metrų aukščio.
Ketvirta, dujų turbinos nėra kaip vidaus degimo varikliai, kurie yra taktinio tipo ir dirbama kartą per 4 taktus. Dujų turbinos veikia nuolat, o turbina yra sūkurinė linija. Tai didžiausią energijos konversijos efektyvumą turintis šiluminio variklio įrenginys, paverčiantis cheminę energiją į šiluminę ir mechaninę energiją.
Aštuntajame dešimtmetyje dujų turbinos pateko į JAV naftos pramonę, todėl atsirado pramoninės dujų turbinos. Orlaivių varikliams reikalingas santykinai didelis našumas, jie yra gana sudėtingi ir palyginti trumpi; pramoniniams varikliams nereikia mažinti svorio, jie yra labai tvirti ir reikalauja gana ilgos eksploatavimo trukmės. Maždaug devintajame dešimtmetyje, vystantis gamtinėms dujoms, jos pateko į energetikos pramonę.
Po Antrojo pasaulinio karo JAV techninis lygis nebuvo labai aukštas. Anksčiausiai buvo įsigytos Italijos įmonės, kurios yra Europos besisukančios įrangos sostinė. Tipiška britų kompanija yra Rolls-Royce, gaminanti orlaivių variklius. Paprastai įmonės, gaminančios orlaivių variklius, gamins dujų turbinas. Visoje Europoje buvo įsigytas Vokietijos „Siemens“, taip pat įsigyta „Rolls-Royce“ lėktuvo modifikacija. Rusijos dujų turbinos daugiausia bendradarbiauja su Ukraina. Visi dizainai yra Rusijoje, o kai kurios gamybos bazės yra Mariupolyje, Ukrainoje.
Pastaraisiais dešimtmečiais tik japonų „Mitsubishi“ sukūrė tikrą sunkiasvorę dujų turbiną, o „Kawasaki“ gamina mažesnes, tad tam tikra riba vis dar yra. Mažos ir vidutinio dydžio dujų turbinos daugiausia yra GE, ypač skirtos kariniams tikslams. Pagrindiniai naikintojai dažniausiai yra GE, LM-2500 modelis. Siemens įsigijo kai kurias savo mažas dujų turbinas Linkolne (JK), kurių galia mažesnė nei 15 MW, o kai kurias – Finspång mieste, Švedijoje. Geriausia mažų dujų turbinų įmonė yra JAV „Solar“, kuri yra labai arti savo klientų ir užima didžiausią mažų dujų turbinų, kurių galia nesiekia 15 MW, rinkos dalį pasaulyje.
Klasifikacija
Pagal konstrukcinę formą ir išėjimo galią dujų turbinas galima suskirstyti į tris kategorijas: mikro, lengvąsias ir sunkiąsias. Be to, mikro ir lengvąsias dujų turbinas galima modifikuoti iš orlaivių variklių (taip pat žinomų kaip „aero-to-gas“), kurių galia paprastai neviršija 50 MW, ir gali būti naudojami pramoninei elektros energijos gamybai, laivų energijai, dujotiekio stiprinimui, cisternų stiprinimui. lokomotyvai, paskirstyta elektros gamyba ir kombinuota šiluma bei elektra. Sunkiųjų dujų turbinų galia viršija 50 MW ir dažniausiai naudojamos kaip stacionarieji generatoriai žemėje, pavyzdžiui, miesto elektros tinkluose.
Didelio galingumo dujiniai varikliai paprastai klasifikuojami pagal temperatūrą. E, F, G ir H klasės atitinka skirtingas degimo temperatūras. Inžineriniu požiūriu geriau juos klasifikuoti pagal lydinio atsparumą temperatūrai.
Kinijoje tai iš esmės mažos dujų turbinos. Mažos dujų turbinos paprastai skirstomos pagal struktūrą: vienos ašies, dviejų ašių, trijų ašių, aeromodifikuotos, pramoninės ir retai klasifikuojamos pagal temperatūrą, nes mažų dujų turbinų temperatūra nėra tokia aukšta, lyginant su sunkiųjų dujų turbinomis. turbinos. Tie, kurių galios lygis yra mažesnis nei 30 megavatų, iš tikrųjų yra lygiašiai kristalai, tai yra, E klasės. Tai nėra absoliuti, o kai kurie labiau pažengę pasiekė F klasę. E-klasė buvo bandomoji gamyba Kinijoje 1995 metais. Apie 50 megavatų tikriausiai atitinka F klasės, kuri yra orientuota krištolinė. 2005 m. Kinija gamino klasę bandomuoju būdu, o dabar turime visas šias medžiagas. Pažangiausios dujų turbinos pasiekė H klasę, o dabar turime antrosios kartos pavienius kristalus.
Paprastai mažesnės nei 1 MW galios vadinamos mikrodujų turbinomis. Tiesą sakant, užsienyje mikrodujų turbinos nenaudoja tokių gerų lydinių dėl žemos temperatūros. Jie naudoja kai kuriuos specialius plienus ir retai naudoja lygiagrečius kristalus. Maždaug 15 MW galios vadinamos mažomis dujų turbinomis, kuriose daugiausia naudojami lygiašiai kristalai. Užsienyje taip pat yra keletas specialių įmonių, kurios naudoja specialius plienus, bet kadangi jų dangos yra ypač geros, jie gaminami geriau. Mažos ir vidutinės 30–50 MW galios paprastai naudoja labiau orientuotus kristalus, tai yra, F klasės. Didesniuose naudojami pirmosios ir antrosios kartos monokristalai, kurie yra mūsų vietiniai prekių ženklai.
Mažos ir vidutinės bei mikro dujų turbinos dažniausiai naudojamos paskirstytoje galioje ir kogeneracijoje. Mažesnės nei 30 MW ir 15 MW galios dažniausiai naudojamos Sičuane, o mažesnės nei 7 MW – Čongčinge. Tai susiję su jos pramonės parkų mastu. Maždaug 30 MW galios dažniausiai naudojamos Dziangsu, o nuo 50 MW iki 100 MW – pramoniniuose parkuose Guangdonge, dažniausiai paskirstytai energijai arba kombinuotai šilumai ir elektrai gaminti. Didesnės nei 100 MW galios iš esmės naudojamos kai kurioms didelėms elektros tinklo piko reguliavimui arba kaip bazinės apkrovos elektrinėms. Naftos ir dujų pramonė iš esmės naudoja mažus. Kasybos pramonėje daugiausia naudojama 7 MW ir 15 MW, o transportavimas vidutiniu vamzdynu yra daugiausia 15 MW ir 30 MW.
Mažesnių nei 30 MW dujų turbinų projektavimo sistema yra gana subrendusi, o technologinių medžiagų sistema taip pat yra gana subrendusi. OBT derlingumas gali siekti 85%. Pramoninės dujų turbinos vis dar turi sutelkti dėmesį į ekonominius rodiklius, techninį ir ekonominį įvertinimą arba sąnaudas, o pagrindinis vertinimo rodiklis yra išeiga.
Vidutinėms ir didelėms dujų turbinoms mes (buitinėje) projektavimo sistemoje turime mažai projektavimo programinės įrangos, projektavimo specifikacijų ir kai kurių medžiagų ir procesų duomenų bazių savo projektavimo sistemoje, todėl ši projektavimo sistema nėra labai brandi ir išeiga nėra didelė. . F lygio arba orientuotas kristalas yra vandens baseinas. Žemiau orientuoto kristalo, mes vis dar pakankamai įsitikinę, kad dalyvausime tarptautinėse varžybose. Virš orientuoto kristalo pramoniniame lygmenyje vis dar turime tam tikrą atotrūkį. Ši sritis perduota rinktinei. Kelios centrinės įmonės atlieka pagrindinius tyrimus ir plėtrą, o investicijos į pagrindines medžiagas ir pagrindinius procesus yra didžiulės.
Pramonės grandinė
Mano šalies dujų turbinų pramonės grandinės pradžioje aukštos temperatūros lydinių, titano lydinių, kompozicinių medžiagų, aliuminio lydinių ir bendrojo plieno gamintojai yra Gangyan Gaona, Fushun Special Steel, Baoti Group ir kt. Medžiagos liejamos, kalstamos arba atliekami kiti procesai, kuriais gaminamos turbinos mentės, velenai ir kitos dalys. Ašmenys ir kitos dalys formuojamos liejimo būdu. Pagrindiniai vietiniai liejimo ir kalimo gamintojai yra Yingliu Co., Ltd., Wanze Co., Ltd., Tunan Co., Ltd. ir kt. Tada paskesni visų mašinų gamintojai surenka įvairias dalis į visas mašinas. Pagrindiniai gamintojai yra AECC, Shanghai Electric, Helan Turbine, Harbin Electric ir kt.
Tiekėjų pramonės šakos, ypač tokie produktai kaip aukštos temperatūros lydiniai, aukštos temperatūros titano lydiniai, šiluminės barjerinės dangos ir pažangios keraminės kompozicinės medžiagos, vaidina svarbų vaidmenį skatinant nacionalinės gynybos pramonę ir aukščiausios klasės įrangos gamybą. Buitinės dujų turbinos daugiausia naudojamos energijos gamybai, o nedidelė dalis jų naudojama vandens įpurškimui, oro įsiurbimui, slėgiui naftos ir dujų telkiniuose, laivų ir rezervuarų energijai. Pagrindinis dėmesys skiriamas paskirstytajai elektros gamybai, kombinuotai šilumai ir elektros energijai, transportavimui gamtinių dujų vamzdynais, laivų varymui ir mechaninei pavarai. aspektas. mano šalies dujų turbinos turi didžiules potencialias paskirstytos energijos tiekimo, slėgio stočių, pramoninės energijos gamybos ir kitų sričių rinkas, o politika palaiko sparčią pramonės plėtrą. mano šalies dabartiniai didelio masto projektai, tokie kaip dujų perdavimas iš vakarų į rytus, energijos perdavimas iš vakarų į rytus ir "vandens nukreipimas iš pietų į šiaurę", taip pat sparti mano šalies laivų statybos pramonės plėtra mano šalyje sparčiai išaugo dujų turbinų paklausa.
Pramonės politika
14-ojo penkerių metų plano modernioje energetikos sistemoje dujų turbinos taip pat nurodytos kaip pagrindinė pagrindinė technologija, iš esmės priskiriant jas branduolinei energijai, naujoms energijos sistemoms, energijos kaupimui ir vandenilio energijai.
Valstybinė energetikos investicijų korporacija atliko du specialius projektus, vienas iš jų yra didelis didelių apkrovų dujų turbinų, įskaitant vandenilio mišinio dujų turbinas, projektas. Vidinėje Mongolijoje buvo pastatytas grynas vandenilis, tačiau jis dar nebuvo pradėtas eksploatuoti. Jingmeno elektrinė sumaišė 15 proc. „Harbin Electric“ ir „Guangdong Electric Group“, kuri yra „Guangdong Energy Group“, įgyvendino vandenilio maišymo projektą Daya įlankoje, o „Hangzhou Steam Turbine“ ir „Siemens“ atliko vandenilio maišymo projektą Zhoushan mieste.
Dujų turbinos plačiai naudojamos Vakarų-Rytų dujotiekyje ir jūrinėse naftos platformose. Kaip su karine įmone susijusiai įmonei CNOOC taip pat skyrė sankcijas JAV ir jai gresia tiekimo mažinimas. Per Rusijos ir Ukrainos karą Rusijos įsigytos Siemens dujų turbinos buvo sulaikytos, kai buvo išsiųstos remontuoti į Kanadą, o tai turėjo įtakos energetiniam saugumui. Lokalizavimas turi būti atliktas kuo greičiau.
Rinkos erdvė
2022 m. mano šalies dujų turbinų gamyba bus 4,0563 mln. kilovatų, o poreikis – apie 6,7986 mln. kilovatų.
Remiantis statistika, mano šalies dujų turbinų rinkos dydis 2022 m. siekė 61,669 mlrd. juanių, iš kurių mikro dujų turbinų rinkos dydis sudarė 893 mln. juanių, lengvųjų dujų turbinų rinkos dydis – 56,569 mlrd. juanių, o rinkos dydis sunkiųjų dujų turbinų kaina buvo 4,207 mlrd. juanių.
Mano šalis dabar turi galimybę savarankiškai gaminti lengvas dujų turbinas (galia mažesnė nei 50 MW), o žemos klasės turbinas netgi galima eksportuoti, tačiau sunkiosios dujų turbinos (galia virš 50 MW) vis dar iš esmės priklauso nuo importo, o pagrindinė technologija iš esmės yra monopolizavo tarptautiniai gamintojai, tokie kaip GE JAV, Mitsubishi Japonijoje ir Siemens Vokietijoje. Kyla pavojus „užspringti“ vidaus rinkoje. Remiantis Generalinės muitinės administracijos duomenimis, 2022 m. dujų turbinų importas sieks 4,161 mlrd. JAV dolerių, o eksportas – 735 mln.
