Gaz türbininin giriş, çalışma süreci, sınıflandırılması, çalışma prensibi, özellikleri ve anahtar teknolojileri
Gaz türbini, güç olarak gaz ve havayı kullanan ve büyük ölçekli endüstrilerde kullanılan bir makinedir. Pek çok insan, bırakın gaz türbininin ne olduğunu bir yana, bu terimi hiç duymamıştır. Seni tanıtmama izin ver Gaz türbininin giriş, çalışma süreci, sınıflandırılması, çalışma prensibi, özellikleri ve anahtar teknolojileri.
Gaz türbinine giriş
Gaz Türbini (Gaz Türbini), termal enerjiyi mekanik işe dönüştürmek için bir çalışma ortamı olarak sürekli akan gazı kullanan bir döner güç makinesidir. Hava ve gazın ana sürecinde, yalnızca üç ana bileşenden oluşan bir gaz türbini döngüsü vardır: genellikle basit döngü olarak adlandırılan kompresör, yanma odası ve gaz türbini. Çoğu gaz türbini basit döngü şemaları kullanır. Yapısı en basit olduğundan ve küçük boyut, hafiflik, hızlı çalıştırma, daha az kullanım veya soğutma suyu olmaması gibi gaz türbinlerinin benzersiz avantajlarını en iyi şekilde yansıtabilir.
Genellikle bir gaz türbininde kompresör, türbinin yükü olan gaz türbininin genişlemesi ile çalıştırılır. Basit bir döngüde, türbin tarafından üretilen mekanik gücün yaklaşık 1/2 ila 2 / 3'ü kompresörü çalıştırmak için kullanılır ve mekanik gücün kalan 1 / 3'ü jeneratörü çalıştırmak için kullanılır. Bir gaz türbini başladığında, öncelikle harici güce ihtiyaç duyar Genel olarak, marş motoru kompresörü çalıştırır.Gaz türbini tarafından üretilen mekanik güç, kompresör tarafından tüketilen mekanik gücü aştığında, harici marş motoru devreye girer ve gaz türbini bağımsız olarak çalışabilir.
Bir gaz türbininin çalışma süreci
Bir gaz türbininin çalışma süreci, kompresörün (yani kompresörün) atmosferden sürekli olarak hava emmesi ve onu sıkıştırmasıdır; basınçlı hava yanma odasına girer, enjekte edilen yakıtla karışır ve yanarak yüksek sıcaklıkta gaz haline gelir ve daha sonra gaz türbinine akar. Ortam genleşmesi işe yarıyor, bu da türbin pervanesini kompresör pervanesi ile dönmeye itiyor; ısıtılmış yüksek sıcaklıklı gazın işlevsel gücü önemli ölçüde geliştirildi, bu nedenle gaz türbini kompresörü çalıştırırken, gaz türbininin çıkış mekanik işi olarak fazla iş var.
Kompresörün ilk gaz sıcaklığı ve sıkıştırma oranı, gaz türbininin verimini etkileyen iki ana faktördür. Başlangıç gaz sıcaklığının arttırılması ve buna uygun olarak sıkıştırma oranının arttırılması, gaz türbininin verimliliğini önemli ölçüde artırabilir. 1970'lerin sonunda, en yüksek sıkıştırma oranı 31'e ulaştı; endüstriyel ve deniz gaz türbinlerinin başlangıç gaz sıcaklığı yaklaşık 1200 kadar yüksekti ve havacılık gaz türbinlerinin sıcaklığı 1350 'u aştı.
Gaz türbinlerinin sınıflandırılması
1. Ağır hizmet gaz türbini
Tasarım özellikleri: Parçalar nispeten ağırdır ve asıl amaç tasarımdaki ağırlığı azaltmak değil, zayıf malzemelerin uygulanması koşuluyla uzun vadeli güvenli çalışma amacına ulaşmaktır. Birim güç başına kütle 2-5 kg / kw'dir.
2. Hafif hizmet gaz türbini
Tasarım özellikleri: Daha iyi malzemelerden yapılmış, kompakt yapı, hafiflik ve birim güç başına kütle 2 kg / kw'dan azdır.
Yapısal özellikler:
(1) Eksenel montaj yöntemi benimsenmiştir, yani tüm stator yatay olarak bölünmez, sadece kompresör silindiri gibi kısmi stator demontaj ve montaj için ikiye bölünmüştür.
(2) Tüm rotorlar rulmanlarla desteklenmiştir.
3. Mikro gaz türbini
Tasarım özellikleri: Gaz türbini ve jeneratör küçük boyutlu ve hafif olarak bir bütün olarak tasarlanmıştır.
Yapısal özellikler:
(1) Radyal pervane makinelerini benimseyin.
(2) Bazı üniteler ayrıca yağlama yağı gerektirmeyen hava yatakları kullanır.
4. Büyük ve orta ölçekli gaz türbinleri: 20 MW'dan daha büyük bir güce sahip gaz türbinleri.
5. Küçük gaz türbini: güç aralığı 0.3MW-20MW'dir.
6. Mikro gaz türbinleri: 30 ila 300 KW veya daha az güç aralığında gaz türbinleri.
Gaz türbininin çalışma prensibi
Kompresör dışarıdan havayı emer ve hava gaz türbini girişinden girer.Kompresör kanatları ile basınç arttırılır, sıkıştırılır ve yanma odasına gönderilir.Aynı zamanda yanma odasına yakıt (gaz veya sıvı yakıt) da enjekte edilerek yüksek sıcaklıkta sıkıştırılmış hava ile karıştırılır , Sabit basınç altında yanıyor. Oluşan yüksek sıcaklık ve yüksek basınçlı baca gazı ısıtıldıktan sonra yanar ve genleşir, türbin bölgesine girer, birinci ve birinci aşamaların kanatlarından geçer ve güç kanatlarını hava çıkışından boşaltılana ve egzoz gazı haline gelene kadar yüksek hızda döndürür. Egzoz gazı atmosfere boşaltılır veya yeniden kullanılır (örneğin Atık ısı kazanı kombine çevrim gerçekleştirir).
Bıçaklar döndükten sonra, şaft da döner ve şaft, termal enerji ve mekanik enerjinin dönüşümünü gerçekleştirmek için yükün mekanik dönüşünü tahrik eder. Genel olarak, kompresör, yanma odası ve türbin, bir gaz türbininin üç çekirdek bileşeni olarak anılır.
Gaz türbininin özellikleri
1. Maksimum verimlilik ve optimum fayda. Yüksek sıcaklık malzemelerinin sürekli geliştirilmesi ve türbinlerde soğutma kanatlarının kullanılması ve soğutma etkisinin sürekli iyileştirilmesi ile, türbin öncesi gazın başlangıç sıcaklığı kademeli olarak arttı, geliştirilen kademe sayısının sürekli azalması, daha yüksek ve daha yüksek sıkıştırma oranlarına sahip kompresör ve çeşitli bileşenlerin verimliliğinin iyileştirilmesi , Böylece gaz türbininin verimliliği sürekli olarak iyileştirilir.
2. Küçük boyutlu ve kullanımı kolay. Gaz türbini güç bileşenlerinin tasarımı ve yapısı turboşarjlardan ve yardımcı güç cihazlarından türetilmiştir ve yapı basit ve kompakttır. Geleneksel ekipmanlarla karşılaştırıldığında, gaz türbini ekipmanı ölçek ve hacim olarak geleneksel kazanlara ve buhar türbinlerine göre daha küçüktür ve küçük bir ayak izine sahiptir ve taşınması kolaydır.
3. Kömür yakmayı azaltın, temiz ve çevre dostu. Gaz türbinleri doğalgaz, propan, petrol kuyusu gazı, kömür yatağı metan, biyogaz, benzin, mazot, gazyağı ve alkol gibi kömür dışındaki yakıtları kullanabilir. Buna ek olarak, gaz türbinleri yanma işlemi sırasında NOx üretimini kontrol edebilir veya NOx üretildiğinde ve çok düşük NOx emisyonları elde etmek için atık ısı kazanına deşarj edildiğinde artık baca gazı denitrifikasyonunu gerçekleştirebilir ve gerçekten sıfır emisyon elde ederek kaynakların tam olarak geri dönüştürülmesini sağlayabilir.
4. Minimum gürültü, güvenli ve güvenilir. Gaz türbini tarafından üretilen düşük frekans çok düşüktür. Ayrıca, dijital uzaktan kumanda ağı ve şebekeden bağımsız dönüştürücüler kullanarak diğer ekipmanların güvenlik ve istikrar açısından eksikliklerini giderebilir.
Gaz türbininin temel teknolojisi
1. Kompresörün anahtar teknolojisi
Pnömatik yüksek yük ve yüksek verimli tasarım teknolojisi; aerodinamik performans ve yüksek kararlılık tasarım teknolojisi; aerodinamik çok aşamalı eşleştirme tasarım teknolojisi; tüm makine çok aşamalı aerodinamik performans sayısal simülasyon ve doğrulama teknolojisi; rotor yapısı ve mukavemet tasarım teknolojisi.
2. Yanma odasının temel teknolojisi
Yanma alanı organizasyon tasarımı ve test teknolojisi; alev borulu duvar yapısı tasarım teknolojisi; nozul tasarımı ve test teknolojisi; yüksek sıcaklık bileşeni soğutma, koruma, mukavemet tasarım teknolojisi; düşük emisyonlu yanma tasarımı ve test teknolojisi; geniş aralıklı kararlı yanma tasarımı ve test teknolojisi; yanma Alan sayısal simülasyon ve doğrulama teknolojisi.
3. Anahtar türbin teknolojisi
Hareketli kanatlar, kılavuz kanatları ve diskler için hava soğutma tasarımı ve test teknolojisi; kanat buhar soğutma tasarımı ve test teknolojisi; sıcaklık alanı, gerilim alanı ve kanatların ve disklerin mukavemet ömrü analizi ve test teknolojisi; karışık soğutma hava akışı ile türbin aşamasının performans analizi Tasarım teknolojisi; soğutma kanadı çoklu fizik sayısal simülasyon ve doğrulama teknolojisi; rotor yapısı ve mukavemet tasarım teknolojisi.
4. Gaz türbini önemli sistemlerin anahtar teknolojileri
Soğutma havası sistemi tasarımı, performans analizi ve hata ayıklama teknolojisi; kontrol sistemi gelişmiş ayar bileşenleri, kontrolörler ve kontrol yasaları; başlangıç sistemi teknolojisi; yatak ve yağlama yağı sistemi teknolojisi.
5. Gaz türbini malzeme teknolojisi
Temel olarak şunları içerir: güçlü termal korozyon direnci oryantasyonu ve tek kristal süperalaşımın geliştirilmesi; süper alaşımlı malzeme sisteminin iyileştirilmesi; servis koşullarına yakın 5000-10000 saat altında yüksek sıcaklık malzemelerinin performans testi; yakın hizmet koşulları altında büyük boyutlu dökümlerin mekanik özelliklerinin incelenmesi; büyük boyut Dökümlerin oksidasyon direnci ve ısıl korozyon direnci üzerine araştırma; rot çubukları için CrMoV yüksek mukavemetli çelik kullanılır.
6. Gaz türbini proses teknolojisi
Temel olarak şunları içerir: karmaşık yapı seramik çekirdek üretim teknolojisi; yüksek mukavemetli termal şoka dayanıklı seramik kalıp kabuğu üretim teknolojisi; büyük boyutlu yönlü kristalizasyon ve tek kristal bıçak yönlü katılaşma teknolojisi; yüksek sıcaklık türbin kanadı işleme, kaynak, ısıl işlem, inceleme ve diğer işlemler; kanat kaplama Teknoloji; gaz türbini kanatlarının mühendislik araştırması; gaz türbini kanadı imalat özellikleri ve kabul standartları; büyük türbin disklerinin üretim teknolojisi; yüksek mukavemetli çelik rot üretim teknolojisi; yanma odası üretim teknolojisi.
(Kaynak: Ağ Yazarı Yin seti: Zhou Ying)
