Следующее поколение высокотехнологичных газовых турбин «Сименс» с воздушным охлаждением
Газовые турбины HL-класса компании «Сименс» обеспечивают новый уровень эффективности и производительности. Основанная на проверенных технологиях H-класса, новая эволюционная разработка представляет собой следующее поколение высокотехнологичных газовых турбин «Сименс» с воздушным охлаждением и включает в себя массу новых, но уже прошедших испытания технологий, таких как суперэффективное внутреннее охлаждение рабочих и направляющих лопаток, а также высокотехнологичная система сгорания, позволяющая повысить температуру горения. Результат: Новый уровень технологичности, обеспечивающий эффективность в комбинированном цикле свыше 63 %. Это открывает перспективу перехода на очередной уровень, целью которого является достижение КПД 65 % в среднесрочной перспективе. Новая линейка газовых турбин HL-класса компании «Сименс» представлена тремя моделями: SGT5-8000HL, SGT5-9000HL и SGT6-9000HL.Краткий обзор турбины SGT5-8000HL
Газовая турбина обладает возможностью быстрого холодного пуска и горячего перезапуска благодаря наличию легкого и жесткого ротора с внутренними воздушными каналами охлаждения, а также свободного теплового расширения ротора и частей корпуса в переходных режимах. Гидравлическая оптимизация зазоров (HCO) с контролем утечек через зазоры гарантирует устойчивость работы и снижает износ турбины при пуске. Скорость набора нагрузки газовой турбины составляет 85 МВт/мин.
Высокотехнологичная трубчатая система сжигания с возможностью использования двух видов топлива обеспечивает более высокие температуры горения и эксплуатационную гибкость. 25 горелок с предварительным смешиванием улучшают процесс смешивания топлива с кислородом. Система сгорания ACE обеспечивает возможность снижения нагрузки газовой турбины до 30%.
Все рабочие и направляющие лопатки турбины имеют инновационное многослойное покрытие, создающее тепловой барьер. Это повышает эффективность работы в комбинированном цикле благодаря меньшему потреблению воздуха для охлаждения, а также снижает эксплуатационные издержки за счет более высокой устойчивости лопаток.
Турбины HL-класса были разработаны так, чтобы минимизировать время простоя. В основе ротора лежит система дисков с торцевыми зубьями хиртового соединения, что позволяет разбирать его прямо на месте эксплуатации. Все вращающиеся лопатки компрессора и турбины могут быть заменены без подъема или демонтажа ротора. Лопатки турбины 1 и 4 снимаются без демонтажа крышки корпуса. Интервалы обслуживания, составляющие 33 000 эквивалентных базовых часов, повышают конкурентоспособность концепции обслуживания.
Благодаря доказавшим свою надежность и проверенным концепциям комплектации и заводской установки, турбины HL-класса легко интегрируются в наши силовые установки, предназначенные для работы в режиме простого или комбинированного цикла. Это обеспечивает возможность оперативной реализации проектов. Модульная конструкция и решения, предполагающие предварительную сборку, экономят более 50 000 часов на месте эксплуатации.
Новая турбина класса HL основана на основе надежной архитектуры двигателя серии SGT-8000H и включает в себя конструктивные особенности, которые доказали свою надежность за годы эксплуатации:
- гидравлическая оптимизация зазоров (HCO);
- система дисков с торцевыми зубьями хиртового соединения и центральной стяжкой;
- 4-ступенчатая турбина с воздушным охлаждением;
- трубчатая система сжигания.
Объединение опыта и технологических инноваций
Основанная на проверенном решении и широчайшем опыте эксплуатации турбин серии SGT-8000H новая турбина SGT5-8000HL компании «Сименс» сочетает в себе лучшее из накопленного опыта с новыми технологическими разработками. Таким образом, обеспечивается переход эффективности и производительности на новый уровень.
В модельный ряд новых турбин HL- класса компании «Сименс» входит три турбины: SGT5-9000HL, SGT6-9000HL и SGT5-8000HL. Модульный подход к конструкции позволяет значительно повысить количество взаимозаменяемых деталей.
Турбины HL- класса компании «Сименс» разработаны с расчетом на высокую эксплуатационную гибкость и имеют общую структуру с уже существующими турбинами H- класса, включающую:
- 4-ступенчатую турбину с воздушным охлаждением;
- стальной ротор с торцевыми зубьями хиртового соединения и центральной стяжкой;
- гидравлическую оптимизацию зазоров (HCO);
- трубчатую систему сжигания.
Испытанные технологии позволяют повысить эффективность и производительность
Для достижения высочайшего уровня эффективности и производительности, турбины HL- класса работают при самых высоких температурах горения, обеспечиваемых высокотехнологичной системой сжигания.
Инновационное многослойное покрытие, создающее тепловой барьер, а также суперэффективное внутреннее охлаждение, гарантируют защиту рабочих и направляющих лопаток турбины и снижают потребность в воздухе для охлаждения.
Кроме того, высокотехнологичная 3D-конструкция лопаток обеспечивает более высокую эффективность использования воздуха в компрессоре. Свободная лопатка 4 турбины с внутренним охлаждением снижает потери тепла с выхлопом и позволяет добиться более высокой температуры выброса, что улучшает пароводяной цикл.
Готовая к использованию силовая установка
Компания «Сименс» заново изобрела метод сборки установки при помощи модульной технологии Power Core™.
Технология Power Core™ подразумевает использование предварительно собранных блоков конструкции «Сименс», а также предварительно собранных трубных соединений. Эти готовые к использованию блоки изготавливаются и проходят испытания в контролируемой производственной среде и доставляются на место эксплуатации в виде крупных модулей, готовых к сборке. Результатом является повышение уровня безопасности на месте эксплуатации, сокращение временных графиков, уменьшение зависимости от доступности квалифицированного персонала, а также снижение рисков, связанных с проектом.
В основе силовых установок HL-класса лежит одна или несколько газовых турбин HL-класса, обеспечивающих КПД в комбинированном цикле > 63 %:
SCC5-8000HL 2x1: 1 416 МВт
Турбина разработана с целью снижения затрат на обслуживание и времени простоя
Все компоненты разработаны с расчетом оптимизации средней расчетной себестоимости производства электроэнергии на протяжении всего жизненного цикла электростанции (LCOE), предельной доступности и удобства обслуживания. В этом помогают несколько особенностей, связанных с обслуживанием:
- все вращающиеся лопатки могут быть заменены без подъема/разборки ротора;
- легкость разборки ротора по месту эксплуатации благодаря использованию системы дисков с торцевыми зубьями хиртового соединения и центральной стяжкой;
- все рабочие и направляющие лопатки турбины могут быть заменены без подъема ротора, первая направляющая лопатка, первая и четвертая рабочие лопатки заменяются без демонтажа крышки корпуса.
Богатейший опыт обслуживания турбин и непрерывная разработка являются основой конкурентной концепции обслуживания, насчитывающей 33 000 эквивалентных базовых часов (EBH)/1250 эквивалентных запусков (ES).
Технические характеристики при выработке энергии в простом цикле
Характеристики в простом цикле указаны при условиях среды ISO (брутто). Фактические эксплуатационные характеристики могут отличаться в зависимости от условий проекта и используемого топлива.
