Новости

Импорт поставка в Россию продажа газотурбинная установка LM6000, купить авиапроизводная ГТУ, цена парогазовая установка ПГУ газовая турбина и паровая турбина, ремонт обслуживание камера сгорания газовой турбины, пакетирование пэкидж пэкиджированию газотурбинных и компрессорных станций, запасные части компрессора силовой турбины, скорость вращения КПД ГТУ, продолжительность пуска, выбросы вредных веществ.

Технологии авиационных газотурбинных двигателей развиваются быстрее, чем наземных газотурбинных установок (ГТУ). Использование достижений авиации при разработке энергетических ГТУ требует значительного времени. Однако возможно прямое применение в энергетических установках узлов авиадвигателей или их генераторов газов целиком с перепроектированием только входных ступеней компрессоров и добавлением силовой турбины, в которой дорасширяются газы, создавшие реактивную струю. Таким образом удается получить мобильный энергетический агрегат мощностью до 60 МВт с КПД более 40%. К настоящему времени в мире уже построены и успешно эксплуатируются тысячи таких ГТУ единичной мощностью от 6 до 45 МВт. В статье рассмотрены конструктивные особенности и основные показатели авиапроизводных ГТУ, разработанных ведущими мировыми производителями – фирмами General Electric (США), Pratt & Whitney (США) и Rolls-Royce (Великобритания), а именно газотурбинных установок LM6000 (и ее модификаций), LM9000 (GE), промышленной ГТУ Trent (Rolls-Royce), газотурбинной установки FT4000 (Pratt & Whitney).

Монополистами в разработке и производстве мощных авиационных ГТД в мире являются фирмы General Electric (США), Pratt & Whitney (США) и Rolls-Royce (Великобритания). До нынешнего времени различными фирмами для работы в нефтегазовом секторе и энергетике было поставлено более 8.5 тыс. авиапроизводных ГТУ. Недавно фирма Rolls-Royce продала свой бизнес авиапроизводных ГТУ фирме Siemens, а Pratt & Whitney ‒ фирме Mitsubishi. После 2015 г. количество заказов на авиапроизводные ГТУ уменьшилось более чем в 2 раза по сравнению с предыдущим периодом: с 260‒290 до 120‒150 агрегатов в год. Это обусловлено, в частности, сокращением российских и украинских заказов для газопроводов. Снижение объемов производства зарубежных фирм было несколько меньшим: с 165‒170 до 90‒100 ГТУ в год. Наиболее популярные авиапроизводные ГТУ, используемые в нефтегазовой добыче и энергетике это GE серий LM2500 LM6000 LMS100, Pratt & Whitney Mitsubishi FT4000 FT8 и Rolls-Royce (Siemens) SGT-A35RB и SGT-A65RВ. В обоих секторах экономики сохраняется высокая эффективность ГТУ LM2500+ фирмы General Electric. Среди наиболее мощных ГТУ начат выпуск FT4000, конкурентоспособных с LM6000, и вариантов фирмы Siemens на базе ГТД Trent (Rolls-Royce).

Газотурбинная установка LM6000 разработана на базе авиадвигателя CF6 и выпускается фирмой General Electric с 1991 г. Первоначально мощность ее составляла 40 МВт, КПД – 40%. С 1991 г. выпущено 1200 ГТУ этого типа. Они наработали в сумме более 33 млн ч, наибольшая наработка на агрегат достигла 160 тыс. ч. Эта ГТУ применяется для привода электрических генераторов и механизмов (компрессоров, насосов). Она работает автономно, в схемах комбинированного производства электроэнергии и тепла и в парогазовых установках. Газотурбинная установка LM6000 выполнена двухвальной. Генератор горячих газов для 5-ступенчатой турбины низкого давления (ТНД) состоит из 14-ступенчатого компрессора высокого давления (КВД), камеры сгорания и 2-ступенчатой турбины высокого давления (ТВД) с номинальной частотой вращения 10000 мин. Турбина НД через вал, находящийся внутри вала ВД, вращает компрессор низкого давления (КНД, 5 ступеней) и выдает полезную мощность со стороны выхода отработавших в ней газов. Выдача мощности возможна и со стороны КНД. Компрессор низкого давления выполнен с одним регулируемым входным направляющим аппаратом (ВНА), в компрессоре высокого давления (КВД) регулируется шесть направляющих венцов на входе. Изменение положения ВНА обеспечивает согласование расходов воздуха при быстрых пусках, остановах и снижении нагрузок и предотвращает срывные явления при длительной работе на очень малой нагрузке. Аэродинамически совершенные рабочие и сопловые лопатки ТВД выполнены монокристаллическими из жаропрочного сплава и защищены термобарьерным покрытием. Рабочие лопатки всех ступеней ТНД объединены бандажом.

Газотурбинная установка LM6000 поставляется с кольцевыми камерами сгорания (КС) двух типов. Камера первого типа аналогична камере авиационных ГТД и выполнена прямоточной с завихрителем Вентури, обеспечивающим равномерное распределение температуры на выходе из камеры. В ее конструкции предусмотрена возможность замены отдельных форсунок. Пламенная труба для увеличения срока службы выполнена неразъемной и защищена иттрий-циркониевым термобарьерным покрытием. Камера второго типа ‒ сухая, малоэмиссионная (выпускается с 1995 г.) с предварительной подготовкой топливовоздушной смеси, при работе на природном газе обеспечивает выбросы NOx не более 25 млн при концентрации O2 равной 15% без впрыска воды или пара, необходимых при работе на малосернистом жидком топливе для снижения концентрации NOx менее 42 млн. Фирма General Electric последовательно совершенствует конструкции ГТУ с повышением их показателей. После модернизации в 2009 г. модификация PG выпускается с авиадвигательной камерой сгорания, а РН – с малоэмиссионной. С 2013 г. в качестве таковой используется двухкольцевая двухтопливная камера сгорания с выбросами менее 15 млн и СО не более 25 млн при сжигании природного газа без впрыска воды или водяного пара. При модернизации ГТУ фирма General Electric применила свои достижения в подборе материалов и технологии, использованные при изготовлении авиадвигателей СF-80E и GE90, а также промышленной ГТУ LMS100. В 1992 г. начальная температура газа перед ТВД (фирма указывает обычно температуру торможения газового потока перед рабочими лопатками 1-й ступени) была равна 1237°С, а перед ТНД ‒ 832°С. В ГТУ новых модификаций PG и PH для увеличения мощности эта температура перед ТВД была повышена на 55°С, температура на входе в рабочие лопатки турбины низкого давления составляет 900°С, температура газов на выходе ‒ 470°С. Повышение мощности ГТУ также достигнуто благодаря увеличению степени сжатия компрессора, расхода газов и частоты вращения вала НД с 3627 до 3911 мин‒1. Газотурбинная установка LM6000PG вышла на рынок в первой половине 2010 г., а LM6000PH ‒ в 2011 г.

При модернизации LM6000PH в 2016 г. были изменены материалы дисков последних ступеней компрессора высокого давления (КВД), повышена температура газов в турбине (на выходе до 504°С). Для изготовления лопаток ТВД использованы современные материалы и покрытия, улучшена форма отверстий для пленочного охлаждения. Для уменьшения напряжений изменена конструкция болтов, переконструировано уплотнение 2-й ступени. В промышленной модели LM6000PH сохранены 90% деталей авиадвигателя. Ротор ГТУ такой же, как в двигателе CF6-80E. Межремонтный период генератора газов этой ГТУ составляет 25 тыс. ч. Хотя температура газов была повышена, выбросы сохранялись на уровне не более 25 млн‒1 при нагрузках от 100 до 50% номинальной. Всего с 1993 г., когда ГТУ LM6000 были оснащены малоэмиссионными камерами сгорания, в которых возможно сжигание жидкого топлива и различных по свойствам горючих газов, выпущено около 400 таких ГТУ, наработавших в сумме более 10 млн ч. Обеспечен пуск ГТУ с приемом полной нагрузки за менее чем 10 мин после сигнала на ее повышение, изменение мощности возможно со скоростью 50 МВт/мин. Совершенствование конструкции пэкиджа позволило снизить на 30% необходимое для его установки время (до 3 мес после подписания контракта на поставку ГТУ и 12 мес – на ПГУ). Одновременно на примерно 5 дБ (А) снизился шум вблизи установки. В ГТУ LM6000 использована система тонкого распыления воды на входе в КНД и в КВД для испарительного охлаждения сжимаемого воздуха и снижения работы компрессоров (SPRINT). Эта система не потребовала конструктивных изменений ГТУ. В результате мощность ГТУ увеличилась примерно на 10%. Мощность парогазовых установок с ГТУ LM6000 составляет около 70 МВт, при этом мощность паровой турбины ‒ 15‒18 МВт, а КПД ПГУ ‒ более 55%