Газовые промышленные турбины GE Frame

 

Газовые промышленные турбины GE Frame

Компания General Electric (GE) является признанным в мире экспертом в области разработки и производства промышленных газовых турбин. Используя опыт и знания в области материаловедения, полученные компанией в авиастроении, компания смогла добиться повышенной производительности агрегатов при высоких температурах сгорания топлива. GE первой внедрила монокристаллические жаропрочные сплавы и активно развивает направление по использованию композитных материалов с керамической матрицей.

Применение этих передовых материалов позволяет существенно увеличить срок службы высоконагруженных деталей, снизить затраты на жизненный цикл турбины, получить более высокий КПД, что способствует достижению лучших экономических показателей при преобразовании топлива в электрическую энергию.

С целью сокращения выбросов вредных веществ, компанией более 30 лет назад была разработана и внедрена система сухого подавления выбросов NOx.

Сегодня половина установленных в мире мощностей относится к газовым и паровым турбинам GE, что составляет свыше 1 млн. МВт.

В настоящее время модельный ряд промышленных газовых турбин, выпускаемых GE, охватывает диапазон мощностей от 44 до 510 МВт.

Линейка промышленных газовых турбин GE Frame, находящихся в эксплуатации, включает следующие серии:

  • Frame 3 (MS3002);
  • Frame 5 (MS5001 и MS5002);
  • Frame 6 (Frame 6B и Frame 6FA);
  • Frame 7 (Frame 7B-EA и Frame 7FA);
  • Frame 9 (Frame 9E и Frame 9FA).  

 

Газовые турбины Frame 3

Газовые турбины GE Frame 3 (MS3002)

Впервые газовые турбины GE Frame 3 (MS3002) были введены в эксплуатацию GE еще в далеком 1949 году. Они представляют собой легко устанавливаемые и гибкие агрегаты. Широко применяются для нагнетания и закачки газа. За годы совершенствования и модернизации были разработаны различные версии MS3002: от A до G. И сегодня турбины Frame 3 играют важную роль на энергетических рынках.

Доступен большой ассортимент запасных частей для турбин GE Frame 3, включая роторные и статорные лопатки, компоненты горячего тракта и системы сгорания топлива, другие расходные элементы. 

 

Газовые турбины Frame 5

Газовые турбины Frame 5 являются наиболее востребованными турбинами в своем диапазоне мощности (26-30 МВт). Во всем мире реализовано и установлено свыше 2800 турбин Frame 5. В серии две модели: MS5001 и MS5002.

Модель Frame 5 MS5001

Осмотр турбины GE Frame 5 MS5001

Модель Frame 5 MS5001 представляет собой мощную и компактную одновальную турбину. Оптимальный вариант для выработки электрической энергии, отличается низкими эксплуатационными расходами и топливной экономичностью.

Выгодная эксплуатация и удобное обслуживание способствовали большой популярности данной модели, что подтверждает и общее количество установленных турбин (более 2500 единиц).

Основные области применения: промышленные установки для комбинированного производства электроэнергии и технологического пара, системы централизованного теплоснабжения. Особенности конструкции:

  • 17-ти ступенчатый осевой компрессор;
  • система сгорания включает в себя 10 камер, приспособленных для сжигания широкого спектра газового и жидкого топлива (в том числе сырая нефть и мазут);
  • доступна система сухого подавления выбросов;
  • турбина имеет две ступени.

Модель Frame 5 MS5002

Газовые турбины Frame 5 GE Frame 5 MS5002

Модель MS5002 имеет двухвальное исполнение. Турбина специально предназначена для механических приводов, выпускается в исполнениях с различным числом оборотов, применяется для компрессоров и насосов (нефте- и газопроводы, хранилища, установки для сжижения газа). Характеризуется простым и удобным обслуживанием, отличается высокой надежностью и доступностью. В мире установлено более 500 турбин Frame 5 MS5002 (300 из них изготовлены GE для нефтегазового сектора).

Особенности конструкции:

  • 16 или 17-ти ступенчатый осевой компрессор (в зависимости от версии);
  • система сгорания имеет 12 камер, приспособленных для сжигания широкого спектра газового и жидкого топлива;
  • доступна система сухого подавления выбросов;
  • центральная система смазки подает чистое, охлажденное масло под давлением для смазки приводного оборудования.  

 

Газовые турбины Frame 6

Основными представителями серии Frame 6 являются модели Frame 6B и Frame 6FA.

Модель Frame 6B

Газовые турбины Frame 6B

Турбина модели Frame 6B, работающая в сегменте мощности 40 МВт предназначена для энергетических рынков 50/60 Гц, отличается высочайшей надежностью, экономичностью. Это оптимальный выбор для нефтеперерабатывающих заводов, мощностей по сжижению природного газа, комбинированного применения для выработки электрической энергии и пара, использования в качестве механического привода, а также идеальное решение для территорий, удаленных от энергосистем.

Начиная с 1978 года, в мире было установлено более 1200 турбин модели Frame 6B. На данный момент ими наработано свыше 55 млн. рабочих часов.

Топливная гибкость – это ещё одно существенное преимущество данной модели. Турбина может работать на недорогих видах газового и жидкого топлива, низкокалорийных газах, 50% этане, 100% пропане, 30% водороде, 50% азоте, синтетических газах, сырой нефти, нафте, биоэтаноле, метаноле.

Особенности конструктивного устройства:

  • 17-ти ступенчатый осевой компрессор;
  • 10-ти камерная система сгорания, каждая камера имеет по одной топливной форсунке и 2-е свечи зажигания;
  • двухступенчатая турбина с горизонтальным разъемом корпуса.

Модель Frame 6FA

Газовые турбины Frame 6FA

Турбина модели Frame 6FA (50/60 Гц) функционирует в сегменте мощности 80 МВт, выделяется из турбин своего класса высоким значением КПД (простой/комбинированный цикл: 35%/54%), гибкостью настройки, топливной универсальностью, устойчивостью при работе в жестких условиях, минимальными расходами на эксплуатационное обслуживание.

Газовые турбины Frame 6FA современного исполнения отличаются высокой эффективностью и потребляют значительно меньше топлива по сравнению с аналогами. Высокая температура отходящих газов позволяет эффективно использовать турбину для парогазового применения.

Среди основных приложений модели Frame 6FA – когенерационные системы для промышленного применения и централизованного теплоснабжения, электростанции простого и комбинированного цикла.

По всему миру установлено свыше 140 турбин, наработка которых превышает 5 млн. рабочих часов.

 

Газовые турбины Frame 7

Более чем 3000 единиц турбин Frame 7 (в том числе модели Frame 7FA и Frame 7B-EA) наработали десятки миллионов часов эксплуатации и показали себя надежными и выносливыми агрегатами.

Модель Frame 7B

Газовые турбины Frame 7B

В газовых турбинах модели Frame 7B (Frame 7B-EA) удалось достичь повышенной температуры сгорания топлива, что позволило нарастить КПД агрегата в комбинированном цикле на 1% и увеличить мощность до 5%. Для обеспечения работоспособности при высоких температурах в конструкции турбины применены передовые материалы. Увеличение производительности способствует экономии топлива и снижению затрат на производство электрической энергии.

Модель Frame 7FA

Газовые турбины Frame 7FA

Газовые турбины модели Frame 7FA используют передовые достижения технологий F-класса и демонстрируют превосходные показатели мощности и эффективности. Широко применяются для выработки электрической электроэнергии. В простом цикле значение выходной мощности составляет 211 МВт при КПД 38,5%, в комбинированном цикле (2х1) мощность составляет 627 МВт при эффективности 57,5%. Применение этих высокоэффективных турбин позволяет экономно расходовать энергетические ресурсы и приносить повышенную прибыль своим владельцам.

Особенности устройства:

  • передовой 18-ти ступенчатый осевой компрессор, обеспечивающий повышенную производительность;
  • система сгорания обеспечивает сжигание различных видов топлива при повышенных температурах, что способствует увеличению мощности и эффективности;
  • лопатки с дополнительными продольными каналами и защитным покрытием увеличивают эксплуатационную надежность, сокращают время простоя.

 

Газовые турбины Frame 9

Основными представителями серии являются модели Frame 9E и Frame 9FA.

Модель Frame 9E

Газовые турбины Frame 9E

Турбина модели Frame 9E работает в сегменте мощности 130 МВт и предназначена для энергетических регионов с частотой сети 50 Гц. Эффективность агрегата в комбинированном цикле достигает 52%. Эксплуатируется в широком спектре климатических зон: от тропиков до Арктики. Является одной из самых универсальных по топливу турбин в отрасли, которая может функционировать, сжигая такие виды топлива, как природный газ, синтетический газ, легкие и тяжелые нефтяные дистилляты, сырая нефть, нафта, мазут и многие другие. При этом турбина демонстрирует высокую операционную гибкость и может быстро набирать нагрузку. Область применения: простой и комбинированный цикл, нефте- и газоперерабатывающие предприятия, сжижение природного газа, производство алюминия, промышленное производство электрической энергии и теплоснабжение, множество вариантов использования в качестве механического привода.

Модель Frame 9FA

Газовые турбины Frame 9 FA

Турбина модели Frame 9 FA (50 Гц) является аналогом турбины Frame 7 FA и предназначена для приложений требующих большой мощности. В простом цикле мощность турбины составляет 255,6 МВт, в комбинированном – 390/780 МВт (схема:1х1/2х1). Эффективность работы в комбинированном цикле достигает 56%. Конструкция камеры сгорания турбины предотвращает выбросы вредных веществ и приспособлена для сжигания разнообразных видов топлива. Газовые турбины Frame 9 FA – это надежный и эффективный источник электрической энергии во многих странах мира: от Аргентины до Сингапура.

 

Газовые турбины Frame в составе ПГУ/ПГА

Газовые турбины Frame в составе ПГУ/ПГА

Газовые турбины Frame часто применяются в составе парогазовых установок/агрегатов (ПГУ/ПГА), в которых устанавливаются два двигателя: газовая турбина и паросиловая. Последняя находится на выходе газовой турбины. Высокая температура отходящих газов газового агрегата используется для нагрева воды, доведения её до состояния перегретого пара, который приводит в действие паровую турбину.

Электрические генераторы газовой и паровой турбины вырабатывают значительно больше электрической энергии, существенно повышая общую эффективность сжигания топлива. При этом коэффициент полезного действия ПГУ (ПГА) может превышать 60 %, что на 15-32 % выше, чем в отдельно работающих паросиловых или газотурбинных агрегатах. Таким образом, ПГУ позволяют вырабатывать более дешевую электрическую энергию. Важными достоинствами ПГУ являются компактное размещение и экологичность.