Модель Frame 5 MS5001PA – эффективная, экономичная одновальная турбина для сложных условий эксплуатации с высокими нагрузками. Компактная ГТУ, рассчитанная на долгий срок службы, проста в эксплуатации, обслуживании.
MS5001PA — идеальное решение для производства электроэнергии, где требуются низкие эксплуатационные расходы, надежность и экономия топлива. Оптимизация эксплуатационных, инвестиционных затрат делает данную модель блочной электростанции экономически привлекательной для генерации нагрузки.
Турбина может применяться в инженерных сетях для когенерации, обеспечивая высокий коэффициент эффективного использования, экономии.
Области применения этой модели ГТУ:
- промышленные установки для когенерации электроэнергии и технологического пара;
- системы централизованного теплоснабжения в производственных и коммунальных сетях;
- нефтепереработка;
- нефтехимия;
- производство удобрений.
Frame 5/1PA — самая известная газовая турбина в мире благодаря высокой надежности (98,90%).
Технические характеристики MS5001PA
Компактный и надежный двигатель предназначен для длительной эксплуатации в сложных температурных, климатических условиях, прост в ремонте и техобслуживании. Для подготовки персонала не требуется длительного курса профессионального обучения.
Модернизация, конструкторские модификации, обновления гарантируют, что установленные блоки обеспечат высокую производительность и снижение текущих затрат на техобслуживание.
Основные конструктивные узлы:
- 17-ступенчатый осевой компрессор;
- система канально-кольцевого сгорания с 10 камерами, камера сгорания с обратным потоком, рассчитанная на жидкое топливо и газ, включая газ с низким содержанием БТЕ, остаточные продукты, топливные смеси;
- соотношение давлений в камере горения к атмосферному 10,5 к 1;
- двухступенчатая турбина отличается энергоемкой конструкцией ступеней (сопла первой ступени охлаждаются нагнетаемым воздухом осевого компрессора);
- горизонтальный разъем цилиндра, 2 подшипниковых узла;
- на основании размещена система запуска, система смазочного масла, топливная система с модулем аварийного топлива, с приводом от вала, приводная смазка, гидравлическое масло и приводы компрессора распыляющего воздуха;
- устройство запуска турбины, нагрузочный редуктор для привода генератора 50/60 Гц;
- генератор с приводом с горячей стороны.
Основные технические характеристики:
- расчетная электрическая мощность составляет 26 300 кВт при базовой нагрузке и 27 830 кВт при пиковой нагрузке;
- теплопроизводительность 12 650 кДж/кВтч в условиях ISO (15°C, относительная влажность 60 %, с потерями на входе 88,9 мм H2O и потерями на выходе 63,5 мм H2O);
- электрический КПД – 27,7%;
- система сгорания доступна как в стандартной (диффузионной), так и в версии DLN (сухая технология с низким содержанием выбросов NOx);
- высокая тепловая энергия отработавших газов, подходящая для комбинированного теплоэнергетического цикла;
- повышенная топливная гибкость без влияния на прочностные характеристики камеры сгорания;
- корпус интегрирован с опорной плитой, обеспечивает максимальный доступ к газовой турбине для техобслуживания.
Турбина может работать с различным производственным, промышленным оборудованием:
- генераторным приводом для выработки электроэнергии по открытому циклу;
- приводом генератора для производства электроэнергии по комбинированному циклу или путем когенерации;
- приводом компрессора или насоса;
- приводом трубопроводного компрессора, насоса.
Конструктивные особенности ГТУ MS5001PA с повышенной мощностью
Модернизация моделей базовой ГТУ стала возможной благодаря применению более прочных, устойчивых к высоким температурам материалов, изменению конструкции турбины. Данные изменения способствовали увеличению мощности и эффективности за счет повышения максимальных температур в термодинамическом цикле, а также увеличения максимальных диапазонов температур (С) газов, поступающих на первую ступень ротора турбины.
Доступен широкий выбор комплектов для модернизации:
- увеличения выходной мощности;
- повышения эффективности;
- увеличения интервалов технического обслуживания;
- снижения выбросов.
В модели MS5001PA обновлена конструкция тракта горячего газа. Модель PA в разных спецификациях может иметь маркировку P N/T, где «N/T» относится к новой технологии (new technologies).
Газовая турбина имеет 17-ступенчатый осевой компрессор с двухпозиционным впуском. Направляющие лопатки из материала Custom 450. Компрессор изготовлен из отдельных литых дисков (AISI 403), удерживаемых сквозными болтами.
ВНА (впускной направляющий аппарат) и первые две ступени лопаток ротора и лопаток статора из Custom 450 без покрытия. С 3-й по 7-ю ступени лопасти и лопатки изготовлены из стали AISI 403 GECC1 с покрытием для защиты от коррозии, в то время как другие лопасти и лопатки (8-й — 17-й ступеней) изготовлены из AISI 403 без покрытия.
Лопатки ротора компрессора имеют широкоугольные основания в форме ласточкиного хвоста. Лопатки статора также имеют форму «ласточкин хвост».
Ротор компрессора подвергается динамической балансировке перед сборкой на предварительно сбалансированных деталях ротора турбины. Затем вся сборка ротора подвергается динамической балансировке.
Отбираемый воздух может быть извлечен из 4-й и 10-й ступеней ротора для:
- охлаждения деталей турбины, подверженных высоким рабочим температурам;
- герметизации подшипников турбины.
MS5001 имеет систему сжигания с обратным потоком, состоящую из 10 камер сгорания в сборе с соответствующими топливными форсунками, 2 свечами зажигания и 4 детекторами пламени.
Камеры сгорания расположены концентрически вокруг осевого потока компрессора, крепятся болтами к перегородке нагнетательной секции компрессора.
Воздух подается непосредственно от осевого компрессора в камеру сгорания. Топливо подается в камеры через топливные форсунки, выходящие в каждую из них через крышку вкладыша камеры. Горение топливно-воздушной смеси инициируется свечой зажигания электродного типа.
Крышки и жаровая труба изготовлены из Hastelloy X (сложный сплав на основе никеля), внешняя оболочка – из углеродистой стали.
В системе горения установлены 4 датчика пламени.
Воздух высокого давления, поступающий от осевого компрессора, используется для теплообмена, охлаждения, предварительного прогрева для горения. Соединительные детали подачи горячего газа к соплу первой ступени выполнены из сплава Hastelloy X.
Топливо впрыскивается каждой форсункой с несколькими точками впрыска, чтобы получить оптимальное распределение пламени. В качестве дополнительной опции доступна двухтопливная конфигурация.
Впрыск воды или пара может использоваться для снижения выбросов NOx или для увеличения мощности.
Система DLN
Система DLN – термические выбросы NOx образуются в футеровке, температура в которой выше 1800°С. Образование NOx тесно связано с температурой. Любое незначительное падение температуры приводит к значительному уменьшению NOx, не влияя на эффективность сгорания.
Система DLN (Dry Low NOx) основана на камерах сгорания с предварительным смешиванием, которые сжигают «обедненную предварительно смешанную смесь» топлива и воздуха, чтобы получить более низкую температуру горения, а значит, более низкие выбросы NOx. Роль предварительного смешивания заключается в получении гомогенной смеси с соотношением эквивалентов 0,7.
При обычном режиме горения с диффузионным пламенем топливо впрыскивается в турбулентную массу горящего воздуха, где есть области широкого диапазона эквивалентных соотношений.
Области с высоким эквивалентным отношением приведут к высокой температуре сгорания, создающей высокий уровень NOx.
Ступенчатые, многосопловые камеры сгорания с соответствующими клапанами DLN регулируют распределение топлива, подаваемого на разные форсунки.
Впрыск воды
Закачка воды в хвостовик производится для снижения температуры в первичной зоне. Скорость впрыска (соотношение воды и топлива) зависит от требуемого снижения расхода топлива, уровня выбросов NOx.
Впрыск воды влияет на характеристики газовой турбины следующим образом:
- увеличение выхода;
- снижение КПД (увеличение теплоотдачи).
Устройство впрыска воды связано с каждым узлом топливной форсунки. На внешней стороне крышки камеры сгорания расположено соединительное устройство для подсоединения каждой форсунки к водяному коллектору.
Впрыск пара
Скорость впрыска (отношение пара к топливу) является функцией снижения уровня выбросов NOx.
Впрыск пара влияет на характеристики газовой турбины следующим образом:
- увеличение выхода;
- повышение КПД (снижение теплового расхода).
Устройство впрыска пара связано с каждым узлом топливной форсунки. На внешней стороне крышки камеры сгорания расположено соединительное устройство для подсоединения каждой форсунки к паровому коллектору.
В отличие от впрыска для снижения NOx, в случае впрыска пара для увеличения мощности пар впрыскивается в нагнетательный кожух компрессора.
Эксплуатационные преимущества ГТУ MS5001PA
К основным плюсам данной модели газовых турбин можно отнести:
- высокую прочность, длительный безремонтный срок эксплуатации;
- достойный КПД;
- простое техническое обслуживание, относительно недорогой ремонт;
- возможность интеграции с оборудованием других производителей;
- возможность эксплуатации в сложных температурных, влажностных условиях при высоких рабочих нагрузках;
- компактность;
- универсальность использования для промышленных и коммунальных целей;
- существенную экономию расхода топлива.
Профильная ответственная компания DMEnergy обеспечит квалифицированный сервис, техобслуживание, ремонт и модернизацию, монтаж, ввод в эксплуатацию газовых турбин General Electric и других производителей. Всегда в наличии оригинальные детали и комплектующие непосредственно от производителя, сертифицированные согласно требованиям технической эксплуатации.
