Модель MS5002E — последнее обновление линейки эффективных и экономичных газовых турбин серии Frame 5 от GE мощностью 32 МВт.
Оптимизация температуры горения, адаптация к техническим требованиям современного оборудования гарантирует надежность и экономичность MS5002E. Повышенная эксплуатационная эффективность достигнута за счет модернизации аэродинамических профилей, зазоров и продуманного разделения охлаждающих воздушных потоков.
MS5002E может вырабатывать электроэнергию как для условий подключения к сети, так и для работы в изолированном режиме.
В модели MS5002E уровень вредных выбросов NOx снижен до 15 ppm за счет системы сухого сгорания, созданной на базе технологии сгорания GE DLN2.
Модернизированная конструкция прошла обширную программу тестовых и заводских испытаний, которая включала полномасштабные испытания осевого компрессора, динамические тесты ротора, проверку производительности газотурбинной системы в конфигурации с механическим и генераторным приводом.
Конструкция, технические характеристики MS5002E
Двухвальная турбина доказала свою эффективность в электроэнергетике, механическом приводе, обеспечивая высокую эффективность, низкое воздействие на окружающую среду и надежность:
- технология сгорания DLN2.5H с температурой сгорания примерно на 100°C ниже, что максимально увеличивает сроки эксплуатации горячих частей установки;
- уровень NOx составляет 15 частей на миллион, выбросы CO2 снижаются на 20 000 тонн в год по сравнению с MS5002 C и D и базовой модели MS5001;
- компрессор – 11-ступенчатый, с высокой степенью сжатия (17 к 1) и осевым потоком, аналогичным газовой турбине GE10, который показал за время работы надежность и высокую производительность. При номинальной рабочей скорости 7455 об/мин расход воздуха составляет 101 кг/сек;
- входные направляющие аппараты (ВНО) и лопатки статора первой и второй ступени имеют регулируемые лопатки с электрическим приводом;
- вдоль проточной части расположены два выпускных отверстия:
- выпускное отверстие 4-й ступени используется для охлаждения рабочего колеса турбины низкого давления и уплотнения подшипников;
- выпускное отверстие 7-й ступени используется для охлаждения и контроля при пуске/остановке.
- как и в модели GE10, ротор компрессора имеет передний короткий вал, шесть дисков и пять прокладок, а также задний короткий вал, скрепленные 26-ю стяжными болтами.
- корпуса компрессоров разделены по горизонтали для простого и быстрого технического обслуживания на месте;
- кожух воздухозаборника поддерживает подшипник № 1, комбинированную цапфу с самоустанавливающимися прокладками и упорным подшипником.
Материалы корпуса – чугун для впускного корпуса, чугун с графитом для промежуточного корпуса и литая очищенная сталь для нагнетательного корпуса компрессора.
Технические характеристики камеры сгорания
Конструкция камеры сгорания GE DLN2 аналогична моделям ГТУ класса «F» (например, 6FA, 7FA, 9FA), но температура горения MS5002E была намеренно снижена на 100°C, чтобы максимально увеличить срок службы деталей и интервалы технического обслуживания.
Базовая модель настроена на газообразное топливо, но предусмотрены функции для работы с жидким топливом. В каждой камере сгорания есть топливные форсунки, содержащие трубку предварительного смешивания, в которой топливный газ и воздух перемешиваются перед первичной зоной горения, в центральном корпусе расположен диффузионный контур топливного газа.
Камера сгорания работает в диффузионном режиме при низких нагрузках (менее 50%) и в режиме предварительного смешения при более высоких нагрузках с уровнем NOx 15 ppm.
Система подачи топливного газа снабжена несколькими регулирующими клапанами для распределения топлива по различным газовым контурам. Точное разделение поддерживается во время работы с предварительным смешиванием, чтобы обеспечить как низкий уровень выбросов, так и низкую динамику сгорания.
Рабочие параметры камеры сгорания MS5002E (при условиях ISO):
- выходная мощность механического привода генератора – 32000 кВт;
- эффективность – 35,0 %;
- соотношение давлений 17 к 1;
- теплопроизводительность – 10000 кДж/кВтч;
- NOx (ppm) – 15 Exh;
- расход газа – 101 кг/с;
- температура газа – 510°C;
- номинальная скорость вращения – 3600 об/мин.
Полевые измерения на первом установленном блоке показали выбросы ниже 15 частей на миллион NOx, а однозначное число (9 частей на миллион NOx) было зарегистрировано даже при частичной нагрузке.
Преимущества модернизированной конструкции MS5002E
Двухступенчатая реактивная турбина ВД (высокого давления) с осевым потоком разработана для обеспечения высокой эффективности в широком диапазоне мощностей. Состоит из двух турбинных колес, сопловых аппаратов первой и второй ступеней турбины и кожухов.
Обе ступени сопел ТВД охлаждаются воздухом нагнетания компрессора, проходящим через каждую лопатку. Обе ступени лопаток HPT охлаждаются компрессорным воздухом, проходящим через ласточкин хвост и хвостовики в лопатки.
Турбина НД (низкого давления) аналогична по компоновке и материалам. Основным компонентам модели PGT25+. Профиль канала потока и аэродинамические поверхности были переработаны, чтобы обеспечить на 20% больший воздушный поток, чем у PGT25+.
Базовые опоры газовой турбины – одна для двигателя и одна для вспомогательного оборудования. В новой конструкции две опорные плиты, объединенные в одну. Это решение сокращает время установки и общую занимаемую площадь (уменьшение длины на 3,4 метра) и снижает общий вес (уменьшение на 17 тонн).
Газовая турбина установлена на опорной плите с помощью двух передних опор (подвижных в осевом направлении) и двух задних опор. Опорная плита двигателя имеет примерно такую же площадь основания, как и у MS5002D, и содержит как впускную, так и выпускную камеры.
Эти нагнетательные камеры подходят как для вертикального, так и для поперечного расположения. Вспомогательная опорная плита содержит систему смазочного масла и резервуар, систему запуска с устройством поворота ротора и блок топливного газа.
Модульная конструкция позволяет использовать различные конфигурации установки для оптимизации компоновки в соответствии с производственной и эксплуатационной необходимостью.
ГТУ MS5002E оснащена системой управления Speedtronic™ Mark VIe, которая используется на всех моделях газовых турбин GE.
Система управления доступна как в симплексной, так и в тройной модульной резервной конфигурации.
Ремонтопригодность MS5002E была продумана для удобства обслуживания:
- оперативное плановое техническое обслуживание;
- несколько отверстий портов бороскопа в разных частях ГТУ, где фиксируются динамичные изменения температурного режима;
- горизонтально разделенные кожухи газогенератора и съемная крыша корпуса позволяют проводить техническое обслуживание на месте;
- силовая турбина установлена на специальной раме, позволяющей перемещать ее в осевом направлении на опорной плите;
- модуль может быть разобран непосредственно на базе, либо снят для обслуживания вне базы;
- камеры сгорания можно разобрать, не снимая корпус нагнетания компрессора, а подшипники 1, 3 и 4 легко доступны для осмотра.
В последней модернизированной версии предусмотрена возможность модульной замены, встроенной в конструкцию. В этом варианте двигатель можно демонтировать, поднять на временные рельсы вдоль салазок, отодвинуть и заменить другим двигателем. Такой подход сокращает время проведения крупной инспекции с 18 до 3 дней. После снятия двигатель можно отремонтировать в автономном режиме и зарезервировать в качестве запасного.
Эксплуатационные преимущества ГТУ MS5002E от General Electric
Газовая турбина данной модели отличается высокими рабочими характеристиками:
- эффективностью и производительностью;
- высоким КПД;
- экономичностью;
- длительным безремонтным ресурсом эксплуатации, надежностью;
- простым, оперативным техническим обслуживанием и недорогим ремонтом, модернизацией;
- установка может быть интегрирована в системы с оборудованием сторонних производителей;
- позволяет существенно снизить эксплуатационные затраты.
DMEnergy – ответственная профильная компания, предоставит комплекс услуг по ремонту, сервису и техобслуживанию, монтажу и вводу в эксплуатацию газовых турбин General Electric, а также ГТУ других зарубежных и российских брендов. Располагаем полным ассортиментом оригинальных сертифицированных деталей, комплектующих, ответственным квалифицированным персоналом и большим опытом работы по обслуживанию газовых турбин разного класса.
