Модель SGT-A35 Rolls Royce от Siemens — лучшая в своем классе по надежности, мощности, ремонтопригодности, взаимозаменяемости быстро изнашиваемых деталей. Создан на основе надежной, проверенной временем модели Industrial RB211 и Dresser-Rand. ГТУ предназначена для небольших электростанций, нефте- и газодобывающей отрасли, трубопроводов, морских платформ, процессов когенерации, механических приводов.
Этот вариант газовой турбины разработан с учетом характеристик компонентов предыдущих моделей, успешно эксплуатируемых в промышленной, морской и аэрокосмической сфере.
Основные особенности конструкции ГТУ SGT-A35
В SGT-A35 используется авиационный двухконтурный газогенератор, аэродинамически соединенный со свободной силовой турбиной.
Доступны два варианта газогенераторов и два типа силовых турбин, чтобы идеально соответствовать конкретным требованиям эксплуатации.
Архитектура с двумя золотниками обеспечивает максимальную эксплуатационную гибкость, в результате чего газовая турбина обладает высокой устойчивостью к переходным отклонениям и сложным циклам работы, быстрым запуском и отсутствием «горячих блокировок».
Все варианты сборки ГТУ могут работать на газообразном и жидком топливе, комплектуются опциональной камерой сгорания с сухим низким уровнем выбросов (DLE) для достижения уровней выбросов 25 vppm (сухой при 15% O2) для NOx и CO.
Предусмотрена возможность автоматического переключения между двумя типами топлива во время работы по мере необходимости.
SGT-A35 был испытан с расширенным диапазоном композиций газообразного топлива с высоким содержанием инертных газов. В рамках специальной программы испытаний двигателей SGT-A35 продемонстрировал эффективную, бесперебойную работу на газообразном топливе, содержащем до 50% инертного газа по объему.
Оснащенный горелками WLE, двигатель способен сжигать до 100 об. % водорода (H2). С горелками DLE емкость водорода составляет до 15 об. %.
Легкая авиационная ГТУ генерирует до 38 мегаватт (МВт), легкий корпус Dresser-Rand, на 30 процентов компактней и легче, чем Industrial RB211.
SGT-A35 RB основана на проверенной конструкции ГТУ Industrial RB211 и Industrial Trent 60, сконструированных с использованием технологии Rolls-Royce Aero Engine.
В варианте SGT-A35 RB используется легкая турбина свободной мощности, заимствованная у Rolls-Royce Aerospace и Marine Trent, Siemens Industrial Trent 60.
SGT-A35 RB представлена в вариантах 34 и 38 МВт, для механического привода и электрического генератора 60 или 50 Гц.
В этой конфигурации ГТУ напрямую управляет 2-х полюсным генератором без редуктора.
Тепловой КПД превышает 40 процентов в условиях ISO. Производительность идеальна для жаркого климата, и при +30 C газовая турбина сохраняет 90 процентов мощности.
В пакете Dresser-Rand используются модульная конструкция, которая облегчает техническое обслуживание и сокращает время простоя, повышая доступность и снижая эксплуатационные расходы. Обеспечивается быстрая замена газовой и силовой турбины.
Особенности модернизации основных конструктивных узлов SGT-A35
Применение аддитивного производства для выбора компонентов в системе сжигания SGT-A35 позволяет упростить производство, повысить доступность запасных частей. Появилась возможность улучшить ключевые характеристики ГТУ, такие как выбросы и топливная гибкость, без внесения радикальных изменений в конструкцию.
С момента приобретения бизнеса Rolls-Royce Energy в 2014 году Siemens продолжил вкладывать значительные средства в исследования и разработки, относящиеся к линейке продуктов SGT-A35.
В то же время долгосрочное коммерческое соглашение обеспечило доступ к технологии RollsRoyce Aero Engine.
Приобретение компании Dresser-Rand еще больше расширило возможности модернизации в области нефтегазовых решений, компрессорного оборудования.
Основные модернизованные конструктивные узлы недавно Siemens SGT-A35:
- усовершенствования турбин Free Power RT61 и RT62;
- повышение мощности и эффективности основного двигателя;
- модернизация конструкции газогенератора RB211;
- аддитивное производство отдельных компонентов для повышения надежности, функциональных характеристик, снижения стоимости запасных частей.
Во всех конфигурациях газовой турбины SGT-A35 используется двухконтурный газогенератор, аэродинамически связанный с турбиной свободной мощности (FPT). Объединение двигателя RB211 с силовой турбиной MT30 позволило существенно увеличить мощность.
Большая часть парка SGT-A35 использует RT62 Free. Силовые турбины соединены с -C, -G или –GT вариантами газогенератора.
В варианте мощностью 38 МВт используется модернизированный компрессор нулевой ступени, что обеспечивает на 10% больше мощности без каких-либо изменений в секции турбины и при той же температуре горения. Сила увеличение достигается за счет более высокого потока в сердечнике и компрессоре.
Модернизация RT62X обеспечивает значительные эксплуатационные преимущества за счет повышения мощности, эффективности использования топлива или времени между капитальными ремонтами (TBO).
Обновление можно настроить выборочно, в соответствии с конкретными эксплуатационными требованиями.
Объем обновления RT62X ограничен следующим:
- лопасти турбины (1-я и 2-я ступени) – обновленный трехмерный аэродинамический дизайн, уменьшены потери профиля лопасти;
- направляющие лопатки сопла (1-я и 2-я ступени) – переработана трехмерная аэродинамика и уменьшена толщина задней кромки для повышения эффективности и продления срока службы;
- сотовое уплотнение наконечника – улучшенная конструкция уплотнения наконечника, обеспечивающая уменьшение уплотнения наконечника, лучший контроль над зазорами наконечника.
Усовершенствования силовой турбины RT61 — трехступенчатая промышленная силовая турбина со скоростью 4850 об/мин, что находит применение как в механическом приводе, так и в силовом.
Модернизация для эксплуатации в холодном климате.
Силовая турбина RT61 усовершенствована за счет применения передовых технологий покрытия ключевых компонентов в тракте горячего газа RT61, что значительно улучшает устойчивость к окислению и коррозии, что позволяет удвоить время между капитальными ремонтами от 50 000 до 100 000 часов.
Нанесение новых покрытий на лопатки первой ступени Power Turbine и уплотнения законцовок лопаток, а также замена стяжки болтами, теперь входит в стандартную комплектацию новых агрегатов и доступна в качестве дополнительной модификации.
Еще одно недавнее усовершенствование силовой турбины RT61 сосредоточено на оптимизации топливной экономичности и выбросов во всем диапазоне нагрузок, эксплуатации трубопроводов в холодном климате.
Производительность конфигурации – пропускная способность и оптимизация компонентов первой ступени энерготурбины и ее согласование с условиями на выходе из газогенератора.
Расчетные условия по температуре окружающей среды и рабочей нагрузке определяют оптимальную пропускную способность силовой турбины, которая контролируется геометрией и эффективной площадью направляющего аппарата сопла первой ступени силовой турбины (NGV).
Снижение мощности ГТУ позволяет сохранить проектную мощность температуры горения при более низких температурах окружающей среды с повышением эффективности использования топлива и снижения выбросов CO.
Аддитивные технологии производства комплектующих
Аддитивное производство использует процесс селективного лазерного плавления (SLM) для создания детали слой за слоем из нарезанных моделей САПР для формирования твердых объектов.
Преимущества применения этой технологии:
- оптимизированный ремонт и выборочное восстановление отдельных компонентов ГТУ, например, наконечника горелки;
- обратный инжиниринг и производство устаревших деталей, для которых традиционная цепочка поставок больше не существует или не экономична;
- упрощенная цепочка поставок, сокращение времени изготовления запасных частей по запросу;
- повышенная надежность компонентов благодаря устранению режимов отказа за счет монолитных, а не сварных или паяных деталей;
- оптимизация сложных компонентов за счет снятия геометрических ограничений, которые существуют в процессах литья и ковки.
Компоненты тракта горения особенно подходят для использования таких преимуществ. Недавним примером является введение головки горелки AM для двухтопливных форсунок SGT-A35 nonDLE. Головка представляла собой сложную сборку, требующую 6 различных паяных соединений для получения конечной детали с небольшими проходами для воздуха, газа, жидкого топлива и воды. Головная часть горелки теперь заменена на одну деталь, которая приваривается к остальной части горелки, что упрощает ремонт.
Эксплуатационные преимущества SGT-A35
Ассортимент SGT-A35 включает два варианта газогенераторов и три варианта свободных силовых турбин. Такая комплектация дает возможность подобрать ГТУ с нужной мощностью от 32 до 38 МВт, частотой вращения приводного вала.
Комплектация ГТУ может быть идеально адаптирована к эксплуатационным требованиям:
- Все варианты SGT-A35 могут быть перезапущены в любое время после выключения из любого состояния без какой-либо задержки из-за условий «горячей блокировки».
- Благодаря гибкой архитектуре с двумя катушками SGT-A35 обеспечивает наиболее надежное решение для быстрого восстановления электропитания.
- SGT-A35 — это последняя разработка, представляющая вариант с синхронной скоростью для существующей высокоскоростной силовой турбины, соединенной с генератором контрольного газа, чтобы обеспечить прямой или редукторный привод электрического генератора.
- SGT-A35 может использоваться в механических приводах. Производительность оптимизирована для жаркого климата, обеспечивая большую мощность при 30 C.
- SGT-A35 RB сохраняет более 90% своей мощности при температуре до 86F (30C).
Чтобы увеличить мощность до 38 МВт достаточно добавить дополнительную ступень сжатия на компрессор. Комплектация задней части турбины остается прежней.
Компания DMEnergy предоставит комплекс услуг под ключ по ремонту, модернизации, сервисному техническому обслуживанию, проектированию и установке газовых турбин различных моделей, отраслевого назначения. Опыт работы, квалифицированный персонал, поставки сертифицированных деталей и комплектующих, строгое соответствие установленным государственным нормативам и отраслевым регламентам – гарантия экономичной и эффективной работы ГТУ.
