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GE燃气轮机技术发展简史——史上最全!

2019-07-16 12:22来源:GE关键词:GE燃气轮机燃气发电收藏点赞

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1972年,第一台 7B燃机问世

1972年,GE 推出 MS7001B燃机,这是首台Frame 7B燃机,额定出力为 51.8 MW。

1975 年,第一台Frame 9燃机问世

这一年,首台80.7MW Frame 9B燃机安装在了巴黎市郊法国电力公司的一家电厂。主要用于调峰。

1978年,第一台6B级燃机问世

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1978年,第一台6B级燃机安装在美国蒙大拿州达科他公用事业公司燃气发电站。40年后的2018年9月,这台燃机依然在役。GE在全球交付的6B机组已经超过1,150台。6B燃机广泛应用于石化、石油、天然气勘探和水泥生产等领域,为能源生产设施和工业应用提供动力。多年来,GE持续为现役机组投入技术创新。1981年,通过对燃烧温度的提升,机组的出力提高了15%。1991 年,6B燃机引入干式低氮燃烧技术。2009年,6B性能提升方案(PIP)正式推出。该方案综合了F级燃机在材料、涂层、密封、空气动力学上的先进设计,提升6B燃机的出力与效率。在纪念6B燃机上市40周年之际,GE于2018年推出6B升级6F.01燃机解决方案。这再次印证了GE为现役成熟机组持续投资,帮助发电企业与工业用户在快速变化的市场环境中保持竞争力的坚定承诺。

1984年,干式低氮燃烧室取得技术突破

首次投入商用的“贫燃”干式低氮燃烧预混技术是由BBC公司研发的,它最初用在一台经过改装的GT13D燃机上,这台燃机位于德国杜塞尔多夫劳斯沃德电厂,电厂联合循环出力420MW。正如迪特里希·埃卡德特在2014年出版的《燃气轮机动力》一书中所指出的那样,BBC在1978年提出了这一概念,其理论依据是:通过将燃料和空气在进入燃烧区之前进行充分混合,可以改变空燃比,参与燃烧的空气比燃料多,火焰温度较低,即可取得低氮氧化物排放。该技术将燃机的氮氧化物排放量降至32 ppm。埃卡德特说,虽然这一技术后来被应用于7台燃机上,但它“过于复杂,且过一段时间之后,就会出现老化和性能下降的问题”。这也就是为什么BBC公司随后开始开发第二代预混燃烧器。

1985年,热电联产里程碑

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1985年,两台GE LM2500 航改型燃气轮机、一台汽轮机,以及一台发电机,以一拖一单轴配置的方式被安装在荷兰IJsselcentrale电厂,用于区域供暖。该配置旨在实现更好的经济性,使LM2500 燃气轮机相对较高的投资获得相对更高的收益。GE指出,这也是第一个应用蒸汽回注技术的项目。经现场实测,在额定负荷下,该机组的联合循环效率达到50%。

1987年,首台GT13E 燃机推出

ABB生产的首台GT13E燃气轮机(后被阿尔斯通收购,现被GE收购)额定出力为147.9MW。这台燃机被安装在荷兰公用事业公司的一座电站。在这之后,ABB又售出了27台GT13E燃机。之后,为了满足客户对更高效率、更低氮氧化物排放(低于25ppm)的需求, 1991年,ABB又推出了GT13E2型燃机。这一款燃机使用了安装在顶部的筒仓式燃烧器。

1988 年,LM6000 燃机问世

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1988年,GE LM级燃机家族增添了新成员——LM6000。这款燃机源自 GE 的 CF6-80C2航空发动机——一款高涵道比涡轮风扇发动机。在ISO工况下,采用简单循环、双轴配置的LM6000出力36.6MW,效率可达41.9%。

1990 年,F 级燃机黄金时代到来

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1990 年 6 月 6 日,第一台F 级燃机在弗吉尼亚电力公司 (VEPCO) 切斯特菲尔德发电站投入运行。这台7F燃机的出力可达147 MW,透平初温2,300华氏度(1260摄氏度)。在1992年用于联合循环之前,该款燃机是按照简单循环的配置进行研发和测试的,其简单循环燃机出力150MW, 简单循环效率34.5%。在联合循环运行模式下,联合循环效率达到45.2%,出力达到214MW。有行业观察家指出,切斯特菲尔德发电站7F燃机的商用开启了F级燃气轮机的黄金时代,这一时代一直延续到2015年。伴随着F级燃机成长的行业主旋律是日益苛刻的环境法规,对更高效率、可用性和可靠性的追逐。F级燃机也在为满足这些需求而不断演进。

GE表示,F级燃机技术的研发始于 20 世纪 80 年代。当时,它代表了“重型燃气轮机在运行温度、冷却技术和空气动力学方面的最高水平”。1987年,GE推出的MS7001F燃机是应客户对“高效率,低排放,低单位千瓦造价”的需求而设计的。GE在7F燃机技术的基础上进行了一系列的模化设计,使F燃机家族扩展到了6F和9F系列,从而使燃机电厂的容量规模有了很大的扩展,可以涵盖从单台6F.01的51MW出力到3台7F.05联合循环超过1000MW出力的范围。 F 级燃机全球总装机量已经超过1,500 台,应用于发电、热电联产和机械驱动,为铝冶炼、炼油和食品加工业广泛采用。

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