Газовые турбины Kawasaki 18 октября 2012 Московский Энергетический Институт Специальная техническая лекция по газотурбинным установкам Kawasaki Heavy Industries, Ltd.

2 Специальная Лекция День 1-й (сегодня) : Общая Лекция Kawasaki Heavy Industries Газовые турбины Kawasaki Газотурбинный генератор День 2-й (19 октября): Лекция на тему Камеры Сгорания

3 День 1 Общая лекция Содержание Kawasaki Heavy Industries Продукция Производство газовых турбин Газовые турбины Kawasaki Газовые турбины собственной разработки Газовая турбина модели М7 производства Kawasaki Газотурбинный генератор Газотурбинный генератор Kawasaki Генератор класса 7 МВт Проекты Заключение

4 Kawasaki Heavy Industries, Ltd. Продукция Бизнес на основе газовых турбин

5 Продукция

6 Продукция Kawasaki Мотоциклы

7 Продукция Kawasaki

8 Авиакосмическая промышленность Газовые турбины и оборудование Производство подвижных составов Производство мотоциклов Промышленные проекты Судостроение Продукция Kawasaki

9 Производство газовых турбин История Продукция

10 Что такое газовая турбина?

11 Что такое газовая турбина?

12 Флот (Военный) Авиа (Гражданская техника) 1942 Ne-0 История Промыш- ленность 1954 J33 Авиа (Военная техника)

13 Газовые турбины Kawasaki Газовые турбины собственной разработки Газовая турбина М7 производства Kawasaki

14 Газовые турбины собственной разработки

15 Выходная мощность (МВт) Год S1A-01 S1A-02 S2A-01 M1A-01 M1A-03 S3A-01 M1A-13 M1F-03 M1A-23 S1C-05 S5A-01 ACT90 M7A-01 M7A-02 M1A-23B L20A S7A-01 SMGT HGT CGT 302 M7A-03 Number of Engine Products ,000 штук к 2012 Газовые турбины 200 – 30,000 [кВт] L30 30

16 Надёжные газовые турбины Резервный газотурбинный генератор 5000 штук по всему миру Хорошо зарекомендовавшие себя газовые турбины класса 1.5 МВт (M1A-13) Количество 700 штук по всему миру Надёжные (показатель надёжности 98%) Хорошо зарекомендовавшие себя газовые турбины Хорошо зарекомендовавшие себя газовые турбины класса 5 – 7 МВт (M7) Количество 100 штук по всему миру Надёжные (надёжность 98% ) Хорошо зарекомендовавшие себя газовые турбины (Общее количество часов работы 2,800,000 часов)

17 Газовая турбина М7 Kawasaki Концепция Дизайн Опыт

18 Главная концепция Главная концепция: Высокий электрический КПД и высокий термический КПД для комбинированной генерации тепла и электроэнергии в классе 7 МВт в мире. Концепции: - Более низкие затраты на топливо, высокая эффективность Эффективное сочетание температуры и давления, - Высокая энергия выхлопных газов Умеренно высокая температура выхлопных газов

19 Концепция дизайна Дизайн - Мощность Для высокой надёжности Для гибкости при работе в различных режимах - Простая конфигурация Минимальное количество ступеней компрессора и турбины Один вал (для изменения частоты и более высокой надёжности) - Простота инспекции и обслуживания Корпус разъёмный в горизонтальной плоскости, Достаточное количество технологических отверстий Возможность замены двигателя

20 Опыт 100 единиц или более по всему миру

21 Япония США Индонезия Малайзия Турция Германия Венесуэла Россия Австрия Таиланд Мексика Опыт

22 ТипПростого цикла, одновальная Скорость13790 [об/мин] КомпрессорОсевой компрессор с 11 ступенями Камера сгоранияЦилиндрического типа с 6 камерами ТурбинаОсевого типа с 4 ступенями ПодшипникиСкольжения (на обоих концах вала) и упорный (на стороне компрессора) Самая современная газовая турбина модели M7 Газовая турбина модели M7A-03

23 Самая современная газовая турбина модели M7 Всас воздуха Выход КомпрессорТурбина Подшипник No.2 Выхлоп Упорный подшипник Подшипник No.1 Камера сгорания Мощность на валу редуктора Скорость вращения Расход воздуха на всасе Коэффициент давления Температура выхлопных газов 7600 кВт об/мин 27.2 кг/с градусов C Тип Размеры Вес Компрессор Камера сгорания Турбина Одновальная Д 4.2 м x Ш 1.5 м x В 1.7 м 5.2 тонны Осевой компрессор с 11 ступенями с 6 камерами Осевого типа с 4 ступенями Все спецификации подлежат изменению без предварительного уведомления. Газовая турбина M7A-03 Производительность в соответствии с требованиями ISO Газовая турбина M7A-03

24 Конкурентоспособная производительность - Электрический КПД на выходе генератора на высочайшем уровне мирового класса - Высокий тепловой КПД для парового котла-утилизатора и/или паровой турбины - Высокий общий тепловой КПД при когенерационном и комбинированном циклах Простота обслуживания - Корпус разъёмный в горизонтальной плоскости - Простота замены двигателя - Наличие технологических отверстий для обслуживания Турбодвигатель хорошо зарекомендовавший себя единиц по всему миру - Высокая надёжность Особенности газовой турбины модели M7-03

25 Высочайший уровень мирового класса Особенности газовой турбины модели M7 Газовая турбина M7A-03: 33.2% по ISO Производительность на высочайшем уровне мирового класса Конкурентоспособная производительность

26 Особенности газовой турбины модели M7 1.Горизонтально-разъёмный корпус Простота проведения инспекции горячей части 2.Достаточно отверстий для проведения инспекции Простота проведения бороскопической инспекции 3.Простота замены двигателя Уменьшает объём работ при капремонте Простота обслуживания

27 Подробная информация по газовой турбине Kawasaki модели M7

28 Корпус: Разъёмный в горизонтальной плоскости Подшипники: Упорный подшипник с самоустанавливающимися сегментами 2 комплекта подшипников скольжения 1 комплект упорных подшипников на стороне компрессора Выходной вал: На входной стороне Суппорт: Поворотного типа (устойчив к температурному расширению) Вал:Обладает малой вибрацией благодаря высокоскоростной балансировке Общая структура Выходной вал Упорный подшипник Подшипник Суппорт

29 Компрессор Тип: Осевого типа с 11 ступенями Поворотные лопатки статора & направляющие лопатки & отбор воздуха Удобная защита от перенапряжений при запусках Тепловая защита внутри кольцевых уплотнений Надёжный кожух защиты лопаток ротора Отборное отверстие Компрессор

30 Камера сгорания Камера сгорания многотрубчатого типа Проста в обслуживании Проста в модернизации Камера сгорания трубчатого типа

31 Турбина Турбинная секция Долговечная турбина Понижение температуры на поверхности турбины Воздушное охлаждение (Плёночное охлаждение) Покрытие (Термобарьерное покрытие)

32 Турбина Охлаждается воздухом при помощи плёночного охлаждения Продув охлаждающим воздухом Снижение поверхностной температуры турбины Защита турбины от высоких температур Изображение плёночного охлаждения

33 Турбина Изображение снижения температуры Покрытие: Температурный барьер за счёт керамического покрытия

34 Усовершенствование газовых турбин модели M7 производства Kawasaki

35 Развитие степень сжатия воздуха на всасе КПД компонентов снижающий уплотнитель & охлаждающий поток Более 70 единиц по всему миру На газовом топливе, жидком топливе, двухтопливные, трёхтопливные С функциями: сухого подавления выбросов DLE, нагнетания пара, впрыска воды, без впрыска

36 Точки усовершенствование Выходной диффузор Аэродинамика Турбина Аэродинамика Охлаждение Конструкция Другое Сопло завихрителя Аэродинамические потери в камере сгорания M7A-02 Компрессор Аэродинамика M7A-03

37 Обслуживание газовых турбин Бороскопическая инспекция Инспекция горячей части

38 Цели обслуживания Обслуживание необходимо для поддержания стабильной эксплуатации Турбина работает в суровых условиях - Высокая температура - Высокие напряжения (высокая тепловая нагрузка, центробежная сила) Повреждение деталей - Деструкция, Окисление, Усталость (трещины), Износ, Деформации Важно понять условия возникновения повреждений. - Периодические проверки. - Подготовка частей для замены.

39 Цели обслуживания Деструкция материалов Камера сгорания Лопатки ротора Лопатки статора Покрытие Усталость (трещины) Камера сгорания Лопатки ротора Лопатки статора Покрытие Окисление Лопатки ротора Лопатки статора Износ Сопрягающиеся части Камера сгорания Деформация (ползучесть) Сопрягающиеся части Лопатки статора Инспекция - Бороскопическая инспекция - Инспекция частей горячей части - Капитальный ремонт

40 Бороскопическая инспекция Протоки внутри турбины можно проинспектировать визуально - Бороскопическая инспекция проводится на площадке. - Инспекция проводится без демонтажа компонентов. - Гибкие оптические волокна и осветительная лампа вокруг индикатора.

41 Исследование горячей части Демонтаж верхней части корпуса Инспекция турбины Инспекция камеры сгорания

42 Капитальный ремонт Капитальный ремонт производится на заводе Kawasaki в Японии. - Происходит их полная разборка - Проверяется состояние всех частей газовых турбин - Ремонтируемые части заменяются - Части очищаются и устанавливаются обратно - Производится высокоскоростная балансировка ротора в сборе - Проводятся ходовые механические испытания

43 Капитальный ремонт Подготовка подменной газовой турбины на площадке до начала времени проведения самого капремонта Замена газовой турбины на подменную на площадке

44 Капитальный ремонт Демонтированная турбина направляется на завод проводящий капремонт Далее она разбирается на части

45 Капитальный ремонт Чистка частей Инспекция Высокоскоростная балансировка Сборка

46 Мониторинг газовых турбин

47 Мониторинг газовых турбин Мониторинг из операторской комнаты на площадке Шкафы управления газовыми турбинами Мониторинг на площадке Kawasaki Techno-Net System Kawasaki Heavy Industries Akashi Japan Мониторинг на заводе по производству газовых турбин Kawasaki Мониторинг из Бизнес Центра Kawasaki

48 Мониторинг на площадке Газотурбинный двигатель Тренд газовой турбины Однолинейная схема газовой турбины Аварийные сигналы газовой турбины

49 Internet Площадка Профессиональный мониторинг и поддержка клиента Мировые бизнес центры газовых турбин Kawasaki Techno-Net сервер Internet Технический консультант Мониторинг Локальная вычислите льная сеть Kawasaki Group Техпод- держка

50 Мониторинг из Kawasaki

51 Система Techno-Net компании Kawasaki Площадка Kawasaki Heavy Industries завод в г. Акаси, Япония Бизнес центры газовых турбин Kawasaki по всему миру Kawasaki Gas Turbine Europe GmbH в г. Франкфурт, Германия Kawasaki Gas Turbine Asia в Куала-Лумпур, Малайзия Kawasaki Gas Turbines- Americas в г. Хьюстон, Техас, США Kawasaki Heavy Industries (Токио, Осака, Акаси в Японии ) Kawasaki Machine Systems, Ltd. Шанхайский Офис представительства г. Шанхай, Китай Бизнес центры газовых турбин Kawasaki по всему миру

52 Газотурбинный генератор Газотурбинный генератор Kawasaki Генератор класса 7 МВт Проекты

53 Газотурбинные генераторы Резервные газотурбинные генераторные установки 14 моделей, 0.2 – 7 МВт Мобильные газотурбинные генераторные установки 8 моделей, МВт Газотурбинные генераторные установки, работающие в режиме постоянной нагрузки 11 моделей, МВт

54 Газотурбинные генераторы Для работы в режиме постоянной нагрузки Модель Мощность GPB15D1.5 МВт GPB30D2.9 МВт GPB60D5.3 МВт GPB70D6.5 МВт GPB80D7.3 МВт GPB180D17.4 МВт Резервного типа Модель Мощность GPS кВт GPS кВт GPS кВт GPS кВт GPS кВт GPS кВт GPS кВт GPS кВт GPS кВт GPS кВт GPS кВт GPS кВт GPS кВт GPS кВт

55 Газотурбинные генераторы Мощность 1,000 кВА800 кВт) Вес 13 тонн

56 Газотурбинный генератор

: Первый самостоятельно изобретённый Газотурбинный Генератор GPS200, 150 кВт, для резервного использования Газотурбинные генераторы 1979 : 1 ый Мобильный Генератор MPU200, для резервного использования 1979: Главный генератор 1000 кВт, для Японского военного эсминца 1984: 1-ая когенерационная система мощностью 1 МВт для работы в режиме базовой нагрузки

: Когенерационная система 1.5 МВт 1997: Поставлена 1 ая электростанция комбинированного цикла мощностью 7 МВт Газотурбинные генераторы Когенерационная электростанция мощностью 20 МВт на заводе в г. Акаси 2012: 1 ый 30 МВт газотурбинный генератор в Японии

59 Инсталляции по всему миру

60 Газотурбинный генератор Kawasaki GPB80D

61 Газотурбинный генератор

62 Электростанция комбинированного цикла

63 Высокий электрический КПД и высокий тепловой КПД - Высокий электрический КПД на генераторе - Высокий тепловой КПД на котле-утилизаторе или паровой турбине - Высокий итоговый тепловой КПД для ТЭЦ и электростанций комбинированного цикла Модель ЭлектричествоПар КПД GPB80D7250 кВт 16 т/ч32% / 82% - Эксплуатация: Постоянная, Еженедельные запуски и остановы, Ежедневные запуски и остановы - Коэффициент использования: 100%- 75%, % - Количество часов работы: 8000 часов/год, 6000 часов/год, 3500 часов/год

64 Проекты Газовые турбины модели М7 по всему миру

65 Газовые турбины модели M7 в России Проект «Русский Остров»

66 Проект «Русский Остров» Выработка энергии для целей саммита АТЭС 2012 в России. Газовая турбина Kawasaki модели M7 для комбинированного производства тепла и электричества

67 Проект «Русский Остров» Проект Газовые турбины модели M7 x 5 единиц Для комбинированного производства тепла и энергии ( электричество и горячая вода ) Газотурбинные генераторы GPB70 x 5 Начало эксплуатации в 2012

68 Газовые турбины модели M7 в Бельгии Плёночная фабрика Производство энергии для расширения фабрики, 2011 год Бельгия. Газовая турбина Kawasaki M7 для комбинированного производства тепла и электроэнергии.

69 Газовая турбина модели M7 в Хиросиме Фабрика по производству полупроводников Электроэнергия и пар для фабрики, 2002 г. Япония. Газовая турбина Kawasaki модели M7 для комбинированного производства тепла и электроэнергии

70 Газовая турбина модели M7 в Мексике Бумажная фабрика в Мексике Станция, производящая электрическую энергию и пар, 1999 г. Газовая турбина Kawasaki M7 для электростанции комбинированного типа

71 Газовые турбины модели M7 в Турции Текстильная фабрика в Турции Выработка электроэнергии и пара для нужд фабрики, 2003 г. Газовая турбина Kawasaki M7 для электростанции комбинированного цикла

72 Заключение Газовые турбины собственных разработок Богатый опыт Вызов на Российском рынке Kawasaki примет вызов собственными технологиями Для России

73 Заключение Kawasaki примет вызов своими технологиями. Для России!

74 Спасибо

75