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已經擁有9H燃機,GE公司為什么還要研發9EMAX?

2017-07-28 來源:高端裝備發展研究中心

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  2017年5月4日,GE公司宣布9E燃氣輪機的升級解決方案9EMax取得了重大里程碑:首個安裝機組正式點火運行。該機組已經完成全速空載和基準負荷等測試驗證,目前已可以向全球客戶正式提供。

 

  在多方討論重型燃氣輪機市場未來究竟是H級還是F級燃機的天下時,GE公司高調研發E級燃氣輪機升級版多少讓人有些摸不著頭腦,那么E級燃氣輪機有什么技術特點,GE公司的9EMax方案究竟前景幾何呢?

 

  什么是E級燃氣輪機?

 

  E級燃氣輪機技術始于上世紀八十年代,1980年代初推出的E級基本型號單機功率為30~105MW(50Hz,下同)、燃氣溫度達到1100℃、效率約30%;到1990年代中期單機功率增加到37~130MW、燃氣溫度達到1200℃,效率約32%,成為當時全球重型燃氣輪機市場主流產品,也引導了世界燃氣輪機市場的形成。

 

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重型燃氣輪機的發展

 

  GE公司的9E系列燃氣輪機(目前有9E.03/9E.04兩機型)是公司穩健成熟的50 Hz重型機組,擁有一系列的舊款標識:Frame 9E,9E,9E 3-Series,9141(E),9151(E),9161(E),9171(E),PG9141E,PG9151E,PG9161E,PG9171E,9E PIP,9E AGP,9E Syngas,9E BFG,MS9001(E)… …

 

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9E系列燃氣輪機發展歷程

 

  低安裝成本、易維護和燃料靈活性是9E 燃氣輪機的顯著優點。9E燃氣輪機是發電行業燃料靈活性最強的產品之一,可以使用超過52種以上的燃料,包括天然氣、輕型和重型餾分油、石腦油、原油、渣油、高爐煤氣(BFG)、合成氣和生物燃料等。由于采用了模塊化的結構設計,9E燃氣輪機能夠在各類復雜地形中快速安裝、適應。9E型燃氣輪機的單循環功率為132~145MW,實現了超過54%的聯合循環效率,聯合循環出力為201~212MW。

 

  9E系列燃氣輪機的競爭對手主要有西門子公司、意大利的安薩爾多公司,以及日本三菱重工。不過GE公司的E級燃氣輪機仍是全球應用最廣泛的燃機,目前已交付了3000套機組,累計使用及工業服務時間超過1.4億小時。

 

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全球主要E級燃氣輪機及聯合循環電廠性能參數,可見9E燃機在眾多競爭型號中還是具有性能優勢的

 

  9EMAX燃氣輪機技術是什么?

 

  GE公司將9EMAX燃機定義為“革命性9E燃機技術升級改造”,在保持原有燃機整體布局和尺寸不變,排煙溫度和能量保持不變的基礎上,只通過渦輪的全新設計(New 4-stage Turbine),使得性能和檢修間隔大幅度提高,對燃機發電廠下游設備無明顯影響。

 

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9EMAX燃氣輪機只對渦輪部件進行了改進,就將簡單循環功率提高了15.6%!

 

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  9EMAX燃機可以在部分負載下運行,與可再生能源搭配,是進行電網調峰的立項選擇。它還包括一系列數字解決方案,以提高運行可靠性,改進燃燒操作和管理排放,并有一套軟件解決方案來改進維修和炎熱天氣帶來的挑戰。

 

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  9EMax燃機的研發采取了一套硅谷模式的研發,即快速項目(FastWorks)。GE FastWorks開發流程允許GE Power工程師一次滿足多個客戶要求,并在研發時間節省一年時間,從原來的4年時間縮短為3年。。首臺9EMax燃機在2017年3月份上線,實現了所有客戶的業績目標:每年比9E.03年減少500萬美元燃料,同時每年增加收入高達600萬美元。

 

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制造中的9EMAX機組

 

  GE公司為燃機電廠提供三種升級解決方案:

 

  •直接為客戶提供新的燃氣輪機9E.04整機,用于新電廠建設;

 

  •對于已經到達使用壽命的老機組,提供一個法蘭到法蘭(F2F,flange-to flange)的解決方案,通過一整套的振興燃機電廠方案,可以優化啟動和點火過程。

 

  •對于年輕的機組來說,9EMax還提供一種僅僅替換透平部件的方案,仍使用現有的壓氣機和燃燒室來提高現有資產的最大利用率。相比于一起的9E.03透平模塊,提高了效率約4個百分點,輸出功率也高達145 MW。

 

  總之就是一句話:非常方便!非常省錢!

 

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  可見GE公司的9EMAX方案既可以為新電廠提供燃機,還可以為新老9E燃氣客戶提供更新更經濟的電廠升級改造服務。這也是為什么GE公司將9EMAX稱為“Reset the operating clock for 9E assets”。

 

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