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GE筹划将CMC技艺从航空推广到重型燃机 以获发电率

时间:2018年08月18日 16:53   来源:微信@两机动力控制
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  近日,GE暗示,正在科研将航空发动机上使用的CMC技艺推广到重型燃气轮机上,力求突破65%的联合循环发电效率。 

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  波士顿的凯尔特人队传奇教练红衣主教奥尔巴赫曾经说过,所有的记录都将被打破。近日,美国通用电气GE企业正在将它的总部迁往波士顿,在那应该会有一种宾至如归的感觉。

  GE技艺曾经多次打破过世界吉尼斯纪录:1963年,在一辆柴油机车上加装了两台二手的GE企业的J-47-19喷气发动机,速度达到了296公里/小时(中国现在的高铁速度),创造了当时世界上最快的喷气火车;2002年,GE90-115B发动机作为波音777客机动力,是世界上推力最大的航空发动机;去年6月,在法国布尚EDF电厂,GE的HA燃气轮机联合循环发电效率达到了62%,获得世界吉尼斯纪录认证,成为全世界联合循环发电效率最高的电厂。

  不过,GE企业认为HA燃气轮机这一记录的不太或许保持太久,因为GE全球科研实验室已经筹划打破这一记录,正在应用陶瓷基复合材料(CMC)、新燃烧技艺和其他技艺来鼓动燃气轮机联合发电效率突破65%。

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  上图:装载GE动力的喷气列车 

  GE实验室刚刚参与了一个840万美金的名目,与美国动力部(DOE)和克莱姆森大学一起研发HA燃气轮机的CMC涡轮喷嘴。同时,这个名目也获得其他几个部门的支撑,来一起提高燃气轮机效率。

  GE动力首席技艺官John Lammas暗示:“燃气轮机提高哪怕1%的发电效率,它的工作量也是巨大的。但另一方面,如果一个1000MW燃机电厂,用2台HA燃气轮机,则在10年内可以节省燃料费5000万美金。”

  GE研发CMC技艺超过30年,还得到了美国动力部的支撑,并且在航空发动机上已经实行了应用,结果表明它比原来的合金部件要更轻且耐高温性更好,这也意味着效率的提高,可以节省数十亿美金的燃料和降低排放。

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  LEAP发动机上的CMC零件。 

  GE航空集团的成功获得了美国动力部的青睐,GE科研人员希翼经过在涡轮喷嘴中使用CMC来替换原来的高档金属合金材料,使得重型燃气轮机也获得CMC的好处。不过,由于重型燃气轮机喷嘴体积更大,更复杂,也进一步提高了CMC在重型燃气轮机上应用的难度。

  而且商业的竞争不仅是技艺的进步,研发的速度也同样重要。在昔时,燃气轮机提高1%的效率大约需要10年。GE全球科研中心陶瓷及冶金组的高级首席科学家Don Lipkin暗示:“但是,大家的Bouchain工厂,联合循环发电效率从60%到超过62%只有短短的6年。现在大家正在试图将CMC部件也应用到重型燃气轮机中,来获得新的发电效率记录。”

  除了CMC名目,美国动力部还选择GE作为燃气轮机效率名目的牵头单位,专门研发先进的燃烧室,要优化当前的燃料和空气混合问题。这是实现高效燃气轮机效率的另一个关键问题。

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