GE LM2500+G4航改燃气轮机在舰船和工业上的应用(2)

2020-05-01 11:29

基本载荷/连续载荷下简单燃气轮机的可靠性和可利用性* 平均可靠 性,% LM2500/+系列燃气轮机 其他公司的工业燃气轮机95.13 (20~40MW) 图5 简单循环燃气轮机的可靠性和可利用性

R;所有版权归GE改进SPS○R基础数据所有。数据收集时间截止2005*来源:ORAP○

平均可利用性,% 95.84 92.44 发动机报告数量 69 33 98.62 年3月。

排放技术

LM2500+G4将会具有与目前LM2500/+产品一样的排放能力,包括:

? ? ? ? ?

SAC干天然气或液体w/无NOx消除

SAC天然气w/水或蒸汽下降至25ppmvNOx(15%O2条件下) SAC天然气w/水或蒸汽下降至42ppmvNOx(15%O2条件下) 仅DLE天然气下降至25ppmvNOx(15%O2条件下)

双重燃料(DF),DLE液体和气体分别下降至100ppmvNOx和25ppmvNOx

(15%O2条件下)

? ? ? ?

经验证的极热和冷条件下的DLE能力(运行数据为-45.6℃,起始数据为-40℃) 全负荷下降/接受能力(SAC和DLE) SAC和DLE燃料性能变化灵活

对于从起始到最大功率的全功率范围,通过倾斜的、预先混合的、分段的燃烧

室进行干的低排放

注意:LM2500DF DLE技术已经发放给客户,计划2006年中期投产2台。首台刚刚完成产品试验,证实功率、热耗率、排放和燃料转换运行非常成功。

燃料和燃烧室灵活性

LM2500+G4基于LM6000航空发动机15ppmv NOx)和LM2500/+技术。LM2500+G4采用单个简单环形燃烧筒,燃料灵活性同LM2500/+,能够采用多种燃料,比如:

?

天然气

6

? ? ? ? ?

合成气和中间BTU气(medium BTU gas) 液态燃料

双重燃料(天然气或液体燃料) 两种燃料(天然气和液体燃料) 水或蒸汽喷射,消除NOx

DLE用途的燃料包括:

? ?

仅天然气DLE 双重燃料DLE

性能

与LM2500/+相比,基本载荷功率的改进是LM2500+G4可以在很宽的环境条件范围内运行。尤其是在非ISO条件下,比如冷天和热天,LM2500+G4的功率可以分别提高11和12%,如图6所示。同样,在联合循环机组中,期望LM2500+G4的功率提高8.5%,热耗率提高0.75%。

图6 LM2500+和LM2500+G4基本载荷功率比较

LM2500+G4(六级动力涡轮或二级动力涡轮)的功率和热耗率分别如图7和图8所示,排气流量和排气温度分别如图9和图10所示。

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图7 LM2500+G4 SAC干功率与进气温度的关系

图8 LM2500+G4 SAC 干热耗率与进气温度的关系

图9 LM2500+G4基本载荷下的排气流量

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图10 LM2500+G4基本载荷下的排气温度

LM2500+G4的未加热恢复蒸汽发生器的锅炉蒸汽产量如图11所示。蒸汽流量条件为SA/水基本载荷输出(25ppm NOx条件下),4-和10-in天然气燃料损失。

图11 未加热恢复蒸汽产量

二级动力涡轮的机械驱动部分功率如图12所示。

图12 LM2500+G4 SAC HSPT 部分载荷功率

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工厂验证试验

计划2005年3Q在俄亥俄州辛辛那提市装配首台机组,在2006年1Q完成验证试验。试验范围包括燃气发生器和带六级动力涡轮的燃气轮机。二级高速动力涡轮将于2006年4Q在公司的油和气工厂(位于意大利的马萨)进行试验。试验将验证机组满足所有设计要求。

用户利益

LM2500+G4保持了LM2500/+系列产品的所有优势,并且具有更高的输出功率、可靠性和更低的安装成本。

用作DLE的LM2500+G4虽然提高的输出功率但其排放水平仍维持在25ppm。 在20~40MW功率范围内,LM2500系列产品的可靠性和可利用性高出其他工业航改式燃气轮机3%(如图5所示)。可利用性的提高可以为用户带来更多的蒸汽。10%功率的提高在维持现有LM2500+燃气轮机优势的同时,还具有以下优势:

?

在石油和天然气开采行业,通常产油量与机组功率正比。比如,一个安装

42000SHP燃气轮机的油田每天产80000桶原油,效率提高10%就意味着每天增加4万美元销售收入(假设每桶原油50美元)。

?

在发电行业,功率提高3MW意味着每年增加14.4万美元的收入(假设每小

时每MW收入6美元,一年工作8000小时)。

? 17%。

在热电联供机组中,蒸汽(600psig,750°F)产量为46t/h,比LM2500+增加

总结

GE公司在技术研发方面的持续投资使其LM2500系列燃气轮机在技术、性能、运行灵活性和用户增值等方面保持领先地位。LM2500+G4继承了LM2500系列产品的成功经验,能够使用各种燃料,并采用排放控制技术,应用范围更广泛,累积运行经验超过5100万小时。为我们的客户提供了一款技术和商业风险非常低的产品。

带六级动力涡轮的LM2500+G4产品将于2006年早期投放市场,带二级动力涡轮的LM2500+G4产品将于2007年投放市场。

LM2500/+系列产品有着非常广泛的应用,包括发电、机械驱动、油气开采/生产/运输、陆上和海上钻井平台、FPSO以及军用和民用舰船动力装置。

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