15.03.2013 Альстом
Позвольте мне продолжить вам совместный с доктором Савичем доклад, перейдя к более техническим темам, к новостям из научно-исследовательского отдела. Все эти впечатляющие показатели надежности, готовности, маневренности наших ГТУ были бы невозможны без постоянной работы научно-исследовательских подразделений, размещенных в г.Баден, г.Бир в Швейцарии.
Однако российская инженерная школа таже внесла свой вклад в разработку и успех газовых турбин фирмы Альстом. Более 150 высококвалифицированных инженеров трудится в г. Москва в Альстом пауэр унитурбо начиная с 1993 года. Именно они важный вклад в разработку наиболее высоконагруженного и сложного узла нашего модернизационного пакета MXL2, лопаты газовой турбины. В целом этот пакет состоит из полностью перепроектированных лопаточных аппаратов компрессора и лопаточного аппарата газовой турбины.
Лопаточные аппараты компрессора обоих версий представленых фирмой Альстом в 2012 году спроектированы с самой современной технологией профилирования CDA, что означает контролируемая диффузорность межлопаточного канала. Применение этой технологии повзволяет добиться существенно более равномерного распределения давления вдоль пера лопатки, т.о мы повышаем как аэродинамическую эффективность нашего лопаточного аппарата, так и путем снижения риска отрывов мы добиваемся более стабильной работы в широком диапазоне мощностей читай в широком диапазоне расходов…
… значительное повышение КПД ГТУ было достигнуто не в последнюю очередь благодаря повышению притропического(?) КПД лопаточного аппарата. Это повышение было достигнуто при помощи оптимизации аэродинамики, а именно полного перепроектирования турбины, перераспределения нагрузок по ступениям с целью добиться оптимального распределения, полного перепрофилирования лопаточного аппарата с целью снижения профильных потерь.
Когда мы добились в известной степени совершенства с точки зрения профильных потерь, мы перешли в кольцевым потерям, добавив верхние бандажные полки на ступенях со 2 по 5, там, где это имело технико-экономический смысл, и улучшив уплотнения нижних торцев сопловых аппаратов, применив сложную систему ступенчатых лабиринтов до этого более характерную для авиационных двигателей.
Длительный опыт эксплуатации данного типа турбин и применение технологий F класса, отработанных зарание на двигателях GT26 и GT24 позволили нам сократить не только расход охлаждающего воздуха, что является типичной задачей, но и существенно продлить межремонтный ресурс. Модернизационный пакет MXL2 позволит увеличить межремонтный ресурс до 48000 рабочих часов, что означает капитальный ремонт раз в 6 лет.
Момент истины для всей команды разработчиков наступил весной 2012 года, когда должен был произойти первый запуск модернизированного двигателя на севере Англии. Это был достаточно нервный момент: как поведут себя вместе полностью перепроектированный по новой технологии компрессор, как на это отреагирует камера сгорания, будет ли под контролем пульсация, что произойдет с турбиной.
Запуск произошел как по учебнику: удивительно быстрый набор мощности и остановка. Это было бы удивительно, если бы мы не помнили о том, как много инженерных и экспериментальных усилий мы вложили в этот модернизационный пакет. В течение нескольких лет мы не только проектировали, но и проверяли экспериментально все наши расчеты. Даже сам первый пуск был частью программы испытаний этого двигателя. В течение этого пуска мы провели тест при помощи термокрасок по технологии фирмы РойлсРойс, чтобы проверить наши расчеты теплового состояния.
Помимо термокрасок, которые были испытанием на двигателе, мы использовали технологии трехмерной печати для того, чтобы на самых ранних этапах проектирования проверить теплогидравлические параметры охлаждаемых лопаток. Мы использовали технологию термочувствительных жидких кристаллов, чтобы в лабораторных условиях проверить уровень теплообмена внутри охлаждаемых элементов газовой турбины. Весь этот широчайший набор средств верификации показал удивительные, чудесные совпадения между расчетными предсказаниями даже такого сложного объекта как платформа первого соплового аппарата с пленочным охлаждением и результатов испытания при помощи термокрасок.
После полутора месяцев испытательной кампании двигатель был передан Заказчику. Мы должны были на 12000 часов, то есть более, чем на полтора года расстаться с нашим детищем, однако Заказчик, полностью довольный тем, что мы не только достигли, но и превзошли заявленные параметры по повышению КПД ГТУ и ПГУ и по повышению мощности пустил нас несколько раньше осмотреть установку после 6 месяцев работы в полупиковом режиме.
В течение 2 дней мы провели раскопную (?) инспекцию на двигателе, который к тому моменту насчитывал более 150 запусков и порядка 2000 часов работы. Закономерным итогом нашей работы было то, что лопатки выглядят практически как новые, практически как с завода, входные выходные кромки, верхние бандажные полки – все в идеальном состоянии.
В заключении я хотел бы подвести итог нашей совместной с доктором Савичем презентации: постоянные усилия Альстома в области научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ позволяют поддерживать лидерство в обасти Е-класса, удовлетворять самым широким спектрам запросов рынка при помощи портфолио двигателей GT13E2.
2012 год принес также значительные прорывы в области максимальной мощности наших двигателей и КПД наших установок. При этом мы можем также предложить полный спектр увеличений максимальной выработки электроэнергии при помощи впрыскивания воды или пара в компрессор и камеру сгорания, при помощи опции работы в пиковом режиме.
GT13E2 благодаря уникальным технологиям контроля горения великолепно подходит для работы в режиме поддержания частоты сети. Как доктор Савич отметил, это 6 Мвт в секунду, что в 3 раза больше среднерыночного значения.
Также необходимо отметить, что GT13E2 в свете последних модификаций может уверенно, стабильно работать в диапазоне температур окружающей среды порядка 100 градусов: от -50 до +45.