国外燃气轮机简明手册

德国 “曼”能源解决方案公司 1． 概况 “曼”能源解决方案（MAN Energy Solutions）公司是世界重要的机械驱动及发电用动力设备研制商，总部位于德国奥格斯堡。“曼”能源解决方案公司前身为成立于1897年的“曼”柴油机与涡轮公司；2018年，更名为“曼”能源解决方案公司，完成了从零部件制造商向成套方案供应商的转变；2021年，收购德国氢气技术系统公司，提升了其在氢燃料领域的研发实力。 “曼”能源解决方案公司的燃气轮机机组专为工业应用场所设计，且结合了工业重型和轻型燃气轮机的优点，大修周期较长，运行相对稳定，并开发了具有广泛燃料适应性的先进分管形燃烧系统，采用预混技术，降低了主反应区的火焰峰值温度，确保了低NOx排放。 “曼”能源解决方案公司的业务涉及柴油发动机、燃气轮机、发电机和涡轮机械等领域。燃气轮机产品为THM 1200/1300、MGT 6000等型号，功率等级为6～12MW。20世纪60年代末，公司开始研制THM 1200系列燃气轮机；1967年，THM 1202型燃气轮机投放市场；1978年，交付首台THM 1304型燃气轮机；2005年，开始研制MGT 6000系列燃气轮机；2010年，机械驱动型MGT 6000燃气轮机投入使用。截至2018年末，公司售出燃气轮机共计462台。公司生产的燃气轮机产品凭借单元体设计、NOx排放达到个位数的低排放水平、易于维护等技术优势，广泛应用于机械驱动、发电等领域。 2． 组织机构 公司下设船舶动力和系统部、动力装置部、涡轮机械部、售后服务部、反应器和装置部、涡轮增压器部6个业务部门。涡轮机械部负责压缩机、燃气轮机和增压器等装置的设计与生产。 3． 竞争策略 公司生产的燃气轮机与任何航改燃气轮机相比无相似之处，虽技术上稍显落后，效率较低，但价格较低且可靠性较高。公司生产的燃气轮机也因便于维护而闻名。THM 130410的现场检查（无零件替换）间隔为10000～20000h，在替换零件情况下的检查间隔为30000～40000h，部件寿命为20000～90000h。 THM 1200/1300 1． 一般情况 主制造商 德国MAN Energy Solutions。 供应商 美国Hilliard Corp.（TC、TX系列起动机）； 英国VT Group plc.（控制装置）。 结构形式 双轴、轴流离心组合式工业燃气轮机。 功率等级 8～12MW。 现状 生产。 产量 截至2017年初，已安装452台THM 1203/1304型燃气轮机，遍及32个国家和地区。 改进改型 THM 1202 功率为4.8MW，已停产。 THM 1202R 功率为4.8MW的回热循环型，已停产。 THM 1203A机械驱动型和发电型功率分别为5.9MW和5.8MW，已停产。 THM 1203A R 回热循环型，机械驱动型和发电型功率分别为5.7MW和5.5MW，已停产。 THM 13049 THM 1304系列中的*小功率型，机械驱动型和发电型功率分别为8.9MW和8.6MW。 THM 130410THM 1304的升级型，机械驱动型和发电型功率分别为9.6MW和9.3MW。 THM 130410R回热循环型，机械驱动型和发电型功率分别为9.1MW和9.0MW。 THM 130411THM 1203/1304系列中的功率增大型，机械驱动型和发电型功率分别为11.0MW和10.8MW。 THM 130412机械驱动型和发电型功率分别为11.8MW和11.5MW。 价格 THM 1300（发电型）为600万美元（2020年）；THM 1300（机械驱动型）为570万美元（2020年）。 应用领域 机械驱动（注水、流体输送、气体输送）、发电。 竞争机型 在机械驱动和发电领域，竞争机型有索拉涡轮公司的Mars 90/100燃气轮机、通用电气公司的PGT10和GE10/2燃气轮机、曙光机械设计科研生产联合体的UGT10000燃气轮机。 2． 研制历程 THM 1200系列燃气轮机于20世纪60年代末开始研制；1967年，THM 1202燃气轮机投放市场；1978年，开始交付首台THM 1304燃气轮机；具体研制概况如下表所列。 THM 1200/1300燃气轮机研制概况 3． 结构和性能 1） 结构特点 （1） 进气装置： 进气机匣与压气机的前径向轴承和推力轴承采用一体化设计。 （2） 压气机： 9级轴流式（THM 1203）或10级轴流式（THM 1304）加单级离心式。THM 1304的压气机可调导向叶片为一体化设计；转子叶片由含13%（质量分数）Cr的不锈钢精密铸造而成；轮盘喷涂NiCd涂层；部分静子叶片材料为In718；机匣材料由E2345M钢铸造；利用SermeTel 5375进行防腐蚀保护。 THM 1200/1300系列燃气轮机结构 （3） 燃烧室： THM系列燃气轮机顶部配置了2个呈V字形的垂直偏置燃烧室。其顶部可以移动，以方便检修燃油喷嘴和点火器。燃烧室配置2个点火器，双喷射系统可以使用液体燃料或气体燃料。机匣材料为XC 18S，火焰筒材料为In625或In617。THM 1304各系列可配置干低NOx燃烧系统，在75%～100%载荷且未喷射水或蒸汽的条件下，NOx排放低于5ppm（1ppm=10-6）。 （4） 涡轮： 高压涡轮为2级轴流式。THM 1203的第1级工作叶片喷涂了带色彩亮度的In792+涂层，第2级工作叶片材料为Nimonic 105，轮盘材料为A286。THM 1304的第1级导向叶片和第1级工作叶片具有内部冷却结构，全部2级工作叶片喷涂了带色彩亮度的In792+涂层，轮盘材料为In718。第1级高压涡轮导向叶片材料为MARM509，第2级高压涡轮导向叶片材料为HS31；机匣材料为25D5铸钢。 动力涡轮为2级轴流式，反力式设计，悬臂式安装于输出轴前端。涡轮导向叶片材料为RR 102。轮盘材料为A286。机匣材料为E2345M铸钢。THM 1203工作叶片的材料为Nimonic 80A，THM 1304工作叶片的材料为In713。 （5） 附件传动系统： 行星齿轮减速装置为附件传动系统提供起动所需动力。压气机转子由2个可倾瓦轴承支承，其前端轴承由1个可倾瓦推力轴承和1个径向轴承组成。 （6） 控制系统： 电子控制系统能够提供自动起动、载荷和运行能力，可以远程控制，并在异常情况下自动关机。 （7） 排气装置： 回热器与排气热交换效率可达89%，能够节省20%的燃油，总效率可达33%。