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【行业动态】高砂工厂:三菱重工燃气轮机实现能源转型的核心

 两机动力控制 2022-08-19 发布于北京

导读据powerengineeringint网站8月17日报道,日本高砂机械厂位于日本西部一个宁静的海滨村庄附近,看上去也并不显眼,但它却被看作是日本三菱重工 (MHI) 集团燃气轮机的“母工厂”,并且是该集团能源转型的核心所在。

在这个超过100万平方米的土地上,有30多座办公楼、机加工车间和测试设施,以及数个巨大的装配车间,每个都与传统工厂一样大。

近5,000名日本和国际员工在这里工作、饮食和生活,这可以满足他们的所有需求,甚至还有一个穆斯林祈祷室。对于游客来说,这里的印象是:嗡嗡作响的机器、忙碌的工人、令人窒息的热量和噪音。

高砂机械厂在其60年的历史中取得了许多成就,但主要产品一直是燃气轮机,目前用于发电的燃气轮机占其绝大部分产量。

与衍生它们的航空发动机一样,这些燃气轮机由三个主要部件组成:一个压气机,用于吸入和压缩空气;一个燃烧室,用于添加和点燃天然气燃料,但在未来几年将使用氢气和氨气;和透平,这由更大的叶片组成,驱动轴……旋转发电机……产生电力。这种简单的描述掩盖了设计和加工构成燃气轮机的数万个零件的巨大专业知识和精密工程。

这些燃气轮机零件有些是金属的,有些是由陶瓷制成的,越来越多的人使用专有的专利金属粉末进行3D打印。空气以比声音更快的速度流入压气机,并且压气机叶片的表面涂有涂层以减少摩擦。涡轮叶片和燃烧室有几十个微小的气孔,有助于冷却机器中高达1,650°C 的热量。

三菱公司目前最顶级的JAC级燃气轮机紧密安装到其重型金属外壳中,它就相当于一辆公共汽车的大小,重达600吨,但可以产生高达840兆瓦的电力,这几乎和一个核电站一样多。

同时,为了实现清洁和绿色,三菱中国正在开发的新的燃气轮机型号,使得其可以燃烧氢气等清洁燃料,目前在实验室最高已经可以实现30~50%的氢混燃料燃烧,目标是2025年达到100%。

自然,高砂工厂的任务是解决工程挑战。目前燃气轮机氢混燃烧大多只需要更换不同的燃烧器和燃料系统,一些氢混燃烧项目已经在客户的发电厂开始。在美国今年6月在 McDonough-Atkinson 电厂已经成功验证了20%氢混燃烧燃气轮机的商业运行。

高砂工厂也开始开发氨气燃气轮机。氨作为一种无碳燃料受到关注,尤其是在日本和亚太地区。然而,它需要专门的燃烧器开发,因为它具有与氢完全不同的化学成分。

另一个更直接的障碍是找到足够的氢气来测试新的燃气轮机。目前,氢气装载机只能满足一小时的燃烧测试。因此,高砂工厂最新添加了一个新的“氢公园”,其中将包括氢气的生产(例如,通过电解槽)、储存和管道,这些将产生足够的氢气以进行更长时间的测试。

高砂工厂的最后一个元素是其TOMONI HUB,这个项目使得拥有高安全权限的工程师团队能够从该中心监控在全球发电站运行的180多台燃气轮机。通过 TOMONI 远程监控系统收集的大数据量非常庞大,以至于团队经常可以在维护问题发生之前提醒客户。他们还可以建议改进燃气轮机的运行性能,从而在燃气轮机的整个生命周期内节省数百万美元。

这种对客户服务的奉献精神是使该集团与同行区分开来的另一个因素。客户对此表示赞赏,这无疑是三菱重工在2022年第一季度以36%的比例在重型燃气轮机领域实现全球市场领先地位的原因之一。

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