गैस टरबाइन का बुनियादी ज्ञान
गैस टर्बाइन मुख्य रूप से तीन प्रमुख घटकों से बने होते हैं: कंप्रेसर, दहन कक्ष और टरबाइन। गैस टरबाइन चक्र को आम तौर पर सरल चक्र कहा जाता है। अधिकांश गैस टरबाइन एक सरल चक्र योजना का उपयोग करते हैं, और केवल भारी गैस टरबाइन एक संयुक्त चक्र योजना का उपयोग करते हैं। विभिन्न ऐतिहासिक पृष्ठभूमियों के कारण, गैस टर्बाइन विभिन्न तकनीकी मार्गों पर विकसित हुए हैं। औद्योगिक और समुद्री एयरो-डेरिवेटिव लाइट गैस टर्बाइन (आमतौर पर "एयरो{6}}डेरिवेटिव मशीन" के रूप में जाने जाते हैं) विमान के इंजनों को संशोधित करके बनाए जाते हैं; औद्योगिक भारी ड्यूटी गैस टर्बाइन (व्यापक रूप से "औद्योगिक मशीन" के रूप में जाना जाता है) पारंपरिक भाप टरबाइन अवधारणा के बाद विकसित किए जाते हैं, जिसका उपयोग मुख्य रूप से यांत्रिक ड्राइव और बड़े बिजली स्टेशनों के लिए किया जाता है।
एक गैस टरबाइन को बाएं से दाएं तीन भागों में विभाजित किया जा सकता है: कंप्रेसर (नीला), दहन कक्ष (लाल), और टरबाइन (पीला)।
गैस टर्बाइनों का वर्गीकरण
दुनिया भर में दर्जनों कंपनियाँ गैस टरबाइन अनुसंधान, डिज़ाइन और विनिर्माण में लगी हुई हैं। जिन चार कंपनियों ने हेवी ड्यूटी गैस टरबाइन तकनीक में पूरी तरह से महारत हासिल कर ली है, वे हैं संयुक्त राज्य अमेरिका की जनरल इलेक्ट्रिक, जर्मनी की सीमेंस, जापान की मित्सुबिशी हेवी इंडस्ट्रीज (जिसने शुरुआती दिनों में संयुक्त राज्य अमेरिका से वेस्टिंगहाउस तकनीक पेश की थी), और इटली की अंसाल्डो। शंघाई इलेक्ट्रिक गैस टर्बाइन कंपनी लिमिटेड के उपाध्यक्ष श्री चेन ज़ुवेन के अनुसार, गैस टर्बाइनों के मॉडल स्तर के लिए कभी कोई अंतरराष्ट्रीय मानक नहीं रहा है, और यह आज तेजी से अस्पष्ट होता जा रहा है। लेखक केवल विभिन्न पक्षों से राय एकत्र कर सकता है और उन्हें निम्नानुसार सारांशित कर सकता है:
1. दहन तापमान के अनुसार गैस टरबाइन को विभाजित किया जाता है (प्रत्येक 100 डिग्री एक स्तर है) :
यूनाइटेड स्टेट्स जीई (हार्बिन इलेक्ट्रिक इंट्रोडक्शन): ई क्लास के लिए 1100 डिग्री, एफ क्लास के लिए 1200 डिग्री, एच क्लास के लिए 1400 डिग्री।
जापान मित्सुबिशी (डोंगफैंग इलेक्ट्रिक द्वारा प्रस्तुत): 1400 डिग्री एफ श्रेणी है, 1500 डिग्री जी श्रेणी है, एच श्रेणी मध्यवर्ती परीक्षण उत्पाद है, 1600/1700 डिग्री जे श्रेणी है।
जर्मनी सीमेंस (शंघाई इलेक्ट्रिक परिचय): पुराने नंबर V64.3A, V84.3A, V94.3A 6F वर्ग हैं। 1997 में, वेस्टिंगहाउस ने अपना गैर-परमाणु जनरेटर डिवीजन सीमेंस को बेच दिया। नया नंबर बदलकर समान SGT6-5000F और SGT-8000H कर दिया गया। क्लास एफ 1200 डिग्री सी है और क्लास एच 1500 डिग्री सी है।
2. भारी ड्यूटी गैस टर्बाइनों के लिए संदर्भ आउटपुट का वर्गीकरण:
बिजली उत्पादन के लिए हेवी ड्यूटी गैस टर्बाइनों को आमतौर पर आउटपुट के अनुसार वर्गीकृत किया जाता है जब दहन कक्ष का दहन तापमान 1100 डिग्री सेल्सियस और 1500 डिग्री सेल्सियस के बीच होता है। उदाहरण के लिए, क्लास बी गैस टर्बाइन का आउटपुट 100MW से कम या उसके बराबर है, क्लास E गैस टर्बाइन का आउटपुट 100MW और 200MW के बीच है, क्लास F गैस टर्बाइन का आउटपुट 200MW और 300MW के बीच है, और क्लास G और क्लास H जैसे उच्च ग्रेड 300MW से 400MW की सीमा में हैं। श्री चेन ज़्यूवेन के अनुसार, क्योंकि विभिन्न निर्माताओं के गैस टर्बाइनों का उत्पादन तेजी से विकसित हुआ है, यह वर्गीकरण विधि वास्तविक उत्पाद से थोड़ा पीछे है।
अंतर्राष्ट्रीय गैस टर्बाइनों का विकास
सीमेंस: प्रतिनिधि उत्पाद SGT5-8000H सुपर गैस टरबाइन का वजन 390 टन (पूरी तरह से ईंधन वाले एयरबस A380 के बराबर) है, यह 13.1 मीटर लंबा, 4.9 मीटर चौड़ा, 4.9 मीटर ऊंचा है और इसकी संयुक्त चक्र शक्ति 595MW है। एक SGT5-8000H का बिजली उत्पादन एक बड़े औद्योगिक शहर को बिजली देने के लिए पर्याप्त है। इसके टरबाइन ब्लेड को 1500 डिग्री से अधिक के उच्च तापमान का सामना करना पड़ता है, जो GE90 टर्बोफैन विमान इंजन और F404 जेट इंजन के टरबाइन इनलेट तापमान से अधिक है। चूँकि टरबाइन ब्लेड की टिप गति 1700 किलोमीटर प्रति घंटे से अधिक है, विशाल केन्द्रापसारक बल प्रत्येक ब्लेड के एक सिरे को पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण से 10,000 गुना अधिक संपर्क में लाता है। ब्लेड में कोई खामी नहीं हो सकती, और त्रुटि केवल दसियों माइक्रोन की है, अन्यथा, इसे स्क्रैप कर दिया जाएगा। इसलिए, यह कहा जाता है कि एक ब्लेड बीएमडब्ल्यू के बराबर है।
मित्सुबिशी कॉर्पोरेशन: नवीनतम मॉडल 650MW की संयुक्त चक्र शक्ति वाला M701J सुपर गैस टरबाइन है। यह 23:1 के दबाव अनुपात के साथ 15{7}}स्टेज अक्षीय कंप्रेसर से सुसज्जित है। बर्नर और 4{9}स्टेज एक्सियल टरबाइन सभी एयर कूल्ड हैं, और पहले 3 चरणों में नवीनतम उच्च तापमान सुरक्षात्मक कोटिंग्स, सिरेमिक थर्मल बैरियर कोटिंग्स और उच्च प्रदर्शन एयर फिल्म कूलिंग और अन्य उच्च तकनीकी प्रौद्योगिकियों का उपयोग किया जाता है। दुनिया के उच्चतम गैस टरबाइन इनलेट तापमान 1600 डिग्री के साथ, यह अभी भी उच्च तापमान वाले घटकों के दीर्घकालिक जीवन को सुनिश्चित कर सकता है। जे श्रृंखला में नवीनतम नवाचारों को कार्बन उत्सर्जन को और कम करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। मार्च 2020 में, MHPS को यूटा, यूएसए में इंटरमाउंटेन पावर अथॉरिटी से दो M501JAC पावरट्रेन के लिए ऑर्डर मिला। दो गैस टर्बाइन वायु शीतलित शुष्क कम-एनओएक्स दहन प्रणाली पर आधारित हैं और 30% तक नवीकरणीय हाइड्रोजन ईंधन का उपयोग करने में सक्षम हैं। समान आकार के कोयले से चलने वाले बिजली संयंत्रों की तुलना में, 30% हाइड्रोजन प्रणाली कार्बन उत्सर्जन को 75% से अधिक कम कर देगी, जबकि 100% हाइड्रोजन प्रणाली कार्बन उत्सर्जन को समाप्त कर देगी। 2025 और 2045 के बीच, संयंत्र धीरे-धीरे 100% नवीकरणीय हाइड्रोजन बिजली उत्पादन हासिल कर लेगा।
सामान्य विद्युतीय: 9HA श्रृंखला हेवी-ड्यूटी गैस टर्बाइन दुनिया में सबसे कुशल संयुक्त चक्र गैस टर्बाइन हैं; इसके नवीनतम 9HA.02 हेवी-ड्यूटी गैस टरबाइन की न केवल संयुक्त चक्र दक्षता 64% से अधिक है, बल्कि इसका बिजली उत्पादन 826MW तक है। ये दो प्रमुख संकेतक इसके दो प्रमुख प्रतिस्पर्धियों से कहीं अधिक हैं, और प्रमुख घटकों के निर्माण के लिए सबसे अत्याधुनिक 3डी प्रिंटिंग तकनीक का उपयोग किया जाता है।
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