西门子与电厂用户将测试燃气轮机3D打印燃烧器部件及可再生燃料

2016年2月,西门子投资2000多万欧元,将瑞典芬斯蓬一处迁出的学校改造成了西门子工业型燃气轮机3D打印研发基地和工厂。西门子瑞典芬斯蓬工厂通过3D打印-增材制造用于燃气轮机的研发、维修和生产,包括制造SGT-800 燃气轮机3D打印燃烧器部件。

近日,西门子宣布将与瑞典哥德堡能源旗下的发电厂合作,测试SGT-800 燃气轮机中的3D打印燃烧器部件,并测试在这一创新的燃气轮机中使用可再生燃料。

Part_Siemens来源:西门子

block 最终实现100% 使用可再生燃料

哥德堡能源的目标是,在2030年实现瑞典哥德堡所有区域由可再生或回收能源提供热能。为了实现这一目标,哥德堡能源与西门子在燃气轮机技术方面达成了一项合作,测试西门子制造的先进燃气轮机。目前哥德堡能源使用的燃气轮机燃料仍为天然气,新的合作将使哥德堡能源Rya热电厂实现以可再生能源作为燃气轮机燃料。

合作的第一阶段是验证装配于西门子SGT-800燃气轮机中的增材制造-3D打印燃烧器。哥德堡能源的 Rya热电工厂已安装西门子SGT-800测试燃气轮机。然后,可以在该工厂中测试使用不同的非化石燃料[1]。

根据西门子,增材制造的燃气轮机燃烧器,对加快新技术的研发进程做出了决定性的贡献,这些新技术有助于实现在燃气轮机运行中使用绿色能源

最近,西门子燃气与电力公司的增材制造团队启动了针对新技术和新组件的加速验证流程,现在这一增材制造流程已在 Rya热电联产工厂中投入使用。

西门子正在通过创新的燃气轮机技术满足全球气候智能解决方案方面的新需求,例如Rya热电联产工厂已经通过使用西门子燃气轮机,将传统的煤燃料转换为现代燃气联合循环发电,减少约三分之二的二氧化碳排放;通过SGT-800等新型燃气轮机的使用,Rya工厂将能够在天然气燃料中增加氢气或生物燃料的比例,进一步减少碳排放量。

根据3D科学谷的市场观察,西门子将通过与哥德堡能源公司的合作,大规模验证在燃气轮机中使用氢气等几种不同可再生燃料的可行性,然后将这一创新的燃气轮机技术向全球其他地区推广。双方的合作目标是,在不久的将来使得西门子SGT-600,SGT-700和SGT-800型号的燃气轮机燃烧器可以100%使用可再生非化石类燃料,例如氢气。

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根据3D科学谷的市场观察,西门子芬斯蓬工厂采用3D打印制造 SGT-800燃气轮机燃烧室前端零件。在传统生产过程中,这个部位由13个部件和18个焊接点组成。而西门子应用的选区激光熔化3D打印技术则为燃烧器的设计优化提供了更广阔的空间,经过优化后的燃烧器拥有一个外壁和一个框架结构的内壁, 这个复杂的双壁结构零部件最终通过金属3D打印设备一次性完成制造,不需要将几个单独的部件焊接在一起。

Siemens

西门子3D打印工厂取得新工业革命道路上的进展

3D打印技术将燃烧器部件的生产周期由数月缩短到一两周,交货时间最多可减少90%。此外,经过为增材制造而设计优化的燃烧器支持更高的燃烧温度,可以处理高达60%的氢与天然气的共燃。使用传统工艺制造的燃烧器,仅可在空气中混入几个百分点的氢气。

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全球首台3D打印微孔预混9HA燃气轮机抵达中国

除了西门子之外,增材制造的燃烧器部件也是GE 公司燃气轮机制造部门的研发重点。其中,由GE 制造的全球首台3D打印微孔预混9HA燃气轮机已早2019年被引入中国,该燃气轮机是哈尔滨电气集团天津军粮城电厂项目核心部件,与传统燃气轮机相比,9HA燃气轮机在降低碳排放、提高燃烧效率方面有明显的提升,联合循环效率将高于62%。同时,此机器调峰灵活,对电网稳定性也有极大帮助。

[1] 根据科普中国,化石燃料也称矿石燃料,是一种烃或烃的衍生物的混合物,其包括的天然资源为煤炭、石油和天然气等,是由死去的有机物和植物在地下分解而形成的,是不可再生资源。

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