導讀:9月20日,西門子表示,世界上第一臺用於工業燃氣輪機的3-D打印燃燒室已成功運行一年,沒有出現任何問題。

圖爲西門子的3D打印燃燒室,用在意昂集團聯合循環發電廠運行的SGT-700燃氣輪機上。

西門子在位於德國黑森州的意昂集團聯合循環發電廠安裝了用於32.8兆瓦SGT-7000燃氣輪機的燃燒室,西門子在9月19日表示,該燃燒室已經運行了8000多個小時,而且“結果令人印象深刻。“

3D打印,又稱之爲“增材製造”,可以將燃氣輪機組件以一種切片的方式逐層構建。自1989年以來一直研究增材製造工藝的西門子表示,該技術可以徹底的改變零件的研發和生產方式。

西門子表示:“利用傳統制造技術很難生產出具有效率更高、排放更低和耐溫性更強的燃氣輪機,3D打印現在可以生產幾乎任何可以想象的結構。該工藝允許燃氣輪機部件如燃氣輪機葉片構建複雜的內部冷卻通道,從而提高燃氣輪機效率。”

西門子於2008年開始投資3D金屬打印,並研發了專門用於發電設備的製造技術。2012年,西門子安裝了首臺EOS M280 SLM打印機,並將其改裝後用於燃燒室維修。2013年,首批3D打印燃燒室噴嘴和旋流器安裝在商用燃氣輪機中,2016年,西門子收購了在增材製造領域的知名公司——英國的Materials Solutions。

西門子在瑞典Finspång工廠的金屬3D打印件

2017年,西門子在瑞典Finspång的智能燃燒室製造計劃(IBUMA,intelligent burner manufacturing)下生產了首臺採用選擇性激光熔化技術的燃燒室。西門子指出:“與傳統方法相比,每個燃燒器頭部都是一體化製造的,而之前需要13個單獨的零件和18次焊接而成。同時在設計上也有了很大的改進,例如引燃料進料是燃燒室頭部的一部分而不是外部燃料管,這將提高燃燒室的耐溫能力,從而有助於延長部件的運行壽命,並最終延長燃氣輪機的使用壽命。”

去年,西門子的3D打印專家們還設計並印製了世界上第一臺燃氣輪機葉片,並在滿負荷條件下進行了驗證,每分鐘轉速爲13,000轉,溫度超過1250℃。

意昂集團的項目經理Niklas Lange表示:“作爲能源服務提供商,精確性和一致性是我們的絕對要求,3D打印不僅提供了這一點,而且根據我們的經驗,與舊型號相比,它甚至可以提高性能。”

對於西門子而言,此次成就的重要性無法不得到足夠的重視。西門子分佈式發電首席技術官Vladimir Navrotsky表示:“來自智能燃燒室製造計劃和意昂集團的這些早期結果證實了我們的信念,即這項技術是可以改變遊戲規則的。我們讚賞意昂集團積極參與並致力於推動創新,並期待我們繼續密切合作。“

同時,爲了保持已運行機組的競爭力,西門子的競爭對手美國通用電氣GE公司也投資了增材製造業,今年7月份,GE公司首次推出了用於升級GT13E2燃氣輪機到GT 13E2 MXL2燃氣輪機的3D打印製造部件服務。GE發電服務事業部總裁兼首席執行官Scott Strazik表示:“GT 13E2 MXL2燃氣輪機無法用傳統的方法制造,這是首個採用3D打印製造部件的燃氣輪機解決方案。”

GE公司還強調,這項新技術可以幫助天然氣發電廠每年節省高達200萬美元的燃料,同時在發電能力方面增加高達300萬美元的額外收入。

GE的增材製造團隊在瑞士比爾和南卡羅來納州格林維爾生產的兩個燃氣輪機部件:第一級渦輪葉片和隔熱罩。該技術有望提高現有GT13E2燃氣輪機的功率和效率,將熱端部件冷卻要求的空氣量降低多達25%,並在聯合循環配置中將輸出功率提高至21 MW。

(編輯:兩機動力控制)

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