در حال بررسی...آشنایی با توربین گاز LM9000؛ توربین گاز مشتق از موتور هوایی جنرال الکتریک
در ژانویه سال ۲۰۱۷، خبر توسعه توربین گاز LM9000، توربین گاز مشتق از موتور هوایی جنرال الکتریک توسط این شرکت رسانه‌ای شد. داستان ساده بود، جنرال الکتریک پرقدرت‌ترین موتور توربوفن خود موسوم به GE90-115B را به یک توربین گاز صنعتی زمینی پایه تبدیل کرده بود. نام این موتور توربوفن با نیروی پیشران ۱۲۷,۹۰۰ پاوند در کتاب گینس به‌عنوان پرقدرت‌ترین موتور هوایی جهان ثبت شده بود.
” بخوانید: مروری بر توربین‌های گازی مشتق‌شده از موتورهای هوایی “
پایگاه اطلاع‌رسانی شرکت جنرال الکتریک در ژانویه ۲۰۱۷، از تولد توربین گاز LM9000 با توان ۶۵ مگاوات خبر داد که تنها ظرف ۱۰ دقیقه پس از راه‌اندازی، به توان بیشینه خود می‌رسد. این ماشین قادر است برق لازم برای مصرف ۶۵۰۰ خانوار را تامین کند. هسته اصلی موتور GE-90 قلب توربین گاز LM9000 را تشکیل می‌دهد و در ساخت برخی از قطعات آن از فناوری تولید افزایشی و چاپ سه‌بعدی استفاده شده‌است.
جنرال الکتریک سابقه‌ای طولانی در توسعه توربین‌های گاز صنعتی مشتق از موتور هوایی دارد. مهندسان این شرکت در اواخر دهه ۱۹۵۰، اولین ماشین از این دست موسوم به LM100 را با استفاده از هسته اصلی یک موتور توربوشفت تولید کردند. ماشین بعدی LM1500 بود که از روی موتور توربوجت J79 مشتق شد و توان خروجی آن به ۱۰ مگاوات می‌رسید. این روند با توسعه توربین‌های گاز مشتق از موتورهای CF6 و F404 ادامه یافت.
” ببینید: توربین گاز LM6000 محصول شرکت جنرال الکتریک [فیلم] “
در حالیکه بخش نیروگاهی GE متولی اغلب پروژه‌های توسعه توربین گاز مشتق از موتور هوایی بود، پروژه LM9000 توسط بخش نفت و گاز GE اجرا شد. تمرکز اصلی در این پروژه دستیابی به یک ماشین توانمند برای نصب در نیروگاه‌های تولید توان از گاز طبیعی مایع LNG بود. خانواده موتورهای توربوفن GE90 از میانه دهه ۱۹۹۰ به بازار هوانوردی غیرنظامی جهان معرفی شد. این موتورها تا اوایل سال ۲۰۱۷، بیش از ۴۱ میلیون ساعت پرواز عملیاتی را به ثبت رساندند. در توسعه توربین گاز LM9000 مشتق‌شده از موتور GE90، انعطاف‌پذیری عملیاتی و سهولت بهره‌برداری به‌عنوان یک قید مهم مدنظر بود.
مجموعه کامل اجزا و متعلقات یک ماشین LM9000 را می‌توان در مدت زمان کمتر از یک روز جایگزین و روزآمد کرد. اغلب قطعات محفظه احتراق ماشین LM9000 با استفاده از فناوری تولید افزایشی و چاپ سه‌بعدی ساخته می‌شود و کاهش آلایندگی از پارامترهای اصلی طراحی آن به شمار می‌رود. بنابر ادعای مدیران جنرال الکتریک، توربین گاز LM9000 در مقایسه با نمونه‌های هم‌رده ۲۰ درصد توان بیشتری تولید می‌کند. مدت زمان عملیاتی آن بین بازه‌های بازرسی ۵۰ درصد افزایش یافته و آلایندگی ناکس آن ۴۰ درصد کمتر شده‌است. نیروگاه‌های گاز طبیعی مایع در صورت استفاده از LM9000، دست‌کم ۲۰ درصد کاهش هزینه عملیات و بهره‌برداری تجهیزات تولید توان را تجربه خواهند کرد.
شرکت‌های بیکرهیوز و نواتک
شرکت بیکرهیوز وابسته به جنرال الکتریک متولی پروژه LM9000 است. بیکرهیوز در تابستان ۲۰۲۰، از تکمیل اولین آزمایش گرم توربین گاز LM9000 خبر داد. این آزمایش در تاسیسات بیکرهیوز در فلورانس ایتالیا انجام شد. در دسامبر ۲۰۱۸، شرکت نواتک ماشین LM9000 را برای نصب در فاز دوم یکی از نیروگاه‌های خود در منطقه قطب شمال انتخاب کرد. نتایج آزمایش مذکور اثبات کرد LM9000 پرقدرت‌ترین توربین گاز مشتق از موتور هوایی است که بالاترین بهره‌وری را نیز دارد.
طراحی ماشین LM9000 مبتنی بر معماری توربین قدرت آزاد انجام شده که امکان دستیابی به سرعت دوران خروجی از ۲۶۰۰ تا ۳۷۸۰ دور در دقیقه را فراهم کرده‌است. این توربین امکان اتصال به ژنراتورهای ۵۰ هرتز و ۶۰ هرتز بدون نیاز به گیربکس را دارد. بیکرهیوز و جنرال الکتریک، ماشین LM9000 را گزینه‌ای ایده‌آل برای مصارف تولید توان و محرک مکانیکی در پروژه‌های ساحلی و فراساحلی قلمداد می‌کنند.
توربین گاز مشتق از موتور هوایی جنرال الکتریک LM9000 در بهره‌برداری محرک مکانیکی با بهره‌وری ۴۴ درصد، توانی معادل ۷۳,۵ مگاوات تولید می‌کند. دمای خروجی آن ۴۵۵ درجه سانتیگراد است و عمر قطعات بخش داغ به ۳۶ هزار ساعت می‌رسد. در پیکربندی تولید توان، ماشین LM9000 می‌تواند تا ۷۳ مگاوات برق تولید کند و بهره‌وری آن ۴۳ درصد است.
منابع:
#موتور هوایی #جنرال الکتریک #محفظه احتراق #موتور توربوفن
