04.07.2006
Siemens разрабатывает самые эффективные энергетические установки с комбинированным циклом в мире с помощью комплексного моделирования. Исследовательский журнал «Фотографии будущего» сообщает, что эксперты используют компьютерные модели для улучшения формы лопаток турбин в энергетических установках с комбинированным циклом с целью оптимизации потока. Данная разработка, вместе с постоянным улучшением материалов, находит свое отражение в уровнях эффективности более 60 процентов в установках с комбинированным циклом. В настоящее время энергетические установки работают с эффективностью 58 процентов.
Сначала, сжигаемый природный газ приводит в действие газовую турбину; затем он подогревает воду, которая преобразуется в пар, используемый для приведения в действие другой турбины – паровой. Генератор превращает данную механическую энергию в электрическую. Форма лопаток турбины играет определяющую роль в эффективности системы. Чем лучшую форму они имеют, тем меньше природного газа требуется для производства электричества.
Именно по этой причине эксперты по турбинам из департаментов по выработке электроэнергии (PG) и корпоративным технологиям в Мюнхене используют компьютеры для моделирования потоков газов в турбине, температура которых может достигать 1500°С. Лопатки турбины описываются математически, а поток газа переводится в так называемые уравнения Навьера-Стоука. Решения данных уравнений показывают оптимальную форму лопаток. С помощью компьютеров эксперты могут обнаруживать перебои в потоке и исправлять их, внося изменения в форму лопатки.
Кроме того, эксперты из PG используют технологию акустической симуляции, которая вычисляет вибрацию турбины. В ходе эксплуатации неблагоприятное состояние камер сгорания газовой турбины может создавать помехи в частотах, которые усиливают друг друга. Это может привести к повреждению турбины, которая, в свою очередь, должна быть немедленно выключена, что приведет к дорогостоящему простою.
Акустическое моделирование определяет, на какой фазе эксплуатации турбины появляются данные частоты, и контролирует последовательность технологических операций таким образом, чтобы вибрация больше не повторялась. Подобный новейший термо-акустический дизайн будет впервые применен в новом поколении газовых турбин в 2007 году. Прототип турбины в настоящее время разрабатывается на заводе в Берлине.
