• Allgemeine Informationen und Hauptmerkmale der GE LM6000-Turbine
• Aufbau der GE LM6000-Turbine
• Turbinenzyklus

Die LM6000 von General Electric ist eine Zweiwellen-Gasturbine, die auf dem (ebenfalls von General Electric hergestellten) Flugzeugtriebwerk CF6-80C2 basiert. Dieses Turbinenstrahltriebwerk wurde 1985 erstmals vorgestellt und wird auch heute noch häufig in Großraumflugzeugen eingesetzt. GE nutzte die erfolgreiche Betriebserfahrung von mehr als 30 Millionen Flugstunden mit einer Zuverlässigkeit von 99,88 Prozent für die Entwicklung des LM6000, das in beiden Fällen ähnlich aufgebaut ist. Niederdruckturbine, Hochdruckverdichter, Hochdruckturbine und Brennkammer sind nahezu identisch. Bewährte Elemente, die in großen Stückzahlen hergestellt werden, tragen zu den niedrigen Anschaffungskosten und der hohen Betriebseffizienz des GE LM6000 bei.

Ergänzungen und Modifikationen wurden entwickelt, um das Aggregat für Schiffsantriebs-, Stromerzeugungs- und Offshore-Stromerzeugungsanwendungen besser geeignet zu machen. Zu den Unterschieden zwischen Triebwerk und Turbine gehören ein vergrößerter Turbinenteil zur Umwandlung von Schub in Leistung an der Welle, Stützen und Verstrebungen für die Montage auf Stahl- oder Betondecks sowie eine modernisierte Steuerung für die Stromerzeugung. Das LM6000PC nutzt den Drehzahlvorteil des CF6-80C2-Motors von 3600 U/min und überträgt die Last direkt auf die Niederdruckturbinenwelle. Das LM6000PG arbeitet mit 3900 U/min, aber das große Plus ist die zusätzliche Leistung bei gleicher Baugröße. Für beide Modelle werden preiswerte, praxiserprobte Teile verwendet.

Bei der Turbine handelt es sich um ein einzigartiges zweistufiges Nieder- und Hochdrucksystem. Der Zweck der Anlage ist die Energieerzeugung (Strom, Wärme und Kraft).

Der elektrische Wirkungsgrad beträgt 41 % (einfacher Zyklus). Der spezifische Brennstoffverbrauch beträgt etwa 200 g/kWh. Die GE LM6000 wiegt etwa 8 Tonnen, was fast die Hälfte des Gewichts anderer großer Turbinen auf der Basis von Flugzeugtriebwerken ist. Die LM6000-Turbinen sind als 50-Hz- oder 60-Hz-Versionen erhältlich. Einbaumaße (PC/PG): Länge 4,91 Meter, Breite 2,159 Meter. Erhältlich in den Modellen: LM6000PC, LM6000PG; LM6000PF.

LM6000PC	LM6000PG	LM6000PF

Anwendungen

Mehr als 1.100 LM6000-Einheiten von General Electric wurden bereits ausgeliefert oder sind im industriellen Sektor in Betrieb, als Antrieb für elektrische Generatoren zur Stromerzeugung und als mechanischer Antrieb für Flüssigerdgas (LNG)-Kompressoranlagen. Beispiele für den Einsatz von GE LM6000-Turbinen sind: Kriegsschiffe, schwimmende Ölförder-, Lager- und Entladesysteme, LNG-Tanker, Krankenhäuser, Flughäfen, Zellstoff- und Papier-, Zement- und Bergbauanlagen.

Umweltaspekt

Die GE LM6000 ist die erste Gasturbine auf Flugzeugtriebwerksbasis, die die Auswahl an Kraftstoffen über die traditionellen fossilen Brennstoffe hinaus erweitert und nun nachweislich mit einer der saubersten Formen von Biokraftstoff, Ethanol aus brasilianischem Zuckerrohr, betrieben werden kann.

Die Ethanol-Initiative geht auf das gemeinsame Interesse von GE Energy und Petrobras zurück, die Fähigkeiten und Vorteile dieses Biokraftstoffs zu demonstrieren. Wenn der LM6000-PC mit Ethanol aus brasilianischem Zuckerrohr anstelle von Dieselkraftstoff Nr. 2 betrieben wird, kann er die gleiche Leistung erzeugen und gleichzeitig die NOx-, C02- und S02-Emissionen sowie den Wasserverbrauch zur Verdünnung der Emissionen reduzieren. Zu den Vorteilen für die Umwelt über 4.000 Betriebsstunden gehören:

1. Verringerung der Kohlendioxid (C02)-Emissionen um etwa 6 % oder 6.500 Tonnen. Dies entspricht den jährlichen C02-Emissionen von über 1.800 Autos auf brasilianischen Straßen.
2. Verringerung des Wasserverbrauchs (als Verdünnungsmittel im Verbrennungsprozess) um etwa 20 Millionen Liter. Dies entspricht der Wassermenge, die 72.000 Menschen in São Paulo an einem Tag verbrauchen.
3. Verringerung der Schwefeldioxidemissionen (S02) um etwa 73 Tonnen.
4. Verringerung der Lachgasemissionen (N02) um 3 % oder 3,3 Tonnen.

Vorteile

Eine effiziente, flexible Lösung für wechselnde industrielle Anforderungen.

• Schnelle Inbetriebnahme mit Beschleunigung auf volle Leistung in weniger als fünf Minuten – auch im Teillastbetrieb.
• Konzipiert für kosteneffiziente Arbeitszyklen.
• Modulare Konfiguration, leichtgewichtig für einfachen Transport, Installation und Wartung vor Ort.
• Optimierte Leistung an heißen Tagen mit einem SPRINT®-System, das feines Sprühwasser zur Kühlung der Luft im Kompressor einspritzt.
• Robuste Konstruktion mit der branchenweit höchsten Zuverlässigkeit (> 99,8%) und Komponentenverfügbarkeit (> 98,4%).
• Bewährte einfache und kombinierte Betriebszyklen.
• Jede Turbine wird vor der Auslieferung im Werk vollständig getestet.

GE LM6000 PC/PG-Turbinen:

• Erreichen der maximalen Leistung in weniger als 10 Minuten, Anfahren in 5 Minuten oder weniger.
• Emissionswerte von 25 Teilen pro Million.
• Das bewährte SAC-System ermöglicht die Verbrennung einer Vielzahl von Brennstoffen (Paraffin, Propan, Kokereigas, Ethanol und LNG) mit Wassereinspritzung zur Reduzierung der Abgasemissionen.

GE LM6000 PF/PF+-Turbinen:

• Kombinierter Zyklus mit über 56% Wirkungsgrad.
• Leistungsrampenfähigkeit von 50 MW/min.
• DLE-Technologie mit 15 ppm Emissionen.

Aufbau der GE LM6000-Turbine

ТDie GE LM6000-Turbine besteht aus vier Teilen: Niederdruckanlage (äußere Teile) – fünfstufige Turbine, fünfstufiger Verdichter; Hochdruckanlage (zwischen den äußeren Teilen) – zweistufige Turbine, vierzehnstufiger Verdichter. Die Turbine umfasst außerdem eine Brennkammer eine radiale Ansaugung, 30 Kraftstoffeinspritzdüsen und Doppelzünder, boroskopische Anschlüsse für diagnostische Untersuchungen, eine Antriebseinheit für das Anfahrsystem, Öl- und Saugpumpen, Verbindungselemente und Schutzvorrichtungen.

Das modulare Design der LM6000-Turbine wurde von den Spezialisten von General Electric entwickelt, um die Wartungsfreundlichkeit zu maximieren und die Ausfallzeiten für Wartung und Austausch von Teilen zu minimieren.

Einige Versionen der LM6000 von General Electric sind mit einem Dry Low Emission (DLE)-System ausgestattet, das die Emissionen trocken unterdrücktм.

GE LM6000-Turbinentriebwerkstypen:

• SAC (Single Annular Combustor), Standardversion (LM6000PA, LM6000PC, LM6000PG);
• DLE (LM6000PB, LM6000PD, LM6000PF, LM6000PH).

Hauptkomponenten der GE LM6000-Turbine

• Hauptgetriebe
  Übersetzungsverhältnis 1,209:1.
• Elektrischer Generator
  Bürstenloses Erregersystem; luftgekühlt; Statorwicklung mit Isolierung der Klasse F.
• Gehäuse des Aggregats
  Zum Schutz vor Niederschlägen und zur Geräuschdämpfung (bis zu 85 dB im Durchschnitt).
• Luftansaugsystem
  Hocheffizienter integrierter Luftfilter (IAC) in mehrstufiger Ausführung; Geräuschdämpfungssystem; Tragstruktur, Leitern und Plattformen
• Auspuffanlage
  Axialer Auspuff, Anschlussflansch.
• Maschensieb
  Schützt die Turbine vor Fremdkörpern. Das Material des Siebs ist rostfreier Stahl.
• Tragrahmen
  Die Struktur des Tragrahmens weist eine hohe Steifigkeit und Festigkeit auf.
• Brennstoffsystem
  Erdgas; Wassereinspritzung für NOx, flüssige/flüssige und gasförmige Brennstoffe.
• Synthetische und mineralische Schmierölsysteme.
• Hydraulisches Startsystem
  Umfasst 151-Liter-Behälter, elektrisch angetriebene Hydraulikpumpe, Kühler, Filter, Hydraulikmotor, Steuerungssystem.
• Соединения трубопроводов
• Feuerschutzsystem (FPS)
  Das FFS umfasst Sensoren, Düsen, Rohrleitungen, Kohlendioxid-Zylindermodul und Geräte zur Versorgung des FFS.
• Steuerungssystem der Anlage
  Gemeinsame Ausrüstung: Kraftstoffsteuerungssystem, Spannungsregler, Steuergerät (Woodward Micronet Plus), Überwachungssystem, Zähler, Messgeräte, Messinstrumente, Generatorrelaisschutz, automatische Erregungssteuerung, Mensch-Maschine-Schnittstelle
• Kompressor-Reinigungssystem
  System zur Spülung des strömenden Teils des Verdichters im Betriebs- und Nichtbetriebszustand.

Turbinenzyklus

1. Einlassführungsvorrichtung
2. Antriebsflansch
3. Fünfstufiger Niederdruckkompressor
4. Bypass-Luftsammler
5. Vierzehnstufiger Hochdruckkompressor
6. Verbrennungskammer
7. Zweistufige Hochdruckturbine
8. Fünfstufige Niederdruckturbine
9. Verrohrung für die Kraftstoffzufuhr zu den Einspritzdüsen
10. Hilfsgetriebe

Der Turbinenzyklus umfasst die folgenden Schritte:

• Die gefilterte Luft tritt in den Ansaugkegel ein und wird durch die Leitschaufeln zum Niederdruckverdichter (LPC) geleitet
• Der LPC komprimiert die Luft mit einem Verhältnis von 2,4:1
• Die Luft verlässt den LPC durch den Vorderrahmen und den Bypass-Luftsammler zum Hochdruckkompressor (HPCC)
• Die Luft tritt durch die Einlassleitvorrichtung in den HPC ein
• Der HPC komprimiert die Luft mit einem Verhältnis von 12:1
• 30 (SAC) oder 75 (DLE) Einspritzdüsen vermischen die Luft und den Kraftstoff
• Das Luft-Kraftstoff-Gemisch wird in einer ringförmigen Brennkammer gezündet
• Die heißen gasförmigen Verbrennungsgase expandieren in der Hochdruckturbine (HPT) und treiben die AHV an
• Die heißen gasförmigen Verbrennungsprodukte expandieren dann in der Niederdruckturbine (LPT) und treiben die LPC und die Last an
• Das Flanschende der LDPE-Welle treibt den Generator mit der elektrischen Last an
• Die Abgase verlassen den Motor/das System durch den Abgasflansch

Die CEM GmbH bietet die Lieferung aller notwendigen neuen oder wiederaufbereiteten Ersatzteile, OEM-Teile sowie а также Service- und Reparaturleistungen für GE LM6000-Turbinen an.