电力与能源

燃动未来

氢能在燃气涡轮技术中的作用

随着全球能源局势向可持续和低碳解决方案转变,氢气(H₂)正逐渐成为一种前景广阔的燃气涡轮燃料来源。向氢能过渡,既契合气候目标,又能充当一种多功能能源解决方案。它能补充可再生能源,在光照不足、能源产出低迷时供电,或者缓解电网的峰值负荷。然而,要充分释放氢能的潜力,燃气涡轮必须做好使用氢气而非化石燃料的准备。

实现“氢能就绪”的主要挑战

要确保燃气涡轮在氢气环境下安全高效运行,氢气的兼容性是关键。这需要攻克诸如高燃烧温度、先进材料以及特殊涂层等技术难题。鉴于氢气具有独特的燃烧特性,对涡轮机设计和工艺流程进行改进,对于优化未来氢动力设备的性能与可靠性而言,至关重要。

燃烧时产生的高温,是燃气涡轮改用氢燃料会遇到的一大挑战。氢气在燃烧过程中会产生比天然气更高的温度,从而导致涡轮机部件的热应力增加。因此,必须使用耐高温且不影响结构完整性的现代材料。

转子叶片和静子叶片:提高效率的关键部件

燃气涡轮的转子叶片和静子叶片对于高效能源转换至关重要,其设计必须能够应对氢燃烧带来的特殊挑战。制造和组装这些部件需要形位公差(GD&T)等高精度检测技术,以保持严格的公差。诸如高温合金和陶瓷这类先进材料,对于确保在极端条件下的耐用性和性能起着关键作用。

热障涂层:颠覆传统,提升性能并延长寿命
特殊涂层能够防止转子叶片和静子叶片的氧化及磨损,尤其是在高温环境中。热障涂层(TBC)在氢气运行的环境中尤为重要。热障涂层涂覆在涡轮机部件表面以对其进行热绝缘,使其能够在更高温度下运行,而不会出现热疲劳或降解。因此,质量保证是重中之重。

蔡司解决方案在质量保证中发挥的作用
对兼容氢气的涡轮机部件而言,采用创新、可靠的生产方法以及维护、修理和大修(MRO)流程至关重要。端到端的质量保证流程发挥着重要作用,确保了这些技术的长期成功并具备可靠性。对于复杂形状和内部结构而言,获取高精度数据对于维持严苛的公差要求至关重要,尤其是在冷却通道和燃烧区域等关键部位。蔡司提供先进的测量技术,如ZEISS ScanBoxATOS 5 for AirfoilZEISS PRISMO和蔡司显微镜解决方案,以确保高水平的部件质量。

During MRO, IGT blades are inspected and recoated for future service.

蔡司软件:提供早期分析,确保可靠
快速、准确、可靠的测量系统及其强大的控制和分析软件解决方案,如ZEISS INSPECTZEISS CALYPSO,可以在生产过程中及早发现潜在的质量问题。这大大降低了燃气涡轮运行期间发生故障的风险,并延长了其部件的使用寿命。通过确保每个部件的质量标准,蔡司解决方案为提高氢能燃气涡轮的可靠性和整体效率做出了巨大贡献。

Gas & Steam Turbines​ facilities on the large grounds

了解更多有关燃气涡轮质量保证的信息

从设计到运行,质量控制对于燃气涡轮技术优化性能至关重要。了解蔡司解决方案如何支持行业标准,确保每个涡轮机组件都能提高效率和安全性。

Doncasters:全球涡轮叶片制造的领导者

1778年,Daniel Doncaster在英国谢菲尔德创立了唐卡斯特,最初是一家工具铸造厂,现已发展成为全球领先的工业燃气轮机和航空航天应用供应商。

在涡轮叶片的生产中,即使是微小的缺陷也可能导致故障,因此质量、可靠性和安全性至关重要。14年来,唐卡斯特一直采用光学测量技术来捕捉复杂的叶片几何形状。该企业使用搭载两台ATOS 5传感器的蔡司ScanBox采集三维数据。三维测量部门负责人Jens Vrenegor博士表示:“使用ATOS三维扫描仪,我们可以在完整扫描关键产品的同时,将测量时间缩短两到三倍。”唐卡斯特致力于创新,逐步实现流程数字化,并采用光学三维测量技术来简化操作、减少浪费,同时确保涡轮叶片的质量。 

从水到电

鉴于氢在未来可持续发展中的潜力,电解槽和燃料电池正日益成为人们关注的焦点。双极板是这两种技术的关键组件。了解质量控制的重要性以及蔡司解决方案如何支持清洁技术的发展。