Подразделение турбинных систем внутреннего сгорания Westinghouse
![]() | В данной статье поднимается несколько вопросов. Пожалуйста, помогите улучшить его или обсудите эти проблемы на странице обсуждения . ( Узнайте, как и когда удалять эти шаблонные сообщения )
|
Подразделение Westinghouse Combustion Turbine Systems (CTSD), входящее в состав Westinghouse Electric Corporation. [1] Вестингауз Электрогенерация [2] Группа первоначально располагалась вместе с подразделением паровых турбин (STD) в крупном промышленном производственном комплексе, называемом South Philadelphia Works, в Лестере, штат Пенсильвания, недалеко от международного аэропорта Филадельфии .
Прежде чем в 1978 году компания Westinghouse впервые получила название «CTSD», предприятие по производству газовых турбин для промышленных и электроэнергетических компаний развивалось под несколькими другими названиями, начиная с подразделения малых паровых и газовых турбин (SSGT) в 1950-х и по 1971 год, затем подразделения газовых турбинных систем (GTSD). и Подразделение систем генерации (GSD) до середины-конца 1970-х годов.
Название CTSD появилось после принятия правительством США в 1978 году энергетического законодательства, которое запрещало электроэнергетическим компаниям строить новые электростанции с базовой нагрузкой, сжигающие природный газ. Некоторые участники отрасли решили использовать название «турбина внутреннего сгорания», пытаясь хоть как-то отделиться от того факта, что основным топливом для газовых турбин на крупных электростанциях является природный газ.
Современная турбина внутреннего сгорания, обычно называемая газовой турбиной , может работать на различных газообразных и жидких видах топлива. Предпочтительным жидким топливом является дистиллят №2. При правильном лечении, [3] использовалась сырая и мазутная нефть. Топливные газы варьируются от природного газа (в основном метана) до газов с низкой теплотой сгорания, например, получаемых при газификации угля или тяжелых жидкостей, или в качестве побочных продуктов доменных печей. Фактически, большинство газовых турбин сегодня устанавливаются с возможностью работы на двух или нескольких видах топлива, чтобы воспользоваться преимуществами изменений в стоимости и доступности различных видов топлива. Также была продемонстрирована повышенная способность сжигать топливный газ с высоким содержанием водорода, а возможность работать на 100% водороде с нулевым уровнем выбросов углекислого газа находится в стадии разработки.
В истории газовых турбин Westinghouse перечислены многие «первые достижения», достигнутые за более чем 50 лет до продажи подразделения по производству электроэнергии компании Siemens, AG в 1998 году. [4] Как указано ниже, история фактически начинается с успешной разработки первого реактивного двигателя, полностью разработанного в США, во время Второй мировой войны. Первая промышленная установка газовой турбины состоялась в 1948 году с установкой двигателя W21 мощностью 2000 л.с. на газокомпрессорной станции Mississippi River Fuel Corp. в Уилмаре, штат Арканзас, США.
Ранняя история [ править ]
Компания Westinghouse имеет долгую историю в области производства паровых турбин в промышленности и электроэнергетике, начиная с конца 1800-х - начала 1900-х годов. Завод по производству паровых турбин в Лестере, Пенсильвания. [5] [6] был построен в 1917-1919 годах, что значительно расширило производственные мощности предприятия. [7] «Завод в Южной Филадельфии», как его называли, стал ключевой частью первоначального промышленного комплекса Westinghouse Electric Company, дополняя другие крупные заводы в [8] Восточный Питтсбург, Пенсильвания, [9] и Гамильтон, Онтарио.
История газовых турбин компании Westinghouse началась в начале 1940-х годов с подписания в 1943 году контракта с Бюро аэронавтики ВМС США на разработку газовых турбин. [10] первый реактивный двигатель американской разработки]. Результатом этого стало создание в 1945 году Авиационного подразделения газовых турбин со штаб-квартирой в Канзас-Сити, штат Канзас, до его закрытия в 1960 году.
В конце 1940-х годов компания Westinghouse начала применять свою технологию газовых турбин в промышленных наземных тягачах. Краткое изложение первых применений можно найти в документе ASME, представленном инженерами Westinghouse на Международной конференции ASME по газовым турбинам в 1994 году в Гааге. Он озаглавлен «Эволюция мощной энергетики и промышленных газовых турбин в Соединенных Штатах». [11] [12] а также в нем содержится хороший обзор развития технологии газовых турбин Westinghouse в середине 1990-х годов. Следующая подборка основана на информации, содержащейся в этом документе ASME, а также на других цитируемых источниках, а также на личных отчетах инженеров Westinghouse, которые имели непосредственный опыт или тесную связь с представленным материалом.
наземные приложения Ранние
Опыт компании Westinghouse в области наземных газовых турбин начался еще в 1945 году с разработки газотурбинно-генераторной установки W21 мощностью 2000 л.с. (~ 1500 кВт). Его термический КПД составлял 18% (LHV). Первое применение W21 в промышленных условиях произошло в 1948 году в качестве привода газового компрессора, установленного на предприятии Mississippi River Fuel Corp., расположенном в Уилмаре, штат Арканзас. [13] В сообщениях говорится, что это была первая промышленная газовая турбина в мире, которая наработала 100 000 часов, прежде чем была выведена из эксплуатации.
К 1948 году Westinghouse также построила экспериментальный газотурбинный локомотив мощностью 4000 л.с. совместно с компанией Baldwin Company (Честер, Пенсильвания), который использовал два таких агрегата. Первоначально эксплуатация осуществлялась на железной дороге Union Pacific, сжигающей дистиллятный мазут. Позже эксплуатация велась на железной дороге Питтсбурга и озера Эйр с использованием мазутного топлива.
Подавляющее большинство ранних применений наземных газовых турбин Westinghouse приходилось на промышленные механические приводы в нефтехимической промышленности как в США, так и за рубежом.
Для промышленных применений «полной энергетики» важным фактором было то, что газовые турбины в сочетании с котлами-утилизаторами обеспечивали более высокое соотношение мощности и пара, чем традиционные паровые турбины с противодавлением, используемые для подачи как электроэнергии, так и технологического пара. Итак, газовые турбины стали использоваться для комбинированного производства тепла и электроэнергии в нефтехимической промышленности, работая рука об руку с такими компаниями, как Westinghouse, задолго до этого. [14] «Когенерация» вошла в современный жаргон примерно 30 лет спустя.
Компания Westinghouse получила признание за новаторскую работу по уникальному применению станка W201, установленного на сталелитейном заводе США в Чикаго (1960 г.). [15] Двигатель использовался для привода вентилятора мощностью 12 500 куб. футов в минуту, нагнетающего воздух в доменную печь, а проектным требованием было использование выхлопных газов доменной печи в качестве топлива. Двигатель был модифицирован таким образом, чтобы весь выброс компрессора можно было удалить и подать на внешнюю горелку, из которой продукты сгорания возвращались для привода турбины. Обычно доменный газ имеет теплотворную способность менее 100 БТЕ/фут3, что составляет одну десятую теплоты сгорания природного газа.
Приложения для производства электроэнергии [ править ]
В 1952 году компания West Texas Utilities, Стоктон, штат Техас, помогла пионером в применении газовых турбин для выработки электроэнергии, установив модель Westinghouse W81 мощностью 5000 кВт. За этим последовал второй W81 в 1954 году (возможно, в 1958 году, согласно второму источнику). Оба агрегата использовались в непрерывном режиме (базовая нагрузка), а тепло отработавших газов второго агрегата использовалось для нагрева питательной воды для парового котла на площадке. В 1959 году он был объединен с пламенным котлом, чтобы сформировать энергосистему «комбинированного цикла» (газ и пар). Пять лет спустя, в 1964 году, то же самое коммунальное предприятие установило первую предварительно спроектированную электростанцию комбинированного цикла на своей электростанции в Сан-Анджело, штат Техас. Газовая турбина Westinghouse, использованная для этого применения, представляла собой модель W301 с наддувом номинальной мощностью 25 МВт. Мощность паровой турбины составляла 85 МВт, при общей мощности электростанции комбинированного цикла около 110 МВт, а достигнутый тепловой КПД составил более 39%, что является рекордом для газовых электростанций в США за довольно долгое время.
W301, первый агрегат Westinghouse с прямым приводом (3600 об/мин), был непосредственным предшественником модели W501, представленной в 1967/68 году с первоначальной мощностью 40 МВт (ISO/газ). (Примечание: в некоторых номиналах, перечисленных в ранних публикациях, использовались условия площадки NEMA, т. е. высота над уровнем моря 1000 футов и температура 85 °F (29 °C), что снижает выходную мощность на 7,5% ниже, чем при ISO (уровень моря, 15 °C (59 °C) Ж) условия.))
В 1967 году компания Westinghouse поставила предварительно укомплектованный газотурбинный генератор W191 мощностью 15 МВт для новаторского промышленного применения на месте комбинированного производства тепла и электроэнергии (ТЭЦ) или «когенерации». Компания Southern California Edison Company (SCE) заключила партнерское соглашение с Garden State Paper Company (GSP) для установки и эксплуатации на объекте газотурбинного генератора и системы рекуперации тепла для обеспечения всех энергетических потребностей запатентованного процесса удаления краски для производства экологически чистой продукции. газетная бумага из использованных газет. [16]
Этот уникальный ранний пример системы «полного энергопотребления» обеспечил эксплуатационную гибкость, экономичность, совместимость с объектом и надежность, что сделало его идеальным решением для обоих партнеров. SCE поставляла как электроэнергию, так и тепловую энергию, в то время как GSP пользовалась преимуществом дешевой и надежной энергии, расположенной на технологическом заводе. Газотурбинный генератор был электрически подключен к сети SCE, которая принимала на себя избыточную вырабатываемую мощность. Компания Генри Фогт поставила котел-утилизатор тепла с резервным вентилятором с принудительной тягой для резервного режима работы. Завод вступил в коммерческую эксплуатацию в январе 1967 года.
Dow Chemical по производству газовых турбин предприятие Раннее
Первые пять серийных двигателей W501 были установлены с 1968 по 1971 год для подачи электроэнергии и пара на предприятиях Dow Chemical в Техасе и Луизиане. Тот факт, что компания Dow ранее установила четыре агрегата W301 в своем техасском подразделении во Фрипорте, штат Техас, стал ключом к их решению продолжить выполнение последующих заказов на более крупные агрегаты W501.
Фактически, прототип W301 с наддувом, установленный во Фрипорте, штат Техас, в 1965 году, был первым предприятием Dow по производству газовых турбин для выработки электроэнергии на месте, и Westinghouse оставалась основным поставщиком газовых турбин Dow на долгие годы. [17]
Первый W501A, установленный компанией Dow Chemical на своем комплексе во Фрипорте, штат Техас, в 1968 году, был оснащен наддувом для повышения производительности и доступной энергии выхлопных газов. Для запуска газовой турбины использовалась небольшая «вспомогательная» паровая турбина, соединенная с генератором. В первых приложениях компания Dow обычно использовала выхлопы газовой турбины в качестве предварительно нагретого «воздуха» для котлов, работающих на полную мощность. Вентиляторы наддува обеспечивали приток к котлам (по обводному каналу) в случае остановки газовой турбины.
– важная веха цикл соленой травы Комбинированный
мощностью 300 МВт, хотя и не был построен как объект, принадлежащий Dow, на территории компании Dow, комбинированного цикла на соленой траве Завод [18] с использованием блоков 4xW501 (1xW501A, 3xW501AA) был построен в качестве выделенного источника питания для компании Dow's Freeport, штат Техас, для расширения операций. Завод был спроектирован, построен и принадлежал компании Power Systems Engineering (PSE) в 1970-1972 годах. (Позже PSE была включена в состав DESTEC. [19] Energy после приобретения компанией Dow в 1989 году. Позже DESTEC превратилась в Dynegy, крупную независимую генерирующую компанию.) В отличие от большинства промышленных электростанций, заводу «Соленая трава» не требовался технологический пар; вся продукция завода должна была поступать в виде электроэнергии. Целью проектирования было использовать самые большие из имеющихся газовых турбин и, исходя из предыдущего опыта, использовать котлы-утилизаторы без сжигания тепла для простоты эксплуатации и повышения надежности. Весь пар использовался для приведения в движение 4 одинаковых паровых турбин мощностью 25 МВт, соединенных с газовыми турбинами на внешнем конце генераторов (которые, в свою очередь, были установлены на холодном конце ротора со стороны компрессора). Завод состоял из четырех отдельных одновальных агрегатов комбинированного цикла для максимальной эксплуатационной гибкости. Он также включал пусковой котел, позволяющий использовать паровые турбины для запуска газовых турбин.
Согласно совместному документу PSE и Dow, представленному в то время, строительство завода Salt Grass началось в январе 1970 года, а первая установка GT была введена в эксплуатацию 12 месяцев спустя. Записи Westinghouse показывают, что четвертый GT был введен в коммерческую эксплуатацию в начале 1972 года, поэтому весь завод был построен всего за два с небольшим года.
Компания PSE была основана двумя бывшими инженерами Westinghouse из офиса продаж в Хьюстоне Томом МакМайклом (инженером по продажам) и Элом Смитом (менеджером района). Таким образом, у них обоих были уникальные отношения с Dow, и они сыграли важную роль в предыдущем бизнесе Westinghouse с Dow. Согласно статье, соавтором которой был Эл Смит в 1971 году, идея завода возникла у PSE и Dow в начале 1969 года. Завод Salt Grass был их первым предприятием после того, как они решили начать работу самостоятельно.
Отключение электроэнергии 1965 года [ править ]
Великое отключение электроэнергии на северо-востоке произошло 9 ноября 1965 года. [20] Было обнаружено, что за массовым отключением электроэнергии стояло одно неисправное реле на передающей станции в Онтарио, Канада, «каскад» или эффект домино на нисходящих магистральных линиях вызвал выход из строя всей системы CANUSE из Канады через Буффало, штат Нью-Йорк, и на восточное побережье. из Нью-Йорка в Мэн провалиться за 15 минут.
Важным последствием этого события стало признание необходимости укрепления сети и улучшения возможностей перезапуска системы. Электроэнергетическим компаниям по всей территории США было поручено их региональными «Советами по надежности» (например, NERC на северо-востоке) увеличить резервы своих систем путем установки определенного процента их общей мощности в виде меньших локализованных генерирующих блоков с быстрым запуском, большая часть которых им обеспечена возможность «черного старта», гарантирующая перезапуск крупных электростанций и сетей в случае очередного крупного сбоя. Мероприятие способствовало рождению современной газотурбинной отрасли в США.
Хотя это и анекдотично, но было сказано, что летом 1966 года наблюдался рост рождаемости на северо-востоке США и в некоторых частях Канады. [ нужна цитата ]
газотурбинных установок Волна
Результатом стала волна газотурбинных генераторных установок, выбранных как самый быстрый и экономичный способ выполнить требования по надежности и удовлетворить устойчивый рост спроса. (Следовательно, маркетинговая кампания Westinghouse CTSD «Экономический выбор» в то время.) Ежегодные закупки дополнительных единиц коммунальными предприятиями стали рутинным событием, пока спрос на пиковую нагрузку продолжал расти.
Судя по комментариям ветеранов продаж Westinghouse CTSD, крупные заказы на несколько единиц часто принимались по телефону, поскольку постоянные клиенты спешили получить свою годовую долю. Отслеживание региональных и национальных кривых пикового спроса стало основным инструментом для планировщиков, которым приходилось прогнозировать рынок и устанавливать «план загрузки» магазина. (Автор задается вопросом, разработали ли тогдашние поставщики GT «резервные соглашения», как это было принято во время другого периода бума, 30 лет спустя.)
Соответственно, большинство газовых турбин, установленных в США в конце 1960-х и начале 1970-х годов, применялись как пиковые агрегаты простого цикла («пиковые»), предназначенные для резервного копирования системы и периодического использования и устанавливавшиеся для поддержания достаточного запаса мощности.
Важно отметить, что в начале 1970-х годов также наблюдался успех первых электростанций с комбинированным циклом, и по мере того, как пиковый рынок начал стабилизироваться, и на данный момент это помогло поддержать рынок коммунальных услуг США для крупных газовых турбин.
В одном отчете говорится, что спрос на газовые турбины в США в 1969 году достиг почти 9 ГВт, что в 30 раз больше, чем общий объем продаж в 300 МВт в 1961 году. (Диаграмма ниже показывает, что рынок более крупных установок (>20 МВт) достигла пика около 7 ГВт.)
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/0/04/GTW_market_curves.jpg/340px-GTW_market_curves.jpg)
Неудивительно, что прогнозы будущего роста рынка оказались столь оптимистичными. В начале 1970 года «Турбинные темы» , внутренний информационный бюллетень Подразделения малых паровых и газовых турбин (предшественника Подразделения газовых турбин), содержал следующее заявление отдела маркетинга: «Совокупность всего этого говорит нам о том, что фантастический рост 60-е годы перейдут в 70-е». (Источник: Личная коллекция. [ чей? ] )
Однако к 1971/1972 году рынок уже начал проявлять признаки ослабления, и, к сожалению, последующие глобальные события многое могли сказать о том, сбудется ли этот радужный прогноз.
Рынок газовых турбин США с 1965 по 1990 год с прогнозом на 2000 год (справа) показывает, как отключение электроэнергии на северо-востоке в 1965 году ускорило рост рынка электроэнергетики для газовых турбин в США. Более поздние события, в первую очередь арабо-израильская война 1973 года, за которой последовало нефтяное эмбарго ОПЕК 1974 года и Закон США об использовании топлива 1978 года, вызвали резкий спад. За сильным восстановлением последовал рост рынка когенерации независимых производителей электроэнергии («IPP») в соответствии с Законом о политике регулирования коммунальных предприятий (PURPA), поддержанным Верховным судом США.
Завод по производству газовых турбин в Раунд- , Роке Техас
Основываясь на резком росте бизнеса по производству газовых турбин в конце 1960-х годов, компания Westinghouse (следуя примеру лидера рынка и главного конкурента General Electric) решила построить новый современный завод по производству газовых турбин в Раунд-Роке, штат Техас, недалеко от Остина. Однако к тому времени, когда завод был введен в эксплуатацию примерно в 1972 году, рынок газовых турбин в США был на грани краха из-за последствий арабо-израильской войны 1973 года и последующих опасений нестабильности поставок топлива из-за нефтяного эмбарго ОПЕК (см. диаграмма рыночных данных выше). Кроме того, в отличие от завода GE в Гринвилле, Южная Каролина, новый завод в Раунд-Роке не был построен как отдельный завод с полными производственными мощностями, как это уже существовало в Лестере. Основные компоненты были отправлены из Лестера (и других поставщиков) для окончательной сборки в Раунд-Роке.
Когда рынок рухнул (см. диаграмму), руководство Westinghouse сократило излишки производственных площадей, отведенных под газовые турбины. Поскольку Раунд-Рок не мог выжить сам по себе, в 1976 году он был заброшен как завод по производству газовых турбин. Сюда переехали другие крупные предприятия по производству вращающегося оборудования, например, предприятия E. Pittsburgh DC Products и Buffalo Large Motors Division. В конечном итоге производство крупных двигателей Westinghouse было продано компании Taiwan Electric Co. (TECO), и теперь завод принадлежит TECO-Westinghouse и используется для обслуживания ее ветрогенераторного бизнеса.
Технологические разработки [ править ]
GE и Pratt & Whitney вышли на рынок со своими комплектными устройствами. Они оказались очень быстрыми в установке, высокоэффективными и привлекли большое внимание.
Ключом к снижению цены за киловатт было увеличение номинальной мощности двигателя. Это было достигнуто двумя способами: во-первых, мы могли предложить более крупную единицу, чем у конкурентов. Затем, как только будет установлен базовый размер корпуса, можно будет добиться постепенного увеличения мощности за счет увеличения температуры сгорания турбины.
Эволюция модельного ряда W501 [ править ]
После появления W501A в 1967/68 году технология Westinghouse продолжала развиваться, поскольку температура на входе в турбину увеличивалась за счет улучшения внутреннего охлаждения и передовой металлургии, а степень сжатия увеличивалась за счет улучшения конструкции компрессора. За период с 1968 по 1975 год W501 развился из W501A (~40 МВт), W501AA (~60 МВт), W501B (~80 МВт) и W501D (~95 МВт).
Следующим крупным редизайном стал W501D5, представленный в 1981 году. [21] первоначально мощность составляла 96,5 МВт (выросла до 107 МВт (брутто) примерно в 1985 г.). В 1995 году была предложена модернизация W501D5A мощностью 120 МВт.
В конце 1980-х и начале 1990-х годов компания Westinghouse представила усовершенствованную модель 501F, первоначальная мощность которой составляла 150 МВт (номинальная). Первый коммерческий запуск модели 501F состоялся в 1993 году (четыре единицы были установлены на проекте реконструкции электростанции Florida Power & Light Lauderdale). [22]
Аналогичный путь развития технологии был пройден для модели меньшего размера с редуктором W251 (см. указанную статью ASME Скальцо и др.), которая показывает, как эта модель фактически проложила путь к некоторым технологическим шагам, предпринятым в эволюции W501.
(См. Скальцо и др. [12] для таблиц, показывающих эволюцию газовых турбин моделей Westinghouse W501 и W251.).
Первый 501G был установлен на станции McIntosh компании Lakeland Electric и впервые синхронизирован с сетью в апреле 1999 года. [23]
Модельный ряд W251 развивается вместе W501 . с
Как упоминалось выше, модельная серия W251 последовала по пути эволюции от почтенной W191 (мощность от 15 МВт до примерно 18 МВт в течение срока службы, продано более 180 единиц) и была представлена в 1967 году, как раз перед W501. W251A с номинальной мощностью 20 МВт был первым, в котором было реализовано охлаждение лопаток турбины первой ступени и других неподвижных частей. В 1985 году, когда мощность W251B10 составляла примерно 45 МВт, устав линейки продуктов W251 был перенесен в Westinghouse Canada. W251, имеющий половину рейтинга W501, был популярен для небольших приложений, и было продано около 230 единиц. Окончательный дизайн перед тем, как его исключили из линейки продуктов, ок. В 1998 году W251B12 представляла собой газовую турбину класса 50 МВт, построенную на заводе Westinghouse Hamilton, Онтарио. растение. Благодаря генератору с шестеренчатым приводом W251 можно использовать как с частотой 50 Гц, так и с частотой 60 Гц.
Особенности конструкции [ править ]
С самых первых проектов газовых турбин для тяжелых условий эксплуатации компания Westinghouse сохранила проверенные временем особенности механической конструкции, которые прослужили более 50 лет и которым подражали другие производители. [11]
Обратите внимание на функцию привода генератора холодного конца, оригинальную для Westinghouse, а затем принятую другими (в том числе лидером отрасли в собственной конструкции F-класса). Это идеально подходит для систем рекуперации тепла и позволяет избежать необходимости использования высокотемпературной гибкой приводной муфты на выпускной стороне (характерной для более ранних конструкций других производителей).
Кроме того, конструкция ротора с двумя подшипниками позволила избежать необходимости использования высокотемпературного центрального подшипника, расположенного в горячей секции двигателя (что также характерно для других более ранних конструкций).
В списке не упоминаются запатентованные тангенциальные стойки корпуса выхлопных газов, предназначенные для поддержания соосности ротора.
Комплектные газотурбинные электростанции [ править ]
Компания Westinghouse была пионером в разработке сборных газотурбинных электростанций, как с EconoPac, полным модульным комплексом простого цикла, так и с комбинированным циклом PACE.
электростанция GT EconoPac Комплектная Westinghouse
По мере развития технологии газотурбинных двигателей развивались и идеи о том, как лучше всего упаковать все вспомогательные вспомогательные системы. Помимо самой газовой турбины, в комплект поставки входили генератор/возбудитель, стартер, механическое и электрическое вспомогательное оборудование, а также системы впуска и выпуска.
В 1962 году компания Westinghouse представила концепцию сборной газотурбинной электростанции с блоком W171 (12 000 кВт), проданной компании City of Houma Light & Power Co. (LA). Это раннее применение заложило основу для «EconoPac». [24] Комплексная установка простого цикла, которая по сей день стала стандартным комплектом поставки газотурбинных установок простого цикла Westinghouse.
Westinghouse EconoPac включает в себя установленный на раме газотурбинный двигатель заводской сборки, генератор и возбудитель, пусковой пакет, механические (смазочное масло, гидравлика, пневматика и т. д.) и электрические/управляющие вспомогательные блоки, впускную систему (фильтр и воздуховоды), выхлопную систему. система (воздуховоды, дымоход и глушитель), все охладители, вентиляторы, насосы, клапаны и соединительные трубопроводы. Корпуса для всех блоков также входят в стандартный комплект поставки. Обычно EconoPac определяет объем поставки газовых турбин для установок расширенного объема (когенерация, комбинированный цикл и т. д.), а также для установок простого цикла.
Полная газотурбинная электростанция будет доставлена на площадку в предварительно упакованных модулях для быстрой сборки на месте. Гликолевый охладитель использовался для генераторов с водородным охлаждением, что было стандартной областью применения до того, как для этого применения появились большие генераторы с воздушным охлаждением. Воздухо-воздушный охладитель рядом с выхлопной трубой предназначен для охлаждения воздуха, охлаждающего ротор, что является особенностью газотурбинных установок Westinghouse.
Электростанции комбинированного PACE Westinghouse цикла
Как и в случае с предварительно спроектированной и комплектной установкой для газовых турбин простого цикла, компания Westinghouse также была пионером с идеей предварительно спроектированной установки с комбинированным циклом. Примерно в 1970 году была организована группа дизайнеров под руководством Пола Бермана, менеджера PACE Engineering, и команда маркетинга и продаж начала масштабную рекламную кампанию. [25]
Концепция теплового цикла была разработана с использованием двух газовых турбин W501B мощностью 75 МВт и новой однокорпусной паровой турбины мощностью 100 МВт, специально разработанной для этого применения. Электростанция называлась PACE Plant (что означает мощность при комбинированном КПД), а первая конструкция получила название PACE 260, чтобы отразить номинальную номинальную мощность электростанции.
Проект PACE был ориентирован на рынок «промежуточной нагрузки» (между пиковой и базовой нагрузкой), где существовала растущая потребность в установке мощности, которая была бы более экономичной в установке, чем базовая нагрузка (угольные и атомные электростанции), и более экономичной в эксплуатации, чем простая циклические газовые турбины. Оборудование также должно было быть достаточно гибким, чтобы выдерживать нагрузки при ежедневном запуске и остановке. В конструкции были предусмотрены специальные условия для обеспечения такого циклического режима работы.
Концепция PACE 260 (а позже и модернизированная PACE 320) запечатлена на этом изображении, показывающем термодинамический цикл, лежащий в основе конструкции установки.
Как можно видеть, первоначальная концепция включала в себя дополнительную (канальную) топку двухконтурных котлов-утилизаторов, которые имели конструкцию с вертикальным потоком. Базовая конфигурация описывалась как конструкция «2 на 1», что означает, что две газовые турбины производят пар для питания одной паровой турбины.
Дополнительная топка использовалась для увеличения производства пара для заполнения однокорпусной паровой турбины мощностью 100 МВт. В первоначальной конструкции примерно 20% подаваемого топлива сжигалось в канальной горелке. Без дополнительного сжигания в выхлопах газовой турбины обычно содержится достаточно энергии для выработки пара, достаточного для производства около 50% мощности газовой турбины, или, в данном случае, только 75 МВт.
Таким образом, первоначальная конструкция электростанции PACE имела встроенную мощность паровой турбины, что позволяло водно-паровой стороне электростанции оставаться по существу такой же, поскольку номинальная мощность газовой турбины развивалась до модели W501D5 мощностью 100 МВт плюс, когда номинальная мощность мощности станции составила 300 МВт без дожига.
Первоначально PACE 260 предлагался с теплопроизводительностью около 8 100 БТЕ/кВтч (КПД 42%) на природном газовом топливе. Модернизированный (около 1980 г.) PACE 320 на базе W501D имел номинальную мощность 300 МВт и теплопроизводительность 7530 БТЕ/кВтч (КПД 45%) на природном газовом топливе.
Установки PACE были доступны либо с полностью закрытыми зданиями, закрывающими все, кроме котлов-утилизаторов, либо для наружной установки, при этом EconoPacs обеспечивал необходимые кожухи для газовых турбин и их вспомогательного оборудования.
Для первых заводов PACE компания Westinghouse спроектировала и изготовила котлы-утилизаторы в подразделении теплопередачи в Лестере. Позже на заводах были установлены установки рекуперации тепла, поставленные субподрядчиками.
В списке установок заводов PACE указаны агрегаты, проданные и установленные по состоянию на середину 1980-х годов. Обратите внимание, что некоторые из установок включали в себя две установки PACE 260 (для них были доступны конструкции установок с зеркальным отображением). случаи). Они назывались заводами PACE 520. Также отмечается, что почти половина заводов построена в Мексике: один PACE 260 и два PACE 520.
Первый PACE 260 был установлен на станции Comanche компании Public Service Co. в Оклахоме, в Лоутоне, штат Оклахома, и поступил в коммерческую эксплуатацию в 1973 году. [26] Судя по опубликованным данным, время от реализации программы проектирования (январь 1970 г.) до коммерческой эксплуатации составило менее трех лет. Ссылка сделана на документ ASME 74-GT-109 Пола А. Бермана, [26] Менеджер Westinghouse по проектированию PACE, который подробно описывает концепцию PACE и документирует строительство и запуск завода Comanche. С момента установки, около 40 лет назад, установка претерпела серьезную модификацию котла (см. фото ниже), несколько модернизаций двигателей и в течение многих лет работала как самая экономичная установка в системе ПСО. (Автор вспоминает, как ему сказали, что первоначальная цена на природный газ на объекте составляла 0,26 доллара за миллион БТЕ!) На момент написания этой статьи завод все еще используется, хотя и не для постоянной работы.
Три первых завода PACE, проданные CFE (PACE 260 в Паласио Гомес и PACE 520 в Дос-Бокас), включали заказ на шесть (6) газовых турбин W501B и представляли собой крупнейший заказ, размещенный CFE на тот момент. История гласит, что заказ был получен в Страстную пятницу (около 1973 года?) после весьма ожесточенной конкуренции с другим крупным поставщиком из США, который использовал некоторые довольно «творческие» способы повышения производительности предприятия. Все, кто участвовал в переговорах, очень хотели вернуться домой на Пасху, но не настолько, чтобы уйти до получения заказа. Последний завод в списке был построен для CFE в Туле, Мексика, как проект поэтапного строительства, в рамках которого четыре (4) блока W501D EconoPac были отправлены и установлены в кратчайшие сроки, в режиме простого цикла, для реагирования на энергетическую чрезвычайную ситуацию. в течение 1979-1981 гг. Котлы-утилизаторы и часть паровой турбины каждой установки были добавлены позже, а выхлопные трубы были удалены. (На фотографии ниже представлена концепция переоборудованного завода, созданная художником. На момент фотографии четыре W501D EonoPac уже были на месте.)
Рост когенерации и независимых рынков в США электроэнергии
Как было показано ранее, после отключения электроэнергии на северо-востоке США в 1965 году американский рынок газовых турбин пережил значительный бум на агрегаты с пиковым циклом простого цикла. А это, в свою очередь, привело к появлению примерно в 1970 году популярных заводских установок с комбинированным циклом, таких как как заводы Westinghouse PACE и GE STAG (STeam And Gas), которые пользовались большим успехом в начале 1970-х годов. В бизнесе газовых турбин был многообещающий устойчивый рост. [27]
Все изменило начало арабо-израильской войны 1973 года.
После войны арабские члены Организации стран-экспортеров нефти (ОПЕК) ввели эмбарго против Соединенных Штатов и других стран Европы и Южной Африки в ответ на решение США пополнить запасы израильских вооруженных сил. [28] Почти немедленным результатом эмбарго стал острый дефицит в целевых странах, таких как США, и резкий рост мировых цен на нефть и нефтепродукты. США становились все более зависимыми от импортируемой нефти, и эмбарго вызвало серьезный сбой в национальной экономике. Сначала администрация Никсона, затем недолговечная администрация Джеральда Форда и, наконец, администрация Джимми Картера — все они разработали планы по увеличению внутреннего производства и сокращению использования импортной нефти.
В то же время при администрации Джимми Картера в газовой отрасли был предпринят решительный и согласованный шаг в сторону дерегулирования. [29] и дефицит поставок трубопроводного газа был создан, чтобы подчеркнуть их позицию.
Прямым результатом всей этой суматохи в цепочке поставок энергии стал Национальный энергетический план Джимми Картера 1977 года. [30] и декларация энергетической независимости. В Конгресс США было внесено законодательство, направленное на установление строгих запретов и правил, направленных на достижение сокращения использования как импортируемой нефти, так и природного газа. (Это было написано в то время, когда в США было перенасыщение нефтью и природным газом)
В то время в Конгрессе явно существовала сильная поддержка угля, и уголь, как наиболее распространенный внутренний источник энергии в США, пропагандировался как способ достижения независимости от импортируемой нефти. «Король угля» находился у руля, и будущее угольной энергетики казалось обеспеченным, несмотря на экологические законы и постановления, принятые всего несколькими годами ранее. [ нужна цитата ]
После многих месяцев дебатов Джимми Картер принял Закон о национальной энергетике 1978 года и с гордостью подписал его.
Два основных положения нового энергетического законодательства оказали глубокое влияние на газотурбинную отрасль: [ нужна цитата ]
- Во-первых, Закон об использовании топлива (FUA), который, среди прочего, запрещал использование нефти и природного газа в качестве топлива для новых электростанций с базовой нагрузкой. Для этой цели были разрешены только «альтернативные виды топлива», то есть уголь и топливо, полученное из угля. (Опять же, в сегодняшних условиях кто-нибудь может себе представить??). Пиковые энергоблоки и электростанции комбинированного цикла средней нагрузки (<3500 часов работы в год) были освобождены от запретов Закона об использовании топлива, как и «когенерационные установки».
- Во-вторых, Закон о политике регулирования коммунальных предприятий (PURPA), который во многом был связан с дерегулированием электроэнергетической отрасли и, среди прочего, установил правила, требующие от электроэнергетических компаний закупать электроэнергию у некоммунальных генераторов («NUG»). . Однако такие НУГ также должны были доставлять некоторое количество тепловой энергии на промышленный технологический завод, т.е. энергоблок должен был быть «квалифицирован» как когенерационная установка. Таким образом, такая кредитная линия была определена как соответствующая кредитная линия или «QF».
Эти новые энергетические законы должны были оказать большое влияние на рынок газовых турбин США. [ нужна цитата ]
растут медленно Новые рынки
Как показано на приведенной выше кривой рынка турбин внутреннего сгорания в США, в годы сразу после принятия FUA и PURPA было мало нового внутреннего бизнеса в сфере газовых турбин, поскольку по всей стране велось много юридических споров. Фактически, 1982 год был, вероятно, худшим годом с точки зрения заказов на крупные газовые турбины в США. Прототип W501D5 был продан компании Gulf States Utilities в 1981 году, а два других W501D5 EconoPac были проданы компании Puget Sound Power & Light Co. Dow Chemical, чьи расширяющиеся объекты промышленного производства электроэнергии в Техасе и Луизиане не были затронуты новыми законами. приобрел несколько единиц в 1980/81 году. Примерно таковы были продажи новых единиц продукции Westinghouse CTSD до 1983 года.
Рынок IPP ждал результатов судебного иска правительства, поскольку комиссии по коммунальным предприятиям нескольких штатов отказались выполнять правила PURPA, заявив, что они неконституционны. Лишь в 1982 году в деле FERC против PUC штата Миссисипи Верховный суд вынес решение в пользу Федерального управления по регулированию энергетики (FERC) и оставил закон в силе. [31]
Это оказалось катализатором, который, наконец, позволил рынку ПИС взлететь и реализовать большой скрытый потенциал.
И, почти сразу же, компания Westinghouse CTSD приняла участие в двух важных первых проектах когенерации IPP, которые помогли преодолеть разрыв и, в очередной раз, позволили нам пережить засуху с внутренними заказами на коммунальные услуги.
Капитальная когенерация
В 1983 году компания HB Zachry Co. из Сан-Антонио получила контракт от Capital Cogeneration Company Ltd (совместное предприятие, включающее Central и Southwest Power Co., на проектирование и строительство парогазовой/когенерационной установки мощностью 450 МВт недалеко от Бэйпорта (также известной как Пасадена), Техас, к югу от Хьюстона. Это был один из первых заводов PURPA, построенных в США в соответствии с новыми правилами PURPA.
Westinghouse CTSD получила заказ от HB Zachry Co. на 3xW501D5 EconoPacs для интеграции в электростанцию с комбинированным циклом (HRSG поставляла компания Генри Фогт). Завод экспортировал электроэнергию для продажи компании Houston Power and Light, а пар – на близлежащий перерабатывающий завод, принадлежащий Celanese. Химический («паровой хозяин»). Благодаря отличным торговым отношениям с Zachry и CSW, этот завод, по сути, представлял собой полностью завод Westinghouse, включая паротурбинный генератор класса 150 МВт и всю силовую электротехнику. Сегодня завод известен как когенерация Clear Lake и принадлежит компании Calpine. [32]
Когенерация - Сити Техас
Второй крупный проект IPP, в котором участвовала компания Westinghouse CTSD, был разработан ок. 1985 г., компания Internorth Natural Gas, Омаха, Небраска. Местоположение завода в Техас-Сити, штат Техас, находится примерно в 35 милях к юго-востоку от площадки проекта Capital Cogeneration, показанной выше.
Концепция Internorth заключалась в том, чтобы использовать правила QF по когенерации PURPA IPP для строительства когенерационной электростанции мощностью 400 МВт, которая будет продавать электроэнергию компании Houston Power and Light и экспортировать пар на близлежащий завод Dow Chemical (тогда Union Carbide). В то же время, завод, который будет освобожден от FUA, станет отличным новым потребителем электроэнергии для топливного газа Internorth.
Поскольку другого бизнеса было мало, решительные маркетинговые усилия CTSD были сосредоточены на этих переговорах. Поскольку это происходило одновременно с серьезной проблемой конструкции лопаток турбины четвертой ступени W501D5, группе инженеров под руководством менеджера по проектированию двигателей CT Оги Скальцо также было поручено убедить Internorth в том, что конструкция верна.
Компания Westinghouse получила заказ на установку 3xW501D5 EconoPacs на электростанции Texas City Cogeneration. В число этих трех единиц входил последний W501D5, построенный на заводе в Лестере до его закрытия в 1986 году. [33] и первые два двигателя, построенные MHI в рамках нового делового соглашения с давним лицензиатом Westinghouse.
Вскоре после строительства завода в Техас-Сити компания Internorth объединилась с Houston Natural Gas и перенесла свою штаб-квартиру в Хьюстон. Вскоре после этого совместная компания сменила название на ENRON. [ нужна цитата ]
Сегодня завод Техас-Сити [34] принадлежит компании Calpine.
Другие ранние проекты заводов PURPA, в которых участвовала компания Westinghouse CTSD, описаны позже как часть истории о переезде CTSD в Орландо, штат Флорида.
Dow/Destec IGCC в Плакемине, Луизиана [ править ]
Идея сжигания угля – некоторой его производной, будь то жидкость или газ – в газовой турбине привлекла значительное внимание и поддержку правительства в конце 1970-х и начале 1980-х годов. [35] Синтетический газ или жидкое топливо, полученное из угля, считалось «альтернативным топливом», что поощрялось Законом об использовании топлива, а разработка различных таких видов топлива активно поддерживалась Министерством энергетики США. [36]
Фактически, Westinghouse уже работала по государственному контракту на разработку собственного процесса газификации угля. В Вальц-Милле, штат Пенсильвания, было построено подразделение по разработке процессов, которым управлял центр исследований и разработок Westinghouse. Чтобы продемонстрировать свою приверженность коммерциализации технологии, примерно в 1983 году компания Westinghouse сформировала подразделение синтетического топлива. Rust Engineering Процесс газификации стал известен как процесс KRW и продолжал продаваться компанией KRW Inc. [37] )
Тем временем компания Dow Chemical изучала возможность использования крупных месторождений бурого угля в Техасе, чтобы снизить зависимость от природного газа для питания своих электростанций.
Чтобы реализовать эту резервную энергетическую стратегию, компания Dow предприняла разработку собственного процесса газификации угля (позже получившего название «E-Gas») и заручилась государственной поддержкой со стороны Synthetic Fuels Corporation, созданной в 1980 году с целью создания синтетического топлива. (т.е. добыча газа или жидкости из угля) в США в рамках «Проекта Независимости». [38]
Тем временем инженеры Dow и Westinghouse работали над переоборудованием двух новых газовых турбин W501D5, которые были установлены на комплексе Dow Plaquemine, Лос-Анджелес, в 1982/83 году. В качестве первого шага в 1981 году они предприняли попытку переоборудовать старый двигатель W191, расположенный на комплексе в Доу, Фрипорт, Техас, для сжигания малой БТЕ (около 200 БТЕ/футовый кубический фут против 1000 БТЕ/футовый кубический фут для природного газа). Газ должен был производиться с помощью прототипа запатентованного газификатора, спроектированного и изготовленного компанией Dow. Там уточнили, что газовую турбину нужно было модифицировать, чтобы она могла подавать сжатый воздух для процесса газификации, а также она должна была работать на природном газе (по крайней мере, на пуске и остановке). [ нужна цитата ]
После успешной демонстрации мощностью 15 МВт компания Dow приступила к созданию полномасштабного кислородного газификатора, рассчитанного на обеспечение двух двигателей W501D5 в Плакемине, штат Луизиана, 80% их топливной энергии, а компания Westinghouse получила добро на проектирование и производство новые топливные форсунки. Поскольку газовые турбины были неотъемлемой частью существующей работы электростанции, спецификация должна была обеспечить возможность работы на двух видах топлива, чтобы установка могла легко перейти на природный газ, когда газификатор не работал. [39]
Инженеры по горению Westinghouse CTSD ранее работали по субподряду над вышеупомянутым контрактом Министерства энергетики на газификацию угля, чтобы продемонстрировать сжигание газа с низким значением БТЕ на компонентах W501B. Позже эта работа привела к разработке корзин камеры сгорания W501D5, включающих в себя функции (например, головную часть большего диаметра), позволяющие адаптировать их к использованию топливного газа с низкой теплотой сгорания. Таким образом, установки Plaquemine были по сути « готовы к синтез-газу » и легко модифицировались. [ нужна цитата ]
Переоборудование двух газовых турбин мощностью 100 МВт+ в Плакемине для сжигания газифицированного угля привело к созданию крупнейшего в мире комбинированного цикла комплексной газификации или «IGCC» и было очень успешным для Dow. Контракт с Dow (или, точнее, LGTI - Louisiana Gasification Technology, Inc.) Synfuels Corporation продолжал субсидировать производство синтетического топливного газа из угля на объекте Плакемин в течение примерно 10–15 лет, прежде чем срок субсидии истек. [ нужна цитата ]
Позже компания Dow (Destec Energy) смогла принять участие в модернизации электростанции коммунальной службы штата Индиана Вабаш, поддерживаемой Министерством энергетики, с использованием усовершенствованной газовой турбины F-класса, сжигающей газ, производимый газификатором «E-Gas». К сожалению, Westinghouse не получила заказ на газовую турбину от компании Public Service Co. из Индианы, и в проекте использовалась GE Frame 7F. Сегодня система газификации Вабаша работает на коммерческой основе, продавая угольный газ электростанции комбинированного цикла Вабаш мощностью 250 МВт. [40]
Dow никогда не проводила конверсию своих собственных электростанций ни на одном из своих объектов на побережье Мексиканского залива. Природного газа по-прежнему было много, и в последние годы он стал более дешевым топливом, чем 30 лет назад. [ нужна цитата ]
( ) 1979–1987 Конкордвилль
Примерно с 1972 по 1979 год штаб-квартира подразделения газовых турбин (также известного как подразделение газовых турбинных систем и подразделение систем турбин сгорания) располагалась в арендованных помещениях в отреставрированном здании Болдуин-Лима-Гамильтон (винтаж 1920-х годов) в Эддистоуне, штат Пенсильвания, недалеко от к югу от фабрики Вестингауз Лестер. Подразделение газовых турбин занимало 4 верхних этажа 7-этажного офисного здания (известного как здание «А»), а остальную часть здания занимали Westinghouse Steam Turbine Engineering и другие группы поддержки.
Как отмечалось ранее, в эти годы в «A-Building», как стало известно здание BLH, газовые турбины Westinghouse пережили немало взлетов и падений. Примерно в 1977 году, когда рынок новых агрегатов в США иссякал (но рынок Саудовской Аравии только что достиг своего пика, см. ниже), было решено, что у CTSD должно быть собственное новое здание штаб-квартиры и новая разработка газовых турбин мирового класса. лаборатория.
Закладка фундамента новой штаб-квартиры CTSD состоялась в 1977/78 году, а к лету 1979 года объект был полностью заселен. (Боб Кирби, тогдашний председатель и главный исполнительный директор, присутствовал на церемонии открытия этого объекта в июне 1978 года.) Выбранный объект находился по адресу: Конкордвилл, штат Пенсильвания, примерно в 15 милях к северо-западу от завода в Лестере. [41]
Штаб-квартира подразделения турбин внутреннего сгорания (CTSD) компании Westinghouse Electric в Конкордвилле, штат Пенсильвания. В лаборатории мирового класса на левом заднем плане были установлены стенды для испытаний компонентов в рабочих условиях двигателя, в том числе большой воздухоподогреватель с непрямым нагревом, обеспечивающий нагретый неиспорченный (т.е. с полным содержанием O2) воздух для испытаний на горение.
В течение 8 лет, с 1979 по 1987 год, на площадке в Конкордвилле CTSD вела свою деятельность, обслуживая как внутренний, так и международный рынки, проводила значительные исследования и разработки как с внутренним, так и с внешним финансированием (от EPRI, Министерства энергетики и НАСА), разрабатывала улучшенные конструкции двигателей и установок, управляла многочисленными проектами и, что, возможно, наиболее важно для долгосрочного выживания, развивала свой сервисный бизнес как наиболее прибыльную часть своей деятельности.
Готовый энергии источник
Примерно во время переезда в Конкордвилль компания CTSD также запустила проект «Турбины сгорания Westinghouse — готовый источник энергии». [42] Кампания, в которой подчеркивалась недавно представленная газовая турбина W501D5, технологические достижения, такие как возможность сжигания угольного газа и жидкого топлива, а также важность планового технического обслуживания для достижения высокой надежности и доступности газотурбинных установок.
Фактически, к середине 1980-х годов вся компания Westinghouse Power Generation приступила к стратегической переориентации своего бизнеса с традиционного акцента на применении новых агрегатов на агрессивное развитие сектора услуг. Хотя «рост парка» по-прежнему оставался важным компонентом роста бизнеса по обслуживанию газовых турбин, отсутствие в то время возможностей для новых установок диктовало, по крайней мере, временное смещение акцентов. CTSD разработал программу «Total Service», расширяющую возможности программ управления простоями и повышения доступности. «Полный сервис – больше, чем просто детали» стал мантрой. (Автор вспоминает Национальное собрание по продажам в Орландо примерно в 1983 году, перед завершением строительства нового офисного здания в Четырехугольнике, и темой собрания было «Теперь мы в строю». Вся деятельность по маркетингу паровых турбинных генераторов. была реорганизована вокруг рынка действующих предприятий.)
Обратите внимание, что Центр разработки (обычно называемый «Лабораторией») был завершен в 1976 году, в то время как CTSD все еще располагался в здании A, Эддистон. Согласно брошюре Westinghouse, «Лаборатория» была способна проводить полномасштабные испытания компонентов компрессора, камеры сгорания, турбины и вспомогательных систем во всем диапазоне рабочих условий (проекты выхлопной системы были разработаны в уменьшенном масштабе). Лаборатория включала в себя высокий пролет, в котором можно было разместить полноразмерную газовую турбину для целей тестирования и разработки, а также большой конференц-зал и офисы для менеджеров, инженеров и техников, которые эксплуатировали установку. с газотурбинным приводом Он был рассчитан на полномасштабные испытания сгорания, для которых требовался большой воздушный компрессор . Также требовался газовый нагреватель для имитации условий на входе в камеру сгорания.
Операции CTSD в Конкордвилле росли и падали в течение почти десятилетия «Годов Конкордвилля». В какой-то момент (около 1981/82 года, согласно телефонному справочнику сотрудников CTSD), занятость в CTSD достигла пикового уровня - около 600 человек. Но финансовые показатели не способствовали такому росту, и в период с 1985 по 1987 год перед переездом в Орландо и размещением в штаб-квартире Westinghouse Power Generation World произошло значительное сокращение штата. Лишь около 100 специалистов и руководителей CTSD остались в поездке на юг весной 1987 года.
взаимоотношениях Westinghouse и MHI Изменения во
(Примечание: этот раздел основан главным образом на личных воспоминаниях одного из ключевых инженеров, участвовавших в этом эпизоде.)
Значительное событие, произошедшее ближе к концу Конкордвилля, повлекло за собой серьезные изменения в отношениях между Westinghouse CTSD и ее давним лицензиатом, Mitsubishi Heavy Industries (MHI). Многие считают это событие ключевым событием в долгосрочном выживании Westinghouse (и MHI?) как крупного участника индустрии газовых турбин, а также ключом к приобретению бизнеса Siemens десять лет спустя.
К середине 1980-х годов уже было решено, что производство газовых турбин на заводе в Лестере, штат Пенсильвания, прекратится к концу 1986 года, а также что производство популярных двигателей W501D5 будет передано на аутсорсинг заводу MHI в Такасаго. , Япония. Этот план позволил CTSD создать хотя бы временное средство продолжения ведения бизнеса - получать и выполнять заказы на крупные газовые турбины по мере развития рынков когенерации и IPP в США. (Как отмечалось ранее, первые двигатели MHI были установлены на заводе Texas City Cogen. Согласно внутренним отчетам, общее количество двигателей W501D5, закупленных Westinghouse у MHI, составило 10, как и первые четыре двигателя 501F, представленные ниже.)
Следующее развитие отношений Westinghouse-MHI произошло в 1986 году, когда MHI поделилась исследованием, которое показало, что глобальный рынок газовых турбин Westinghouse с масштабом 50 Гц (называемых MW701D) вскоре получит значительную отдачу, и они предложили совместная разработка нового усовершенствованного двигателя с частотой 50 Гц, получившего название «701F». (GE уже разрабатывала свой Frame 7F.) За этим последует конструкция с частотой 60 Гц для рынков, обслуживаемых Westinghouse.
Поскольку корпоративная поддержка Westinghouse в разработке и проектировании передовых газовых турбин в то время была нулевой, Westinghouse согласилась предоставить ключевую техническую поддержку при проектировании двигателя (как указано MHI), а MHI предоставила финансирование для поддержки этих усилий, а также для производства прототипа двигателя. . Совместное концептуальное проектирование началось в середине 1986 года, и где-то в самом начале работы было решено, что первым двигателем должна быть версия конструкции «501F» с частотой 60 Гц. (Впоследствии компания MHI завершила процесс масштабирования конструкции с частотой 50 Гц.) Новая конструкция предоставила обеим компаниям возможность включить некоторые важные конструктивные улучшения и атрибуты, которые было невозможно внедрить в существующие конструкции W501D5/MW701D, но можно было легко внедряется в новый дизайн.
Несмотря на сокращение рабочей силы в Westinghouse и перерыв, вызванный подготовкой к переезду завода по производству турбин внутреннего сгорания в Орландо (объявленному в октябре 1986 г.), работа над конструкцией нового двигателя неуклонно продвигалась. Компания Westinghouse согласилась взять на себя около шестидесяти процентов работ по проектированию нового двигателя, и работа продолжилась с фактическим переездом инженерного состава двигателей в апреле 1987 года в Орландо. .Хотя многие сотрудники по той или иной причине решили, в том числе многие вышли на досрочный выход на пенсию, не переезжать на юг, совместная программа развития с MHI значительно выиграла от решения нескольких ключевых инженеров, которые согласились временно отложить свой выход на пенсию. переехать во Флориду и продолжить работу над программой.
Совместная работа по проектированию продолжалась до июня 1988 года, при этом основные проверки проекта проводились ежеквартально. Места встреч для этих обзоров чередовались между Орландо и Такасаго, Япония. От начала до конца общая работа по проектированию заняла всего 23 месяца и была завершена в срок. С учетом таких обстоятельств, как переезд из Конкордвилля, потеря ключевых сотрудников, культурные различия, языковые барьеры и удаленная логистика, проект считался отличным примером совместной работы инженеров и менеджеров и значительным достижением как для Westinghouse, так и для MHI. .
Программа 501F навсегда изменила отношения между двумя компаниями, предоставив каждой из них независимые и безвозмездные права на производство и маркетинг нового двигателя.
Прототип двигателя 501F был построен и испытан на заводе по производству турбин и в центре разработки MHI в Такасаго в середине 1989 года. [43] В 1990 году Westinghouse получила заказ на первые четыре агрегата 501F, построенные в Такасаго, от компании Florida Power and Light Co. для проекта модернизации станции Лодердейл, который начал работу в середине 1993 года. Контрактная мощность этих энергоблоков по ISO составляла 158 МВт.
По сути, это совпало с запуском завода FP&L в Лодердейле, Westinghouse объявила MHI, что они начнут разработку и производство модели 501F с повышенной мощностью, мощностью 167 МВт «FB», что привело к еще одному совместному усилию Westinghouse и MHI. И снова обе стороны сформировали команды, и проект с повышенным рейтингом был выполнен в соответствии с графиком. Первый 501F, построенный компанией Westinghouse, был отправлен с завода в Пенсаколе в октябре 1995 года для проекта Korea Electric Power Co. (KEPCO) в Ульсане, Корея.
Примерно в то же время Westinghouse и MHI активно продвигались к совместной разработке двигателя парового охлаждения класса 501G мощностью 250 МВт. [44] См. ниже.
Орландо в Переехать
Физический переезд компании Westinghouse Power Generation на юг начался в 1982 году и первоначально был осуществлен для консолидации непроизводственных операций Подразделения паровых турбин, расположенного в Филадельфии, штат Пенсильвания, и Подразделения больших вращающихся аппаратов (т.е. генераторов), расположенного в Питтсбурге, Пенсильвания. область. Выбор Орландо, штат Флорида, в качестве нового дома для подразделения паротурбинных генераторов произошел после исключения нескольких других «нейтральных» мест. История гласит, что Ричмонд, штат Вирджиния, был первым выбором для новой штаб-квартиры Westinghouse Power Generation, но продолжающиеся юридические споры между Westinghouse и крупной коммунальной компанией из Вирджинии по поводу контрактов на ядерное топливо помешали этой идее. [45]
Westinghouse приобрела большой участок земли под названием The Quadrangle, расположенный прямо через дорогу от обширного кампуса того, что сейчас называется Университетом Центральной Флориды. [46] и построил большое новое офисное здание. До переезда в новое здание штаб-квартира паротурбогенераторного дивизиона располагалась в заброшенном торговом центре.
В движении [ править ]
CTSD (также известный как CTO - по эксплуатации турбин внутреннего сгорания) переедет в Орландо, чтобы присоединиться к подразделению паровых турбин-генераторов (STGD), которое переехало на юг из Лестера и Э. Питтсбурга 4–5 годами ранее. Фактический переезд произошел в апреле 1987 года, когда все, кто переезжал, должны были явиться на работу на новое место в Квадрангле, Орландо, Флорида. [47] В октябре 1986 года сотрудники получили долгожданное уведомление: [48]
Перед переездом, в начале 1986 года, вновь сформированная команда менеджеров бизнес-подразделения энергетических систем со штаб-квартирой в Энергетическом центре в Монровилле, штат Пенсильвания, и в настоящее время отвечающая за производство электроэнергии (а также за сегмент ядерной энергетики), сформировала энергетический отдел. Целевая группа поколений. Цель заключалась в том, чтобы лучше понять будущее энергетической отрасли и то, как Westinghouse может лучше всего позиционировать себя для роста и процветания в ней.
Для проведения исследования рынка был нанят известный отраслевой консультант, и именно тогда, наконец, стала оценена важность газовых турбин для будущего производства электроэнергии в США – если не во всем мире. Как указывалось ранее, это не было общим взглядом на менеджмент энергетики старой гвардии, и Westinghouse уже приступила к реализации своего плана, известного как «поэтапный выход» из газового турбинного бизнеса.
Небольшая группа (менее 100 человек), перешедшая вместе с техническим директором, быстро выросла благодаря «Проекту Backfill». Значительное количество инженеров и менеджеров STGD, а также многие специалисты и менеджеры ядерных проектов и инженерных операций, а также сотрудники Westinghouse Canada нашли новые возможности карьерного роста в процессе восстановления организации.
После переезда в Орландо в 1987 году технический директор был включен в состав подразделения Generation Technology Systems (GTSD). Но его организация просуществовала недолго, поскольку в 1988 году компания Westinghouse Power Systems сформировала бизнес-подразделение по производству электроэнергии.
Сразу после переезда была выпущена рекламная брошюра под названием «В движении», призванная убедить клиентов, остальную часть отрасли и сотрудников в том, что Westinghouse все еще занимается бизнесом по производству газовых турбин.
В нем также говорилось о другом недавнем большом изменении, а именно о достижении соглашения с Mitsubishi Heavy Industries (MHI), давним лицензиатом Westinghouse, на производство W501D5. (Хотя W251 еще предстояло построить на заводах Westinghouse Canada, Hamilton, завод в Лестере закрылся в 1986 году. [33] ) Согласно объявлению в брошюре, технический директор Westinghouse должен был продолжать выполнять функции разработчиков технологий, проектировщиков систем и установок, инженеров по применению, маркетологов, менеджеров проектов и поставщиков услуг.
Как оказалось, зависимость Westinghouse от MHI в отношении торговых площадей для удовлетворения рыночных потребностей не приносила хороших результатов и продолжалась недолго. В 1991 году руководство PGBU сочло целесообразным расторгнуть соглашение с MHI и возродить Великий североамериканский завод, используя завод в Пенсаколе, штат Флорида, для сборки W501D5. Другие заводы Westinghouse, занимающиеся производством газовых турбин Westinghouse, включали заводы в Шарлотте, Северная Каролина, Гамильтоне, Онтарио, и Уинстон-Сейлеме, Северная Каролина.
Взгляните по-новому на Westinghouse турбины сгорания
Еще одной важной частью рекламной кампании после переезда в Орландо была тема: «Взгляните по-новому… на турбины сгорания Westinghouse». Послание было ясным. Рынок нужно было убедить в том, что «техническое мастерство и проверенные технологии» наряду с «полным обслуживанием клиентов» остаются постоянными понятиями Westinghouse, несмотря на произошедшие серьезные изменения. [49]
Еще одна новая маркетинговая тема: «Westinghouse – новая ценность турбин внутреннего сгорания». Очевидно, компания Westinghouse сочла это необходимым, и в 1988 году – через 40 лет после ввода в эксплуатацию первой промышленной газовой турбины Westinghouse и после долгой истории новинок в отрасли и солидных достижений – новая команда менеджеров в Орландо обратилась ко всем отраслевым средствам массовой информации с послание, чтобы сообщить миру, что компания Westinghouse все еще продолжает работать над своим бизнесом по производству газовых турбин.
Беллингхэм и Сэйревиль: основные вехи проекта электроэнергии выработке по
В течение года после переезда в Орландо были получены еще два крупных заказа на проекты когенерации, что помогло восстановить позиции Westinghouse на рынке. Два одинаковых PACE 300 [50] Электростанции (2-W501D5 GT на 1-100 МВт ST) были заказаны InterContinental Energy Corp., семейной частной компанией по разработке IPP, расположенной в Массачусетсе.
Это были Беллингем (Массачусетс) [51] и Сейревиль (Нью-Джерси) [52] проекты когенерации, и они сыграли важную роль в восстановлении доверия к газовому бизнесу Westinghouse – со стороны внешнего мира, нового руководства подразделения электроэнергетики и сотрудников технического директора.
По личным воспоминаниям редактора, основным конкурентом заказов на проекты в Беллингеме и Сейревиле, после того как заказчик уже разорвал переговоры с GE, была корпорация Fluor-Daniel Corp., предлагавшая газовые турбины Siemens/KWU V84.2 мощностью 100 МВт.
В дополнение к некоторым очень эффективным навыкам ведения переговоров со стороны Westinghouse, по слухам, относительный недостаток опыта KWU в области 60 Гц был сильным фактором, повлиявшим на решение клиента остановиться на Westinghouse.
Проекты Беллингем и Сейревиль были разработаны в соответствии с правилами энергетического законодательства PURPA 1978 года. В случае с заводом в Беллингеме разработчик получил статус соответствующего объекта («QF») уникальным способом, подавая технологический пар на прилегающую установку по производству углекислого газа. блок захвата, который обработал промах
поток выхлопных газов для производства CO 2 для напитков , продаваемого на близлежащий завод по розливу безалкогольных напитков.
Что касается проекта Сейревиль, владельцы нашли более традиционный способ достижения статуса QF, экспортируя пар для технологического использования на близлежащем химическом заводе. Сегодня «энергетические центры» Беллингема и Сейревиля принадлежат компании NextEra Energy Resources. [53]
И электростанции в Беллингеме, и в Сейревилле были поставлены компанией Westinghouse PGBU по контрактам «под ключ», как и еще одна важная веха когенерационной электростанции комбинированного цикла, построенная примерно в тот же период в Нью-Джерси, когенерационная установка в Ньюарк-Бэй мощностью около 150 МВт. [54] на котором используются два газотурбинных агрегата W251B10 мощностью 46,5 МВт.
Представление усовершенствованной 501F газовой турбины
Как отмечалось ранее, работа технического директора Westinghouse над усовершенствованным двигателем класса 501F мощностью 150 МВт началась в Конкордвилле за два года до переезда в Орландо. Этот новый двигатель разрабатывался совместно с Mitsubishi Heavy Industries (MHI), многолетним лицензиатом Westinghouse, выступающим в новой роли партнера по проектированию, инвестирующим в разработку и работающим вместе с инженерами Westinghouse.
Целью проектирования была температура на входе в ротор 2300F (1260C), при этом ожидаемая номинальная мощность составит около 160 МВт. Начальная мощность была установлена на уровне 145 МВт с тепловой мощностью простого цикла 10 000 БТЕ/кВтч или КПД 34%. Рекламируемая в то время эффективность комбинированного цикла составляла «лучше 50%».
Хотя в 501F было внесено множество конструктивных изменений и улучшений для достижения более высокой температуры обжига и большей надежности, ДНК его семейства явно уходит корнями в W501, как видно из списка конструктивных особенностей, приведенных ранее. (Обратите внимание на использование 501F вместо W501F в знак уважения к MHI, которая по сей день использует номенклатуру моделей Westinghouse для своих крупных газовых турбин).
Прототип двигателя 501F был построен компанией MHI на производственных и испытательных площадках в Такасаго. В середине 1989 года в прессе сообщалось, что прототип установки будет проходить заводские испытания при полной нагрузке. [22] [43] Первые газовые турбины 501F (4 из них) были проданы компании Florida Power & Light Co. для проекта модернизации станции Лодердейл и были введены в эксплуатацию в 1993 году. Это был первый из нескольких крупных проектов по модернизации, реализованных коммунальным предприятием Флориды. [55] в большинстве из них использовались газовые турбины Westinghouse (или газовые турбины Siemens, после приобретения Siemens компании Westinghouse PGBU в 1998 году, ниже). Как отмечалось ранее, начальная мощность 501F в 1988 году составляла 145 МВт, тогда как было сказано, что зрелая мощность превысит 150 МВт. Как показано на соседней кривой, рост производства машины Westinghouse «F» за десятилетие 1988-1998 годов значительно превзошел первоначальные ожидания.
На кривой изображена зависимость эффективности комбинированного цикла 501F от времени, при этом номинальная мощность простого цикла и скорость нагрева показаны через определенные промежутки времени на временной шкале разработки. (Примечание ред.: на момент редактирования в 2016 году MHI предлагает M501F3 мощностью 185 МВт, а Siemens предлагает SGT6-5000F (также известный как 501F) мощностью 242 МВт, что примерно соответствует номиналу оригинального 501G, приведенного ниже.)
модель W501G мощностью 250 . Представляем МВт
Примерно в середине 1994 года два объявления были сделаны почти одновременно: одно на июньской Международной конференции по газовым турбинам ASME в Гааге, а другое на собрании Электротехнического института Эдисона в Сиэтле, штат Вашингтон. Westinghouse и ее (тогда) партнеры по трехстороннему альянсу, MHI и FiatAvio, объявили о своей новой высокотемпературной газовой турбине W501G (или 501G), которая будет работать при температуре на входе в ротор турбины 2600F. [44]
Это объявление опередило любые подобные заявления GE или Siemens, которые, по слухам, также работали над собственными высокотемпературными машинами.
W501G рекламировался как новая машина с усовершенствованной конструкцией 17-ступенчатого компрессора, обеспечивающей степень давления 19:1 (против 15:1 у W501F). В секции сгорания были установлены камеры сгорания DLN с содержанием NOx в газе <25 ppm (объявлено с самого начала) и, в частности, переходные каналы с паровым охлаждением. Эта новая конструкция существенно уменьшила количество охлаждающего воздуха, необходимого в горячей секции двигателя, и устранила эффект разбавления переходного охлаждающего воздуха в зоне сгорания.
В конструкции турбинной секции W501G по-прежнему использовалась базовая традиционная четырехступенчатая конфигурация ротора со сквозными болтами, как в конструкции Westinghouse W501D, но с использованием технологий авиационной техники Rolls-Royce, с использованием трехмерного кода проектирования лопаток для всех стационарные и вращающиеся ряды. Он также оснащен современными материалами и покрытиями, а также улучшенной конструкцией воздушного охлаждения, позволяющей выдерживать повышенные температуры в тракте горячего газа (на 250F выше, чем у W501F на входе в ротор в то время).
Прототип W501G был установлен на станции Макинтош в городе Лейкленд (Флорида) и впервые синхронизирован с сетью в апреле 1999 года, вскоре после приобретения компанией Siemens компании Westinghouse PGBU. Более подробную информацию о W501G и заводе McIntosh см. в журнале Modern Power Systems, январь 2001 г. [56] (Отмечено, что текущие предложения газовых турбин Siemens не включают букву «G», поскольку она была заменена сначала усовершенствованной моделью с воздушным охлаждением «F», а затем 300-мегаваттной «H». MHI продолжает предлагать свою « M501G» - как с паровым, так и с воздушным охлаждением, мощностью около 270 МВт, а также их новая модель M501J мощностью более 300 МВт).
Приобретение Siemens [ править ]
В 1998 году, через 55 лет после того, как компания Westinghouse построила свой первый газотурбинный двигатель для ВМС США, немецкая компания Siemens AG приобрела подразделение по производству электроэнергии (тогда входившее в состав CBS Corp. [57] ), а бизнес по производству газовых турбин Westinghouse был интегрирован в бизнес Siemens.
В течение первых пяти лет после приобретения предприятие в Орландо называлось «Siemens Westinghouse», временно сохраняя присутствие названия Westinghouse. Это закончилось в 2003 году, когда в офисе в Орландо можно было увидеть только имя Siemens.
По мере того, как Siemens разрабатывала новые газотурбинные продукты с использованием более передовых технологий, новые оптимизированные предложения включали в себя особенности технологий и традиций дизайна как Westinghouse, так и Siemens. [58]
Бум-рынок [ править ]
Сразу после продажи бизнес-подразделения по производству электроэнергии компании Siemens в 1998 году рынок IPP для проектов когенерации на базе газовых турбин резко возрос (см. диаграмму). В отличие от первой волны сдерживаемого бизнеса, вызванной PURPA в середине 1980-х годов, когда продажи новых газовых турбин в США достигли пика около 9-10 ГВт, огромный пузырь, начавшийся в 1997/98 году, достиг годового уровня продаж, превышающего 60 ГВт!
Бум продаж был вызван рядом факторов, некоторые из которых, возможно, были сфабрикованы самим сообществом IPP, и этот период представлял собой неслыханный рынок продавцов для крупных газовых турбин. Спрос был таков, что поставщики нормировали площади своих магазинов и требовали от клиентов подписать «соглашения о резервировании» и внести невозвратные депозиты.
Предпочтение отдавалось любимым внутренним клиентам IPP, а некоторые международные возможности были упущены из-за нехватки единиц. Инвестиции Siemens в размере около 6 миллиардов долларов в приобретение PGBU у CBS Corp. (также известной как Westinghouse Electric Corp.) быстро окупились и, несмотря на то, что пузырь вскоре лопнул, по-прежнему приносят хорошую прибыль.
Возможно, как и было предсказано 30 лет назад, бизнес по обслуживанию газовых турбин сегодня является основным источником дохода и прибыли для Siemens Energy.
На международных рынках [ править ]
С самых первых дней существования наземного бизнеса газовых турбин Westinghouse рынки за пределами США играли очень важную роль в росте и выживании бизнеса. В середине 1970-х и начале 1980-х годов важность международных рынков, в частности в Саудовской Аравии (см. ниже), стала решающей для выживания отрасли газовых турбин, поскольку рынок электроэнергетики США рухнул.
Начиная с самых ранних приложений [59] в основном работали в нефтехимической промышленности, многие агрегаты были проданы нефтеперерабатывающим и газопроводным компаниям, начиная с первых агрегатов W31 (3000 л.с.), проданных в середине 1950-х годов для установки в Японии, Суматре, Кубе и Арубе. Все они использовались в качестве первичных двигателей с механическим приводом.
Другие важные зарубежные рынки включали Ливию, Иран и Нигерию (16 агрегатов W72 мощностью 8300 л.с., построенных компанией Werkspoor в Нидерландах), Венесуэлу, Бразилию, Мексику, Колумбию, Ирак, Сирию (7 агрегатов W82 также были построены компанией Werkspoor) и многие агрегаты, например агрегаты 27xW92 мощностью 10 000 л.с., построенные для TransCanada и Westcoast Transmission и др. для трубопроводных компрессорных станций в Канаде.
Крупнейший международный проект того времени по счастливой случайности оказался реализован ок. В 1955 году ESSO (как Creole Petrol Co., Венесуэла) искала замену нескольким вышедшим из строя двухвальным механическим приводам GE. Эти неудачи показали ESSO, что двухвальное решение не подходит для выполнения сложной работы по сжатию влажного попутного газа для повторной закачки под озеро Маракайбо.
Westinghouse предложила концепцию прямого привода для W101, которая оказалась той заменой, которая была необходима для выполнения этой работы. За 15-летний период с 1956 по 1971 год компания Westinghouse установила около 50 агрегатов с прямым приводом W101 на нескольких плавучих платформах, пришвартованных над добывающими скважинами. Выражаем благодарность Тому Путцу (инженерному менеджеру), Дону Джонсу, менеджеру по продажам, Джо Йиндре, инженеру проекта, и другим членам команды (в том числе из ESSO Engineering), которые сделали эту историю большим успехом и помогли прочно закрепить газовые турбины Westinghouse на карте мира. . (Из интервью с Доном Джонсом – декабрь 2015 г.)
Еще одним важным международным проектом компании Westinghouse Gas Turbines было одно из первых применений рекуперации тепла. Это было сделано для компании Panama Canal Co., и в ней использовались два агрегата W171 (12 000 кВт), ок. 1963.
Аравии Рынок Саудовской
В 1969 году две газовые турбины W191 (17 000 кВт) были проданы для установки в Восточном Даммаме, Саудовская Аравия. (Эти агрегаты были построены компанией Werkspoor в Нидерландах). Судя по всему, это первые газовые турбины Westinghouse, проданные в Королевство, и они положили начало очень важным отношениям с тем, что в конечном итоге превратилось в один из ключевых рынков для больших газовых турбин с частотой 50 Гц в мире.
По мере того как Саудовская Аравия со времен после Второй мировой войны превратилась в главного поставщика нефти, влияние США и Великобритании сыграло свою роль в электрификации пустынного королевства, а также других частей Ближнего Востока. Под влиянием Великобритании (и других европейских стран) энергосистемы, разрабатываемые в регионе, работали на частоте 50 Гц. Под влиянием США региональная генерация, передача и распределение электроэнергии были разработаны как система с частотой 60 Гц. Саудовская Аравия — единственная страна на Ближнем Востоке, имеющая крупную систему 50 Гц.
Для компании Westinghouse, которая не разработала собственную большую линейку газовых турбин с прямым приводом частотой 50 Гц, повезло, что основное влияние на электрификацию наиболее населенной и промышленно развитой части Саудовской Аравии осуществлялось под контролем компании ARAMCO, Аравийско-американская (нефтяная) компания (ныне Saudi Aramco), крупнейшее совместное американо-саудовское предприятие по добыче и переработке нефти. Было важно, чтобы основная закупочная операция ARAMCO находилась в Хьюстоне, штат Техас. (Позже энергосистема, разработанная ARAMCO, была включена в состав различных региональных SCECO (Saudi Consolidated Electric Co.).
К середине 1970-х годов, когда ARAMCO закупила большую часть оборудования турбогенераторов для электрификации, Саудовская Аравия стала основным рынком для крупных газовых турбин частотой 50 Гц. По иронии судьбы, этот огромный саудовский рынок материализовался одновременно с тем, как американский рынок газовых турбин и электростанций с комбинированным циклом практически испарился, во многом из-за арабского нефтяного эмбарго 1975 года и последующего энергетического законодательства, принятого Конгрессом США и администрацией Джимми Картера в 1978 году. . Излишне говорить, что конкуренция со стороны GE и других компаний за бизнес Saudi/Aramco была жесткой. Способность Westinghouse извлечь выгоду из этой возможности и завоевать свою долю рынка отчасти объяснялась наличием товарных запасов в магазинах из-за множества отмен заказов, вызванных спадом на внутреннем рынке. (История гласит, что материалы для более чем 50 моделей W251 и W501 были заказаны в ожидании продолжения рынка США в начале 1973 года.) Также следует отдать должное талантам команды Westinghouse по проектированию, управлению проектами и продажам, а также поддержке Power Systems. International и офис продаж на местах в Хьюстоне.
Проблемы [ править ]
Первая волна заказов для проектов в Саудовской Аравии привела к тому, что в период 1976–1981 годов на четырех объектах было установлено около 17 установок EconoPac W501D (95,5 МВт), и компания Westinghouse зарекомендовала себя как крупный игрок на саудовском рынке.
Тем временем рынок США продолжал находиться в депрессии – фактически на околонулевом уровне. Единственными значимыми внутренними заказами в 1980/81 году были первые три агрегата W501D5 – прототип для компании Gulf States Utilities и два агрегата для Dow Chemical, Плакемин, Лос-Анджелес. Westinghouse также заказала у CFE заказ на четыре газовые турбины (2xW501D4 и 2xW501D5), которые будут поставлены в экстренном порядке для тульского проекта (Идальго, Мексика).
CTSD находился под сильным давлением со стороны штаб-квартиры, чтобы зарезервировать достаточное количество заказов для поддержки продолжения работы завода, и снова внимание было обращено на возможности в Саудовской Аравии поглотить запасы. Однако эти возможности касались проектов расширенного масштаба, которые сопровождались значительными сложностями и рисками, что оказалось очень сложной задачей для Westinghouse.
Были поданы заявки и получены два крупных заказа от SCECO-Central: один на Hail (5x W501D5) и один на Qaseem (9x W501D). Оба завода должны были быть построены по контракту «под ключ», и, что еще больше усложняло задачу, оба они должны были работать на очищенной саудовской сырой нефти.
Использование саудовской нефти в качестве топлива для газовых турбин, работающих при температуре на входе в турбину, превышающей 2000°F, представляло собой серьезную инженерную и эксплуатационную проблему, которая, по-видимому, не была полностью осознана при подписании контрактов. (Ходят слухи, что уровни примесей в топливе, в частности натрия и ванадия, значительно превышали первоначальные спецификации, а системы очистки топлива были недостаточными. Кроме того, были (как сообщается) доказательства дальнейшего загрязнения мазута во время транспортировки, который в то время находился на автоцистерне.)
Все более ранние саудовские агрегаты использовали природный газ или дистиллятный мазут, поэтому у нас нет никаких проблем с эксплуатацией и загрязнением топлива, связанных с ними.
Кроме того, широкомасштабный характер обоих проектов «под ключ» потребовал от Westinghouse заключения субподрядов со многими международными компаниями на инженерные и строительные аспекты работ, а также на поставку заводского оборудования и материалов, что подвергало компанию еще большему риску. Добавьте к этому сложность дальней связи между строительными площадками и инженерами-проектировщиками в Конкордвилле, и вы получите рецепт решения всевозможных технических и логистических проблем. (Позже сотрудники, непосредственно участвовавшие в проекте, рассказали, что телексная комната в Конкордвилле обычно каждое утро была заполнена телетайпными лентами с сообщениями от инженеров объекта.)
Вдобавок к этим проблемам, условия контракта, принятые для закрытия заказов Hail и Qaseem, очевидно, были очень обременительными, включая долгосрочные гарантии на детали, которые покрывали ущерб компонентам горячего пути, подвергшимся воздействию агрессивных примесей, обнаруженных в саудовской сырой нефти.
Достаточно сказать, что проекты «Хайль» и «Касим» обернулись крупными финансовыми неудачами. Одним из результатов стало то, что в течение следующих 3–4 лет в генеральном руководстве Конкордвилля произошло три смены. Еще одним результатом, по мнению некоторых, стал период, когда Westinghouse, по сути, была вынуждена оставаться в бизнесе по производству газовых турбин, несмотря на все неудачи и отсутствие прибыльного бизнеса, под давлением со стороны саудовцев, требующих решения контрактных вопросов и судебных исков, связанных с этими двумя проектами.
Хотя «Слава и Касим» навевает некоторые тяжелые воспоминания тем, кто еще помнит, говорят, что время идет и залечивает все раны - или что люди склонны забывать полученные уроки. Записи показывают, что в середине 1990-х годов Westinghouse решила принять еще два заказа на строительство заводов, работающих на сырой нефти (Асир и Джизан). [59] По-видимому, за 10 или более лет, прошедших с момента подписания контрактов «Хайль» и «Касим», было изучено достаточно о предварительной подготовке топлива, а также о переговорах по условиям контракта. (Считается, что с тех пор все заводы, сжигающие сырую нефть, в Саудовской Аравии были переведены на природный газ, а некоторые — на работу в комбинированном цикле.)
Говоря о бизнесе Westinghouse в Саудовской Аравии, важно упомянуть название ISCOSA. Это было (и есть до сих пор) [60] ) совместное предприятие, созданное в 1973 году с местной бизнес-группой для установления присутствия внутри страны для обслуживания растущего парка газовых турбин Westinghouse в Королевстве. И при упоминании ISCOSA важно также упомянуть имя Текса Найта, который занимал должность генерального директора операции с 1977 по 1987 год.
международные рынки Другие важные
В 1990-е годы, несмотря на относительно активный рынок США, Westinghouse активно участвовала в других важных международных рынках газовых турбин. [59]
В их число входят крупные успехи с клиентами в Южной Корее (около 35-40 единиц), особенно с Korean Electric Power Co. (KEPCO) и Hanwha Energy. В Латинской Америке большой рынок был развит в Венесуэле, особенно с компанией Electricidad de Caracas, и в Колумбии, где заказы на блоки W501D5 и 501F были получены для нескольких мест, в том числе одного в удерживаемых повстанцами джунглях! Значительный заказ был получен в Аргентине (CAPSA) на 3xW251B11 и 1x701D, а первые крупные заказы на газовые турбины были получены на агрегаты W501D5 как в Перу, так и в Эквадоре.
In fact, in 1992, Westinghouse Power Generation Marketing received special corporate recognition as the "Best of the Best" for its international successes (mostly in Latin America) in placing gas turbine orders.
Several orders were also obtained during the period for both W251 and W501 EconoPacs for installation atop specially designed barges to produce floating portable power plants for deployment around the world. Most of these barges were built by Sabah Shipyards in Malaysia.
See also[edit]
References[edit]
- ^ "Engineering and Technology History: Westinghouse Electric Corporation". 28 September 2015.
- ^ "Westinghouse Power Generation" (PDF). Westinghouse Collection at UCF RICHES. 1993.
- ^ "Liquid Fuel Treatment Systems" (PDF). Retrieved 23 September 2023.
- ^ "Siemens $1.5 Billion Buys Westinghouse". Orlando Sentinel. Nov 1997.
- ^ "Westinghouse South Philadelphia Works, Lester, PA". Retrieved 23 September 2023.
- ^ History of Tinicum Township (PA) 1643-1993. Tinicum Township Historical Society. 1993.
- ^ Photo cah.ucf.edu/
- ^ "Large Rotating Apparatus Plant: Westinghouse, East Pittsburgh · RICHES".
- ^ "The power generation Canadian division" (PDF). cah.ucf.edu. Retrieved 23 September 2023.
- ^ "Westinghouse Electric W19XB-2B Jet Engine · RICHES".
- ^ Jump up to: a b "Evolution of Heavy-Duty Power Generation and Industrial Gas Turbines in the United States". ASME Paper 94-GT- 688 Scalzo, Bannister, Howard, and DeCorso. June 1994.
- ^ Jump up to: a b Scalzo, A.; et al. (1994). "Evolution of Heavy Duty Power Generation and Industrial Combustion Turbines in the United States" (PDF).
- ^ Photo cah.ucf.edu
- ^ "Combustion Turbine Cogeneration · RICHES".
- ^ "W201 U.S. Steel Blast Furnace Gas Turbine · RICHES".
- ^ Baker, George. "Electric Utility Supplies On-Site Power" (PDF).
- ^ Joseph, Zanyk (September 1985). "Cogeneration Combined Cycle Achievements by Dow Chemical Company in the Conservation of Energy". Proceedings of the American Society of Mechanical Engineers, Beijing International Gas Turbine Symposium and Exposition, Beijing, PRC, Sept. 1-7, 1985.
- ^ Smith, Al (1971). "Salt Grass 300 MW Combined Cycle". Prepared for Presentation at the ASME International Gas Turbine Conference, Mar/Apr 1971.
- ^ "DESTEC Energy, Inc - History".
- ^ "Events 1965 - Blackout".
- ^ "W501D 100 MW single shaft gas turbine". 1981.
- ^ Jump up to: a b Farmer, Robert (1989). "150 MW class 501F design to begin full load factory testing this summer". Gas Turbine World Magazine, May–June 1989.
- ^ "Testing Time for 501G".
- ^ "Trademark Details - EconoPac".
- ^ "Westinghouse PACE Combined Cycle" (PDF). 1978.
- ^ Jump up to: a b Berman, Paul (1974). "Construction and Initial Operation of a PACE Combined Cycle Power Plant". ASME Paper 74-GT-109 Presented at the ASME International Gas Turbine Conference, Zurich, Mar/Apr 1974.
- ^ "Combustion Turbine Cogeneration" (PDF). 1983.
- ^ "US Dept. of State - Milestones 1969-1976".
- ^ "Natural Gas - The History of Regulation".
- ^ "The American Presidency Project: Jimmy Carter - National Energy Program Fact Sheet - 1977".
- ^ "Justia US Supreme Court - FERC vs. Mississippi 456 U.S. 742 (1982)".
- ^ "Calpine - Clear Lake Cogenertion".
- ^ Jump up to: a b "New York Times - Westinghouse Closing Plant". The New York Times. February 1985.
- ^ "Calpine - Texas City Power Plant".
- ^ Foster-Pegg, Richard W. (April 1982). "Combined cycles have potential for cleaner, more economical use of coal". Power Engineering.
- ^ "Early Days of Coal Research". Energy.gov.
- ^ "Advanced Gasification and Desulfurization with Calcium Based Sorbents" (PDF).
- ^ "The Saga of the Synthetic Fuels Corporation".
- ^ Morrison, E.M. and, Pillbury, P.W. (1989). "Coal Generated Synthetic Gas Operating Experience with Two 100 MW-Class Combustion Turbines". ASME Proceedings Paper No. 89-GT-257.
{{cite journal}}
: CS1 maint: multiple names: authors list (link) - ^ "US DOE NETL IGCC Project Examples - Wabash River Gasification Project".
- ^ "Driving from Lester, PA to Concordville, PA".
- ^ "Westinghouse Combustion Turbines - The Ready Source of Power" (PDF). 1980.
- ^ Jump up to: a b Gas Turbine World (May–June 1989). "150 MW /class 501F design to begin full-load testing this summer" (PDF).
- ^ Jump up to: a b Farmer, Robert (1994). "Steam-cooled 501G rated at 230 MW with 2600F rotor inlet temperature". Gas Turbine World Magazine.
- ^ Photo cah.ucf.edu
- ^ "University of Central Florida | Top-Ranked by U.S News & World Reports" – via www.ucf.edu.
- ^ "(W) heart Orlando". 1987.
- ^ "Westinghouse to close DELCO facility". October 14, 1986.
- ^ "Westinghouse Combustion Turbines - Take a new look". 1987.
- ^ "New W501D combinec cycle optimized for 307,000 kW and 7000 Btu heat rate". Gas Turbine World Magazine. October 1988.
- ^ "NextEra Energy- Bellingham Energy Center" (PDF).
- ^ "NextEra Resources: Sayerville Energy Center" (PDF).
- ^ "Next Era Energy".
- ^ "El Paso Power Svs Purchases Newark Bay Cogen". June 1999.
- ^ "Transmission Hub- FPL says its gas-fired repowering plan remains the cheapest option". October 2013.
- ^ "Testing time for 501G". 2001.
- ^ LA Times (December 1, 1997). "Westinghouse Electric to Become CBS Today". Los Angeles Times.
- ^ "Siemens Gas Turbines: 4 to 400 MW".
- ^ Jump up to: a b c Westinghouse Combustion Turbine Installations. Personal collection, editor: Westinghouse Electric Corp. Power Generation Business Unit. 1998.
- ^ "Iscosa KSA".