3D打印讓中國的燃?xì)廨啓C(jī)制造技術(shù)騰飛
魔猴君 行業(yè)資訊 2672天前
3D打印技術(shù)由于其獨(dú)特的分層成形原理，簡單的形態(tài)和復(fù)雜的形態(tài)幾乎可以一視同仁。只需有3D建模方案、合適的原料和3D增材制造儀器，就可以立刻打印部件;因?yàn)樗Φ袅四＞撸钥梢杂幂^便宜的價(jià)格，制造出傳統(tǒng)模具工廠無法制造出的設(shè)計(jì);如果設(shè)計(jì)后續(xù)發(fā)生修改，只需修改設(shè)計(jì)3D建模方案，再次打印;3D打印的零部件出現(xiàn)損壞，甚至可以在破損處直接打印修補(bǔ)。因此3D打印對工業(yè)制造的顛覆性可見一斑。經(jīng)過三十余年的發(fā)展，3D打印早已走出象牙塔并脫離了極客的自娛自樂。
但工業(yè)制造真正追求的，應(yīng)該是所謂的“大音希聲，大象無形”。俠之大者，為國為民，縱有千鈞之力，隱忍而不發(fā)。真正值得贊頌千篇的3D打印，還當(dāng)屬鏗鏘的金屬3D打印。主流的激光燒結(jié)技術(shù)下，零件在萬千遍的燒結(jié)后打印成型，千錘百煉磨成一劍。
被譽(yù)為“制造業(yè)皇冠上明珠”的燃?xì)廨啓C(jī)到今天已經(jīng)發(fā)展了大半個(gè)世紀(jì)，想要繼續(xù)進(jìn)步，需要近乎登峰造極的技術(shù)能力與想象力。在不斷攀登巔峰的過程中，3D打印技術(shù)可謂橫空出世，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)制造方法的局限。舉個(gè)例子，燃機(jī)界的翹楚——H級燃機(jī)，透平初溫1500攝氏度，聯(lián)合循環(huán)效率高達(dá)62.22%，極高的靈活性，超低的排放，人類百年工業(yè)文明的巔峰之作，就采拮了3D增材制造的精髓。
GE 9HA燃?xì)廨啓C(jī)的核心部件之一——燃燒室燃料噴嘴和預(yù)混器就使用了3D增材制造工藝，微孔預(yù)混技術(shù)確保了GE低氮燃燒技術(shù)DLN2.6e的有效發(fā)揮，再結(jié)合眾多同樣尖端的技術(shù)，最終成就了法國布尚電廠9HA機(jī)組打破吉尼斯世界紀(jì)錄的聯(lián)合循環(huán)效率——62.22%。
3D打印究竟能成就多少的改變?我們以GE 9HA燃機(jī)中的燃料噴嘴為例，密集的進(jìn)氣孔，讓9HA在低氮燃燒技術(shù)DLN2.6E中實(shí)現(xiàn)了微孔預(yù)混和全預(yù)混燃燒，保證燃料與空氣以更好的比例混合，實(shí)現(xiàn)啟停過程全預(yù)混燃燒模式，不存在擴(kuò)散火焰，滿足超低氮氧化物排放(在最低負(fù)荷至30%的工況下僅有25ppm氮氧化物排放)，支持燃機(jī)快速增減負(fù)荷。
H級燃機(jī)體積龐大，GE的9HA燃機(jī)有約12米高(大概四層樓)，重約400噸(約兩頭藍(lán)鯨)，在實(shí)際使用中，燃機(jī)本身還會有諸多“輔機(jī)”，以幫助充分回收廢氣余熱等。除了體型龐大，零件眾多，還需“輔機(jī)”兼容之外，發(fā)電行業(yè)還希望燃機(jī)24x7不間斷工作，同時(shí)符合越發(fā)嚴(yán)苛的環(huán)保法規(guī)要求。這一切都需要H級燃機(jī)的設(shè)計(jì)與制造無限趨近完美——燃?xì)廨啓C(jī)核心部件的精度誤差最多幾十微米。
GE 9HA燃機(jī)成為全世界效率最高的燃?xì)廨啓C(jī)(沒有之一)，其幕后功臣之一就是3D增材制造。
具體而言，3D打印技術(shù)在關(guān)鍵零部件上的充分應(yīng)用，能夠幫助GE 9HA燃?xì)廨啓C(jī)的出力較傳統(tǒng)制造方法增加了1%。不要小看這1%。GE在法國布尚電廠的9HA機(jī)組可以供給大約68萬個(gè)法國家庭的用電需求，也就是說，在原有能耗不變的情況下，這兩個(gè)部件將會把光明帶給額外6800個(gè)家庭。
如今，法國、俄羅斯、巴基斯坦、日本等多國電廠已經(jīng)開始部署9HA燃機(jī)。今年3月，哈電集團(tuán)與GE簽署了重型燃機(jī)合資協(xié)議，重點(diǎn)落實(shí)適合中國市場的9F級和9H級燃機(jī)的本地化制造;同月，哈電集團(tuán)還將華電天津軍糧城項(xiàng)目的9HA燃機(jī)合同授予了GE。預(yù)計(jì)到2018年二季度，該9HA機(jī)組就將交付，屆時(shí)中國的電力用戶也將有機(jī)會直接體驗(yàn)到3D打印技術(shù)為尖端發(fā)電設(shè)備帶來的性能提升。
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