سیاسی، فوجی اور اقتصادی عوامل سے متاثر ہو کر، ہوائی جہاز کے انجن کی ٹیکنالوجی کی ترقی گیس ٹربائنز کی نسبت تیز ہے۔ گیس ٹربائنز اور ہوائی جہاز کے انجنوں میں تکنیکی مشترکات کی ایک وسیع رینج ہے، اور ڈیزائن سسٹمز، مینوفیکچرنگ سسٹمز، ٹیلنٹ سسٹمز اور ٹیسٹ سسٹمز میں ان کا اشتراک کیا جا سکتا ہے۔ اس لیے، مارکیٹ کی بہت زیادہ مانگ اور گیس ٹربائنز کے واضح اطلاق کے فوائد کی بنیاد پر، اعلیٰ کارکردگی، بالغ ہوائی جہاز کے انجنوں اور جدید صنعتی ٹیکنالوجیز اور ڈیزائن کے طریقوں پر مبنی گیس ٹربائن تیار کرنے کے لیے یہ صنعت کا اتفاق رائے بن گیا ہے۔ ہوائی جہاز کے انجن کی ٹیکنالوجی کو گیس ٹربائنز میں منتقل کرنے کے دو طریقے ہیں، جیسا کہ شکل 1 میں دکھایا گیا ہے: ایک یہ ہے کہ ہوائی جہاز کے انجنوں کو براہ راست تبدیل کرنا اور حاصل کرنا تاکہ ایرو ڈیریویٹیو گیس ٹربائنز بنائیں۔ دوسرا ہوائی جہاز کے انجن کی ٹیکنالوجی کو ہیوی ڈیوٹی گیس ٹربائنز میں ٹرانسپلانٹ کرنا اور تحقیق کرنا اور ہیوی ڈیوٹی گیس ٹربائنز کی نئی نسل تیار کرنا ہے۔
ایرو ڈیریویٹیو گیس ٹربائنز کی ترقی کی تاریخ
ایوی ایشن انجن ٹیکنالوجی کی ترقی اور جدید سائیکل ٹیکنالوجی کے استعمال کے ساتھ ساتھ، ایرو ڈیریویٹیو گیس ٹربائنز کی تکنیکی ترقی کا عمل ٹیکنالوجی کی تلاش کے مرحلے، ٹیکنالوجی کی ترقی کے مرحلے اور جدید سائیکل ایپلی کیشن کے مرحلے سے گزر چکا ہے، جس سے ایرو ڈیریویٹیو کی ترقی کا احساس ہوا ہے۔ گیس ٹربائنز سادہ ترمیم سے لے کر اعلیٰ کارکردگی والے بنیادی انجن آپٹیمائزیشن ڈیزائن تک، سادہ سائیکل سے پیچیدہ سائیکل ایپلی کیشن تک، وراثت میں ملنے سے نئے پرزوں کے ڈیزائن اور نئے مواد کے اطلاق کے لیے ایوی ایشن انجنوں کا پختہ ڈیزائن سسٹم اور مادی نظام، جس نے ایرو ڈیریویٹیو گیس ٹربائنز کے ڈیزائن کی سطح، کارکردگی، وشوسنییتا اور زندگی کو کافی ترقی حاصل کرنے کے قابل بنایا ہے۔
ٹیکنالوجی کی تلاش کا مرحلہ
1943 میں دنیا کی پہلی ایرو ڈیریویٹیو گیس ٹربائن کامیابی کے ساتھ تیار کی گئی۔ اس کے بعد، Rolls-Royce، GE اور Pratt & Whitney نے ہوائی جہاز کے انجن میں ہونے والی تبدیلیوں پر مبنی ایرو ڈیریویٹیو گیس ٹربائنز کی پہلی کھیپ ڈیزائن کی، جس میں صنعتی ایون، صنعتی اولمپس، سپی گیس ٹربائن، LM1500 اور FT4 شامل ہیں۔ اس مرحلے پر، ایرو ڈیریویٹیو گیس ٹربائنز کی ٹیکنالوجی ریسرچ کے دور میں تھی۔ ڈھانچہ براہ راست ہوائی جہاز کے انجن کے بنیادی حصے کو وراثت میں ملا، اور ایک مناسب پاور ٹربائن سے لیس آؤٹ پٹ پاور حاصل کی گئی۔ مشین کی مجموعی کارکردگی زیادہ نہیں تھی، اور سائیکل کی کارکردگی عام طور پر 30 فیصد سے کم تھی۔ ٹربائن سے پہلے ابتدائی درجہ حرارت 1000 ڈگری سے کم تھا، اور دباؤ کا تناسب 4 سے 10 تھا؛ کمپریسر عام طور پر سبسونک تھا۔ ٹربائن بلیڈ نے ایئر کولنگ کی سادہ ٹیکنالوجی کا استعمال کیا۔ استعمال شدہ مواد ابتدائی اعلی درجہ حرارت کا مرکب تھا؛ کنٹرول سسٹم عام طور پر مکینیکل ہائیڈرولک یا اینالاگ الیکٹرانک ایڈجسٹمنٹ سسٹم کا استعمال کرتا ہے۔
ٹیکنالوجی کی ترقی کا مرحلہ
ایرو انجنوں کے پختہ اطلاق کے ساتھ، ایروڈیریویٹیو گیس ٹربائنز کی تیز رفتار ترقی کے لیے اعلیٰ کارکردگی، اعلیٰ قابل اعتماد پیرنٹ مشینیں اور جدید ڈیزائن ٹیکنالوجیز فراہم کی گئی ہیں۔ اس کے ساتھ ساتھ، برطانیہ، ریاستہائے متحدہ اور دیگر ممالک کی بحریہ کی جانب سے جدید ایروڈیریویٹیو گیس ٹربائنز کی مانگ نے بھی ایک وسیع ایپلی کیشن اسٹیج فراہم کیا ہے، جس نے ایروڈیریویٹیو گیس ٹربائنز کو تیزی سے ترقی اور نمایاں طور پر اپنی کارکردگی کو بہتر بنانے کے قابل بنایا ہے۔ اچھی کارکردگی اور اعلی وشوسنییتا کے ساتھ ایروڈیریویٹیو گیس ٹربائنز کا ایک سلسلہ شروع کیا گیا ہے۔ . جیسے LM2500 سیریز، صنعتی ٹرینٹ، FT4000 اور MT30 وغیرہ، جہاز کی طاقت، بجلی کی پیداوار اور دیگر شعبوں میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتے ہیں۔
تکنیکی ترقی کے مرحلے میں ایرو ڈیریویٹیو گیس ٹربائنز کے گرم آخر اجزاء درجہ حرارت کے خلاف مزاحمت کو بہتر بنانے کے لیے عام طور پر سپر الائے اور حفاظتی کوٹنگز کا استعمال کرتے ہیں، اور جدید ہوا کولنگ ٹیکنالوجی اور کم آلودگی والی دہن ٹیکنالوجی کا اطلاق کرتے ہیں۔ ٹربائن کے 1400 ڈگری تک پہنچنے سے پہلے ابتدائی درجہ حرارت، پاور 40-50میگاواٹ تک پہنچ سکتی ہے، ایک یونٹ کی تھرمل کارکردگی 40% سے زیادہ ہے، اور مشترکہ سائیکل کی کارکردگی 60% تک پہنچ سکتی ہے؛ ایک ڈیجیٹل الیکٹرانک کنٹرول سسٹم استعمال کیا جاتا ہے، اور کنٹرول کی درستگی اور کنٹرول کی کارکردگی نمایاں طور پر بہتر ہوتی ہے۔
اعلی درجے کی سائیکلیں لگائیں
جیسا کہ ایروڈیریویٹیو گیس ٹربائنز کی اعلیٰ کارکردگی کے تقاضے، خاص طور پر ایندھن کی کھپت، آؤٹ پٹ پاور اور دیگر اشارے، اضافہ، جدید سائیکل ایروڈیریویٹیو گیس ٹربائنز نے بڑے پیمانے پر انجینئرنگ کی مشق حاصل کی ہے۔ گیس ٹربائن تھرمل سائیکل کی بنیاد پر انٹرکولنگ یا انٹرکولڈ ہیٹ ریکوری سائیکل کو شامل کرنے سے ایروڈیریویٹیو گیس ٹربائن کی آؤٹ پٹ پاور اور کم آپریٹنگ کنڈیشن کارکردگی میں نمایاں بہتری آسکتی ہے۔ مثال کے طور پر، LMS100 انٹرکولڈ گیس ٹربائن کی پاور لیول 100MW تک پہنچ جاتی ہے اور کارکردگی 46% تک زیادہ ہے۔ کم آپریٹنگ حالات میں WR21 انٹر کولنگ ریکوپریشن گیس ٹربائن کی تھرمل کارکردگی ایک سادہ سائیکل گیس ٹربائن کی نسبت بہت زیادہ ہے۔ جہاز کی طاقت کے طور پر، یہ جہاز کی معیشت اور جنگی رداس کو بہت بہتر بناتا ہے۔
انٹرکولنگ یا انٹرکولڈ ہیٹ ریکوری سائیکل کا استعمال کرتے ہوئے ایڈوانس سائیکل ایروڈیریویٹیو گیس ٹربائنز کی آؤٹ پٹ پاور میں بہت اضافہ کیا گیا ہے، اور تمام آپریٹنگ حالات میں تھرمل کارکردگی کو بہتر بنایا گیا ہے۔ مثال کے طور پر، پاور لیول 100MW تک پہنچ سکتا ہے، اور ڈیزائن پوائنٹ پر تھرمل کارکردگی 46% تک زیادہ ہے۔ کم آپریٹنگ حالت کی کارکردگی کو نمایاں طور پر بہتر بنایا گیا ہے، تھرمل کارکردگی 50٪ بوجھ کے تحت 40٪ تک پہنچ سکتی ہے؛ انٹرکولنگ ہائی پریشر کمپریسر کی مخصوص طاقت کو کم کرتی ہے، اور پوری مشین کا ڈیزائن پریشر تناسب 40 سے زیادہ تک پہنچ سکتا ہے۔
ٹیکنالوجی کی ترقی کا ماڈل
ترقی کی تاریخ پر نظر ڈالتے ہوئے، ایرو ڈیریویٹیو گیس ٹربائنز میں تکنیکی ترقی کے ماڈلز ہیں جیسے پیڈیگری ڈیولپمنٹ، سیریل ڈیولپمنٹ، جدید سائیکل ٹیکنالوجی کو اپنانا اور کمبائنڈ سائیکل موڈ کا اطلاق۔
نسباتی ترقی
نسلی ترقی ایک ہی ہوائی جہاز کے انجن کی بنیاد پر مختلف اقسام اور پاور لیول کی گیس ٹربائنز کی ترقی ہے، جو ہوا بازی سے ماخوذ گیس ٹربائنز کی خصوصیات کی مکمل عکاسی کرتی ہے: "بنیاد کے طور پر ایک مشین، متعدد استعمالات کو پورا کرنا، سائیکلوں کی بچت، اخراجات کو کم کرنا، متعدد اقسام کو اخذ کرنا، اور ایک سپیکٹرم بنانا۔"
مثال کے طور پر CF6-80C2 ہوائی جہاز کے انجن کو لے کر، LM6000 گیس ٹربائن براہ راست CF6-80C2 کے بنیادی انجن کا استعمال کرتی ہے اور کم دباؤ والی ٹربائن کی زیادہ سے زیادہ استعداد کو برقرار رکھتی ہے۔ LMS100 CF6-80C2 کی بنیادی انجن ٹیکنالوجی کا وارث ہے، F-کلاس ہیوی ڈیوٹی گیس ٹربائن ٹیکنالوجی اور انٹرکولنگ ٹیکنالوجی کو یکجا کرتا ہے، اور اس کی طاقت 100MW ہے۔ MS9001G/H مکمل طور پر CF6-80C2 ہوائی جہاز کے انجن کی بالغ ٹیکنالوجی کو اپناتا ہے، اور ہیوی ڈیوٹی گیس ٹربائن ٹیکنالوجی کے ساتھ مل کر، ٹربائن سے پہلے کا درجہ حرارت F-کلاس کے 1287 ڈگری سے بڑھا کر 1430 ڈگری، اور بجلی 282 میگاواٹ تک پہنچ گئی. تین قسم کی گیس ٹربائنوں کی کامیاب ترقی نے CF6-80C2 ہوائی جہاز کے انجن کی ہوا بازی پر مبنی ترقی کو "متعدد اقسام کے ساتھ ایک مشین، مختلف اقسام اور طاقتوں کی گیس ٹربائن تیار کرنے" کے قابل بنا دیا ہے۔
سیریز کی ترقی
سیریل ڈیولپمنٹ کا مقصد ایک کامیاب گیس ٹربائن کی بنیاد پر مسلسل اپ گریڈ کرنا، کارکردگی کو بہتر بنانا اور اخراج کو کم کرنا ہے، تاکہ ایرو ڈیریویٹیو گیس ٹربائنز کی سیریل ڈیولپمنٹ حاصل کی جا سکے، جن میں LM2500 سیریز سب سے زیادہ عام ہے، جیسا کہ دکھایا گیا ہے۔ شکل 2 میں۔ LM2500 گیس ٹربائن بنیادی انجن کے بنیادی انجن کا استعمال کرتی ہے۔ TF39/CF6-6، اور پیرنٹ انجن کی کم پریشر والی ٹربائن کو پاور ٹربائن میں تبدیل کرتا ہے۔ LM2500+ گیس ٹربائن LM2500 گیس ٹربائن کے کمپریسر کے سامنے ایک سٹیج کا اضافہ کرتی ہے، تاکہ ہوا کے بڑے پیمانے پر بہاؤ اور آؤٹ پٹ پاور کو بہتر بنایا جا سکے۔ LM2500+G4 کمپریسر بلیڈ پروفائل کو بہتر بنا کر اور LM کی بنیاد پر ٹربائن تھروٹ ایریا کو بڑھا کر گیس ٹربائن ہوا کے بہاؤ کی شرح کو بڑھاتا ہے2500+، تاکہ آؤٹ پٹ کو مسلسل بہتر بنانے کے مقصد کو حاصل کیا جا سکے۔ طاقت LM2500 کی سیریل ڈیولپمنٹ کے ساتھ، 20 سے 35MW کی پاور رینج کے ساتھ، پروڈکٹ کو مسلسل اپ گریڈ اور بہتر کیا جا رہا ہے، اور دنیا بھر میں آلات کی تعداد 1,000 یونٹس سے تجاوز کر گئی ہے، جس سے یہ اب تک کا سب سے زیادہ استعمال ہونے والا ماڈل ہے۔ .
ترقی اور پیداوار کی دشواری کی وجہ سے، کامیاب گیس ٹربائن پر مبنی سیریل ڈیولپمنٹ ایرو ڈیریویٹیو گیس ٹربائنز کے لیے ایک اہم تکنیکی ترقی کا ماڈل ہے، جو مسلسل اپ گریڈ اور بہتری، کارکردگی میں بہتری اور اخراج کو کم کرنا ہے۔ ایرو ڈیریویٹیو گیس ٹربائنز کی سیریل ڈیولپمنٹ پیڈیگری ڈیولپمنٹ کی طرح ہے، جو نہ صرف ڈیولپمنٹ سائیکل کو مختصر کر سکتی ہے، بلکہ بہتر اعتبار اور ترقی کو بھی یقینی بناتی ہے، اور ڈیزائن، ڈیویلپمنٹ، ٹیسٹنگ اور مینوفیکچرنگ کے اخراجات کو نمایاں طور پر کم کرتی ہے۔
کارکردگی
کارکردگی میں بہتری کا مقصد پوری مشین کی کارکردگی کو مسلسل بہتر بنانا ہے، خاص طور پر پوری مشین کی آؤٹ پٹ پاور اور تمام آپریٹنگ حالات میں تھرمل کارکردگی کو۔ اہم طریقے درج ذیل ہیں۔
ایک اعلی درجے کی سائیکلوں کا اطلاق ہے۔ ایڈوانس سائیکلوں کا اطلاق ایروڈیریویٹیو گیس ٹربائنز کی کارکردگی کو مسلسل بہتر بنا سکتا ہے، جیسے کہ ری ہیٹ سائیکل، سٹیم ری انجیکشن سائیکل، کیمیکل ریکوپریشن سائیکل، گیلی ہوا سائیکل، سیریز ویٹ ایئر ایڈوانس ٹربائن سائیکل اور کلینا سائیکل وغیرہ۔ ایڈوانس سائیکل لگانے کے بعد، نہ صرف ایروڈیریویٹیو گیس ٹربائن یونٹ کی کارکردگی کو بہتر بنایا جائے گا، لیکن پورے یونٹ کی طاقت اور تھرمل کارکردگی کو بھی نمایاں طور پر بہتر کیا جائے گا، اور نائٹروجن آکسائیڈ کے اخراج میں نمایاں کمی واقع ہو گی۔
دوسرا اعلی کارکردگی کا جزو ڈیزائن ہے۔ اعلی کارکردگی والے اجزاء کا ڈیزائن اعلی کارکردگی والے کمپریسر ڈیزائن اور اعلی کارکردگی والے ٹربائن ڈیزائن پر مرکوز ہے۔ اعلی کارکردگی کا کمپریسر ڈیزائن تیز رفتار اور اعلی کارکردگی اور کمپریسرز کو درپیش کم رفتار اور ہائی سرج باؤنڈری کی تکنیکی مشکلات پر قابو پاتا رہے گا۔ جیسا کہ شکل 3 میں دکھایا گیا ہے، ٹربائن کا ڈیزائن اعلی کارکردگی، اعلی درجہ حرارت کے خلاف مزاحمت اور طویل زندگی کی سمت میں ترقی کرتا رہے گا۔
