F燃气轮机本体结构详细介绍.pptx
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1、MS9E&9F燃机本体结构燃机本体结构(jigu)及主要系统及主要系统介绍介绍第一页,共54页。一、概述一、概述(i sh)(i sh)GE公司的工业型燃气轮机是于40年代后期,在TG180飞机发动机的基础上发展起来的。第一台型号称为MS3002、功率为4800hp的工业型燃气轮机于1984年制成,用作机车的牵引动力,此后(c hu),功率增至5000hp,被用于天然气管线的增压。1955年为了满足市场的需要,设计了新的压气机,发展了MS5001和MS5002机组,其功率为2万多千瓦。1970年左右,在MS5001机组的基础上,发展成功率为47260kw、频率60hz的MS7001A型机组。在
2、该机组的基础上于1975年发展成功率为85200kw、50hz的MS9001B型机组,并于1978年发展了功率为75000kw、60hz的MS7001E型机组,进而于1979年发展成功率为31050kw、50hz的MS6001A型机组;于1980年发展成功率为36730kw、50hz的MS6001B型和功率为105600kw、50hz的MS9001E型机组。1985年则由MS7001E型机组发展成功率为80080kw、60hz的MS7001EA型机组,并由MS7001E演化成为功率达147210kw、60hz的MS7001F型机组。此后(c hu),在该机组的基础上于1992年发展成功率为21
3、1070kw、50hz的MS9001F型机组和功率为158090kw、60hz的MS7001FA型机组。并于1994年派生成功率为222000kw、50hz的MS9001FA型机组,于1995年派生出功率为70140kw的MS6001FA型机组。其发展过程见下图所示。第二页,共54页。第三页,共54页。第四页,共54页。第五页,共54页。二、二、MS9001EMS9001E型机组型机组(jz)(jz)以以南南山山电电厂厂9E9E机机组组为为例例,本本公公司司“以以大大代代小小”项项目目的的燃燃机机是是GEGE公公司司生生产产的的9E9E系系列列9171E9171E型型燃燃气气轮轮机机。由由一一
4、个个额额定定功功率率为为1000KW1000KW的的启启动动马马达达,一一个个1717级级的的轴轴流流式式压压气气机机、一一个个由由1414个个燃燃烧烧室室组组成成的的燃燃烧烧系系统统、一一个个3 3级级透透平平转转子子组组成成。轴轴流流式式压压气气机机转转子子和和透透平平转转子子由由法法兰兰连连接接,并并有有3 3个个支支撑撑轴轴承承。燃燃机机的的发发电电机机是是空空冷冷、三三相相、二二极极、3000rpm3000rpm转转速速、50HZ50HZ频频率率的的交交流流电电、实实心心铸铸铁铁转转子子的的同同步步发发电电机机。发发电电机机在在基基本本负负荷荷下下运运行行的的输输出出功功率率为为12
5、0MW120MW。发发电电机机的的励励磁磁机机系系统为带有旋转二极管的交流励磁机。为无刷励磁。统为带有旋转二极管的交流励磁机。为无刷励磁。该机组的结构特点是:该机组的结构特点是:(1 1)整整体体式式单单轴轴结结构构型型式式,即即压压气气机机、燃燃烧烧室室和和燃燃气气透透平平,包包括括压压气气机机进进气气机机闸闸和和燃燃气气透透平平的的排排气气扩扩压压机机闸闸,彼彼此此连连接接成成为为一一个个整整体体安安装装在在同同一一个个底底座座上上。一一些些辅辅助助设设备备,诸诸如如润润滑滑油油系系统统、冷冷却却水水系系统统、燃燃料料系系统统、启启动动系系统统、传传动动齿齿轮轮箱箱等等也也都都安安装装在在
6、底底座座上上。这这样样可可以以节节省省现现场场的的安安装装时时间间和和机机组组设设备备的运输费用。的运输费用。(2 2)在在燃燃气气透透平平侧侧的的热热端端输输出出功功率率,这这样样有有利利于于减减小小压压气气机机转转子子的的传传扭扭负载负载(fzi)(fzi),但不利于排气扩压机闸与余热锅炉的联结。,但不利于排气扩压机闸与余热锅炉的联结。第六页,共54页。(3)采采用用三三个个轴轴承承的的支支撑撑方方案案,这这是是由由于于转转子子刚刚性性不不够够好好的的缘缘故故。这这种种支支撑撑虽虽能能改改善善转转子子刚刚性性,可可以以使使压压气气机机后后几几级级的的径径向向间间隙隙减减小小,略略能能提提高
7、高压压气气机机的的效效率率,但但是是多多了了一一个个轴轴承承将将使使机机组组的的结结构构复复杂杂化化,特特别别是是对对三三个个轴轴承承的的同同心心度度要要求求很很高高,否否则则会因会因轴轴承之承之间间同心度的偏差而影响同心度的偏差而影响转转子的子的临临界界转转速。速。(4)压压气气机机由由进进气气机机闸闸、气气缸缸、静静叶叶、转转子子、动动叶叶、气气封封和和排排气气扩扩压压缸缸等等部部件件组组成成,压压气气机机有有17级级,为为了了防防止止启启动动过过程程中中压压气气机机发发生生喘喘振振,压压气气机机的的进进口口装装有有可可转转导导叶叶,并并在在第第4级级和和第第10级级静静叶叶后后设设置置防
8、防喘喘放放气气口口。当当机机组组用用于于联联合合循循环环时时,进进口口可可转转导导叶叶可可以以在在特特定定的的负负荷荷范范围围内内,确确保保透透平平前前的的燃燃气气温温度度恒恒定定不不变变,有有利利于改善机于改善机组组的部分的部分负负荷效率。荷效率。(5)燃燃烧烧室室采采用用分分管管(fnun)逆逆流流式式布布置置,共共有有14个个。这这样样能能缩缩短短整整台台机机组组的的轴轴向向长长度度,改改善善转转子子的的刚刚性性,并并使使燃燃烧烧室室能能够够作作全全尺尺寸寸、全全参参数数的的调调整整试试验验。每每个个燃燃烧烧室室分分别别配配置置单单燃燃料料喷喷嘴嘴或或双双燃燃料料喷喷嘴嘴,可可燃燃用用天
9、天然然气气、轻轻油油及及重重油油。4个个紫紫外外线线式式火火焰焰探探测测器器,#4、#5、#10、#11燃燃烧烧室室上上各各一一个个。两两个个电电极极高高压压火火花花塞塞,#13、#14燃燃烧烧室各一个。室各一个。第七页,共54页。第八页,共54页。第九页,共54页。三、三、MS9001FA MS9001FA 型机组型机组(jz)(jz)MS9001FAMS9001FA单单轴轴重重型型燃燃气气轮轮机机,50HZ50HZ(3000RPM3000RPM),由由MS7001FAMS7001FA发发展展而而来来,简简单单循循环环的的功功率率为为MWMW,在在ISOISO和和标标准准进进气气、排排气气损
10、损耗耗及及以以天天然然气气为为燃燃料料的的条条件件下下联联合合循循环环额额定定功功率率为为MWMW。采采用用DLNDLN(Dry Dry Low Low NOxNOx)1818个个燃燃烧烧室室的的燃燃烧烧系系统统,并并采采取取冷冷端端输输出出功功率率,这这一一特特性性显显著著改改善善了了压压气气机机负负载载对对中中控控制制,允允许许热热端端轴轴向向排排气气,优优化了联合循环电站布局,减少了流阻损失。化了联合循环电站布局,减少了流阻损失。用用于于单单轴轴联联合合循循环环,蒸蒸汽汽轮轮机机转转子子与与燃燃气气轮轮机机转转子子通通过过一一刚刚性性联联轴轴器器联联结结,发发电电机机转转子子也也是是通通
11、过过联联轴轴器器与与蒸蒸汽汽轮轮机机转转子子末末端端联联结结。整整个个驱驱动动端端的的轴轴向向对对中中由由位位于于燃燃气气轮轮机机中中的的推推力力轴轴承承(zhuchng)(zhuchng)维维持持。燃燃气气轮轮机机与与蒸蒸汽汽轮轮机机气气缸缸之之间间的的拉杆用来保持定子部分的对中。拉杆用来保持定子部分的对中。第十页,共54页。第十一页,共54页。第十二页,共54页。第十三页,共54页。第十四页,共54页。该该机机组组也也是是整整体体式式单单轴轴结结构构形形式式,与与9E型型燃燃气气轮轮机机基基本本上上相相似似,但但也也有有以以下下一一些些区别:区别:(1)在在改改善善整整个个转转子子的的刚刚
12、性性以以后后,改改为为两两个个轴轴承承的的支支承承方方案案,两两个个轴轴承承分分别别位位于于压压气机和燃气透平转子两端,这样可以使燃气轮机总体结构最简单。气机和燃气透平转子两端,这样可以使燃气轮机总体结构最简单。(2)改改为为在在压压气气机机侧侧冷冷端端输输出出功功率率,这这样样在在联联合合循循环环时时,可可以以使使燃燃气气透透平平的的排排气气扩扩压压器器直直接接与与余余热热锅锅炉炉相相联联,有有利利于于减减少少(jinsho)流流阻阻损损失失,并并改改善善机机组组布布局局关关系系。但但是是,这这必必将将增增大大压压气气机机的的转转扭扭负负载载,因因此此必必须须对对压压气气机机转转子子的的转转
13、扭扭参参数数进进行行调调整整,即加大压气机转子拉杆的预紧力,并将拉杆数量增为即加大压气机转子拉杆的预紧力,并将拉杆数量增为18。(3)压压气气机机级级数数增增为为18级级,防防喘喘放放气气口口改改到到第第9级级和和第第13级级后后,压压比比由由12.3增增至至15.4,空空气气流流量量由由403.7kg/s增增为为623.7kg.s。压压气气机机的的静静叶叶和和动动叶叶均均采采用用C450和和403+C6不锈钢制造,前几级叶片还喷涂不锈钢制造,前几级叶片还喷涂GECC-1号防腐涂层。号防腐涂层。(4)燃燃烧烧室室改改用用干干式式预预混混低低污污染染排排放放型型结结构构式式。配配置置18个个DL
14、N火火焰焰筒筒。4个个紫紫外外线线式式火火焰焰探探测测器器,#15、#16、#17、#18燃燃烧烧室室上上各各一一个个。两两个个电电极极高高压压火火花花塞塞,#2、#3燃燃烧室各一个。每个火焰筒配有烧室各一个。每个火焰筒配有5个喷嘴,可燃用天然气,轻油。不能烧重油。个喷嘴,可燃用天然气,轻油。不能烧重油。第十五页,共54页。随随着着燃燃气气透透平平前前温温的的进进一一步步提提高高,燃燃烧烧室室出出口口燃燃气气过过渡渡段段的的冷冷却却必必须须加加强强。为为此此(wic),在在FA型型机机组组专专门门设设计计了了一一种种有有冲冲击击冷冷却却效效果果的的燃燃气气过过渡渡段段结结果果。该该燃燃气气过过
15、渡渡段段是是双双壳壳体体型型式式的的,内内过过渡渡段段被被一一个个形形状状相相同同的的、钻钻有有许许多多小小孔孔的的外外套套包包围围着着,从从压压气气机机流流来来的的压压缩缩空空气气可可以以通通过过这这些些小小孔孔,形形成成射射流流去去冲冲击击冷冷却却内内过过渡渡段段。并并且且内内过过渡段内表面渡段内表面喷喷涂有耐涂有耐热热涂涂层层,这样这样可以使金属的温度梯度减至最小。可以使金属的温度梯度减至最小。第十六页,共54页。第十七页,共54页。(5)(5)叶叶片片的的改改进进。为为了了提提高高燃燃气气透透平平的的前前温温,目目前前(mqin)(mqin)采采用用的的主主要要措措施施有有三三:1 1
16、)改改善善透透平平叶叶片片的的冷冷却却结结构构,并并适适当当增增大大冷冷却却空空气气流流量量;2 2)采采用用具具有有热热屏屏障障效效应应的的陶陶瓷瓷涂涂层层,以以降降低低高高温温燃燃气气对对叶叶片片的的传传热热效效应应。以以上上两两项项措措施施能能确确保保第第一一级级叶叶片片的的温温度度低低于于900900;3 3)采采用用耐耐高高温温的的合合金金材材料料制制造造叶叶片片。见见图图所所示示PG9351(FA)PG9351(FA)型型机机组组采采用用的的动动叶叶冷冷却却结结构构。以以第第一一级级动动叶叶为为例例,它它除除了了有有对对流流冷冷却却外外,在在头头部部还还有有冲冲击击冷冷却却,并并在
17、在型型面面多多处处有有气气膜膜冷冷却却。为为了了强强化化出出气气边边的的冷冷却却结结果,在冷却流道内还铸有多排针状的肋条。果,在冷却流道内还铸有多排针状的肋条。第十八页,共54页。第十九页,共54页。(6)利利用用发发电电机机作作为为启启动动马马达达,为为此此需需要要(xyo)配配置置一一套套变变频频设设备备。(7)PG9351(FA)型型联联合循合循环环燃气燃气轮轮机机电电站的布置站的布置图图如如图图所示。所示。第二十页,共54页。第二十一页,共54页。第二十二页,共54页。第二十三页,共54页。四、主要四、主要(zhyo)(zhyo)系统介绍系统介绍 1、雾化空气系统、雾化空气系统(1)M
18、S9001E雾雾化化空空气气系系统统的的目目的的是是将将燃燃油油滴滴分分裂裂成成非非常常小小的的微微滴滴。这这些些变变成成微微滴滴的的燃燃油油可可以以快快速速、完完全全地地燃燃烧烧。这这种种方方式式仅仅在在燃燃烧烧室室的的喷喷嘴嘴出出口口处处完完成成(wnchng),为为达达到到此此目目的的,燃燃油油在在喷喷出出燃燃油油喷喷嘴嘴后后与与雾雾化化空空气气喷喷射射器器喷喷出出的的气气流流相相混混合合。不不同同的的燃燃油油被被雾雾化化成成不不同同性性能能的的燃燃油油滴滴。燃燃油油粘粘度度增增加加,雾雾化化的的难度也增加。难度也增加。雾雾化化空空气气是是从从燃燃机机压压气气机机抽抽取取,先先进进入入空
19、空气气预预冷冷器器,然然后后进进入入雾雾化化空空气气压压缩缩机机。主主雾雾化化空空气气压压缩缩机机是是离离心心式式的的,由由辅辅助助齿齿轮轮箱箱驱驱动动。辅辅助助压压缩缩机机由由交交流马达驱动,在燃机启、停过程中提供给机组雾化空气。流马达驱动,在燃机启、停过程中提供给机组雾化空气。系统设备:系统设备:CA1:主雾化泵:主雾化泵CA2:辅助雾化泵:辅助雾化泵88AB-1:辅助雾化泵电机:辅助雾化泵电机15KW/2925RPM23AB-1:88AB电机加热器电机加热器20AA-1:雾化空气旁路三位电磁阀:雾化空气旁路三位电磁阀1到到2打开,打开,1到到3关闭关闭20AB-1:雾化空气调节电磁阀:雾
20、化空气调节电磁阀1到到2打开,打开,1到到3关闭关闭第二十四页,共54页。96AD-1 96AD-1:雾化泵压差变送器:雾化泵压差变送器 AAT-1A AAT-1A,2A2A:雾化空气冷却器出口温度:雾化空气冷却器出口温度 FH4-1 FH4-1:雾化空气滤网:雾化空气滤网 HX1-1 HX1-1:雾化空气冷却器:雾化空气冷却器 VA18-1 VA18-1:雾化泵旁路阀:雾化泵旁路阀 VA22-1 VA22-1:辅助雾化空气隔离:辅助雾化空气隔离(gl)(gl)阀阀 VPR68-1 VPR68-1:辅助雾化空气压力调节阀:辅助雾化空气压力调节阀 设定:设定:552PSIG552PSIG(3.7
21、9BAR3.79BAR)第二十五页,共54页。(2)MS9001FA MS9001FAMS9001FA机机组组烧烧燃燃油油时时使使用用雾雾化化空空气气。雾雾化化空空气气系系统统提提供供带带有有一一定定压压力力的的空空气气,通通过过燃燃油油喷喷嘴嘴中中的的附附加加孔孔板板,直直接接撞撞击击燃燃油油使使之之雾雾化化后后进进入入燃燃烧烧室室。高高速速雾雾化化空空气气将将燃燃油油削削减减成成小小液液滴滴使使之之混混合合良良好好,燃燃烧烧更更完完全全,显显著著地地提提高高效效率率,减减少少排向大气排向大气(dq)(dq)中乏气的燃烧颗粒排放。中乏气的燃烧颗粒排放。除除了了给给燃燃油油提提供供雾雾化化,雾
22、雾化化空空气气系系统统还还提提供供清清吹吹空空气气,用用于于燃燃气气运运行行时时燃燃油油管线吹扫和燃油运行时主燃气环管的吹扫。管线吹扫和燃油运行时主燃气环管的吹扫。主要组件说明:主要组件说明:1 1、雾化空气压缩机、雾化空气压缩机 该系统包括两台满容量马达(该系统包括两台满容量马达(CA1/CA2CA1/CA2)驱动雾化空气压缩机)驱动雾化空气压缩机 2 2、雾化空气预冷器雾化空气预冷器HX1-1HX1-1 该该预预冷冷器器冷冷却却水水管管材材料料采采用用铜铜镍镍合合金金,设设计计热热负负荷荷为为1538kw1538kw,壳壳侧侧压压力力2068kpa2068kpa,水水侧侧压压力力1034k
23、pa1034kpa,入入口口空空气气温温度度415415,出出口口温温度度107107;冷冷却却水水流流量量1325l/m1325l/m,进口水温,进口水温6060,出口水温,出口水温。3 3、雾化空气进口电动阀雾化空气进口电动阀20AA-120AA-1 该该电电动动阀阀位位于于压压缩缩机机上上游游,其其旁旁路路带带有有一一截截流流孔孔板板(42mm42mm),根根据据燃燃料料选选择择由由MKVMKV控控制制全全开开或或全全关关。烧烧气气时时该该电电动动阀阀关关闭闭,空空气气由由旁旁路路通通过过,压压缩缩机机出出口口压压力力为为CPDCPD的的倍倍;燃燃油油时时,该该电电动动阀阀全全开开,压压
24、缩缩机机出出口口压压力力为为CPDCPD的的倍倍。该该电电动动阀阀设设计运行温度为计运行温度为180180,外部短时间可承受,外部短时间可承受第二十六页,共54页。410。当密封垫片和填充箱爆裂时,必须将阀拆下检查。当密封垫片和填充箱爆裂时,必须将阀拆下检查。4、雾化空气温度控制阀、雾化空气温度控制阀VA32-2该该温温控控阀阀是是一一三三通通气气动动阀阀,用用来来控控制制雾雾化化空空气气预预冷冷器器空空气气出出口口温温度度。温温度度控控制制器器VTR2-2是是双双金金属属温温度度探探测测器器,探探测测下下游游空空气气温温度度,调调整整控控制制阀阀,以以维维持持(wich)空空气气温温度度在在
25、107范范围围内内。如如果果预预冷冷器器空空气气出出口口温温度度高高于于定定值值,控控制制阀阀减减少少旁旁路路的的冷冷却却水水流流量量,让让更更多多的的冷冷却却水水通通过过预预冷冷器器;若若低低于于定定值值,则则关关小小主主路路冷冷却却水水流流量量,更更多多的的冷却水走旁路。冷却水走旁路。5、键联锁系统键联锁系统该该系系统统可可避避免免压压缩缩机机在在无无滑滑油油润润滑滑或或入入口口、出出口口阀阀门门关关闭闭的的情情况况下下运运行行。每每一一个个阀阀门门(压压缩缩机机入入口口、出出口口阀阀及及两两个个滑滑油油供供给给阀阀)都都有有一一个个锁锁和和一一个个键键。这这个个键键不不能能被被取取走走,
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