9F燃气轮机本体结构详细介绍.pptx
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1、MS9E&9F燃机本体结构及主要系统介绍燃机本体结构及主要系统介绍一、概述一、概述 GEGE公司的工业型燃气轮机是于公司的工业型燃气轮机是于4040年代后期,在年代后期,在TG180TG180飞机发动机的基飞机发动机的基础上发展起来的。第一台型号称为础上发展起来的。第一台型号称为MS3002MS3002、功率为、功率为4800hp4800hp的工业型燃气的工业型燃气轮机于轮机于19841984年制成,用作机车的牵引动力,此后,功率增至年制成,用作机车的牵引动力,此后,功率增至5000hp5000hp,被,被用于天然气管线的增压。用于天然气管线的增压。19551955年为了满足市场的需要,设计了
2、新的压气年为了满足市场的需要,设计了新的压气机,发展了机,发展了MS5001MS5001和和MS5002MS5002机组,其功率为机组,其功率为2 2万多千瓦。万多千瓦。19701970年左右,在年左右,在MS5001MS5001机组的基础上,发展成功率为机组的基础上,发展成功率为47260kw47260kw、频率、频率60hz60hz的的MS7001AMS7001A型机型机组。在该机组的基础上于组。在该机组的基础上于19751975年发展成功率为年发展成功率为85200kw85200kw、50hz50hz的的MS9001BMS9001B型机组,并于型机组,并于19781978年发展了功率为年
3、发展了功率为75000kw75000kw、60hz60hz的的MS7001EMS7001E型机组,进型机组,进而于而于19791979年发展成功率为年发展成功率为31050kw31050kw、50hz50hz的的MS6001AMS6001A型机组;于型机组;于19801980年发年发展成功率为展成功率为36730kw36730kw、50hz50hz的的MS6001BMS6001B型和功率为型和功率为105600kw105600kw、50hz50hz的的MS9001EMS9001E型机组。型机组。19851985年则由年则由MS7001EMS7001E型机组发展成功率为型机组发展成功率为8008
4、0kw80080kw、60hz60hz的的MS7001EAMS7001EA型机组,并由型机组,并由MS7001EMS7001E演化成为功率达演化成为功率达147210kw147210kw、60hz60hz的的MS7001FMS7001F型机组。此后,在该机组的基础上于型机组。此后,在该机组的基础上于19921992年发展成功率为年发展成功率为211070kw211070kw、50hz50hz的的MS9001FMS9001F型机组和功率为型机组和功率为158090kw158090kw、60hz60hz的的MS7001FAMS7001FA型型机组。并于机组。并于19941994年派生成功率为年派生
5、成功率为222000kw222000kw、50hz50hz的的MS9001FAMS9001FA型机组,于型机组,于19951995年派生出功率为年派生出功率为70140kw70140kw的的MS6001FAMS6001FA型机组。型机组。其发展过程见下图所示。其发展过程见下图所示。二、二、MS9001EMS9001E型机组型机组 以以南南山山电电厂厂9E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9E系系列列9171E型型燃燃气气轮轮机机。由由一一个个额额定定功功率率为为1000KWKW的的启启动动马马达达,一一个个1717级级的的轴轴
6、流流式式压压气气机机、一一个个由由14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、3000rpmrpm转转速速、50HZHZ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120MWMW。发发电电机机的的励励磁磁机机系系统统为为带带有有旋旋转转二二极极管管的的交交流流励励磁磁机机。为无刷励
7、磁。为无刷励磁。该机组的结构特点是:该机组的结构特点是:(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和机组设备的运输费用。间和机组设备的运输费用。(2)在在燃燃气
8、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负载,但不利于排气扩压机闸与余热锅炉的联结。扭负载,但不利于排气扩压机闸与余热锅炉的联结。(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,
9、否否则则会会因因轴轴承承之之间间同同心心度度的的偏偏差差而而影影响响转转子子的的临临界转速。界转速。(4)压气机由进气机闸、气缸、静叶、转子、动叶、气封和排气扩压缸)压气机由进气机闸、气缸、静叶、转子、动叶、气封和排气扩压缸等部件组成,压气机有等部件组成,压气机有1717级,为了防止启动过程中压气机发生喘振,压气级,为了防止启动过程中压气机发生喘振,压气机的进口装有可转导叶,并在第机的进口装有可转导叶,并在第4级和第级和第10级静叶后设置防喘放气口。当级静叶后设置防喘放气口。当机组用于联合循环时,进口可转导叶可以在特定的负荷范围内,确保透平机组用于联合循环时,进口可转导叶可以在特定的负荷范围内
10、,确保透平前的燃气温度恒定不变,有利于改善机组的部分负荷效率。前的燃气温度恒定不变,有利于改善机组的部分负荷效率。(5)燃燃烧烧室室采采用用分分管管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。两两个个电极高
11、压火花塞,电极高压火花塞,#13、#14燃烧室各一个。燃烧室各一个。三、三、MS9001FAMS9001FA型机组型机组 MS9001FA单单 轴轴 重重 型型 燃燃 气气 轮轮 机机,50HZHZ(3000RPMRPM),由由MS7001FA发发展展而而来来,简简单单循循环环的的功功率率为为255.6MWMW,在在ISOISO和和标标准准进进气气、排排气气损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390.8MWMW。采采用用DLN(Dry Dry Low Low NOxNOx)18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
12、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,优优化化了了联联合循环电站布局,减少了流阻损失。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间的拉杆用来保持定子部分的对
13、中。之间的拉杆用来保持定子部分的对中。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,但但也有以下一些区别:也有以下一些区别:(1)在在改改善善整整个个转转子子的的刚刚性性以以后后,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气机机和和燃燃气气透透平平转转子子两两端端,这这样样可可以以使使燃燃气气轮轮机机总总体体结结构构最最简单。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
14、热热锅锅炉炉相相联联,有有利利于于减减少少流流阻阻损损失失,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扭扭参参数数进进行行调调整整,即即加加大大压压气气机机转转子子拉拉杆杆的的预预紧紧力力,并并将将拉拉杆杆数数量量增为增为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
15、和和403+C6不不锈锈钢钢制制造造,前前几几级级叶叶片片还还喷喷涂涂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DLN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燃燃烧烧室室各各一一个个。每每个个火火焰焰筒筒配配有有5个个喷喷嘴嘴,可可燃燃用用天然气,轻油。不能烧重油。天然气,轻油。不能烧重油。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
16、渡段段的的冷冷却却必必须须加加强强。为为此此,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渡段段内内表表面面喷喷涂涂有有耐耐热热涂涂层层,这这样可以使金属的温度梯度减至最小。样可以使金属的温度梯度减至最小。(5)叶叶片片的的改改进
17、进。为为了了提提高高燃燃气气透透平平的的前前温温,目目前前采采用用的的主主要要措措施施有有三三:1 1)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900;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)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
18、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,并并在在型型面面多多处处有有气气膜膜冷冷却。为了强化出气边的冷却结果,在冷却流道内还铸有多排针状的肋条。却。为了强化出气边的冷却结果,在冷却流道内还铸有多排针状的肋条。(6)利用发电机作为启动马达,为此需要配置一套变频设备。)利用发电机作为启动马达,为此需要配置一套变频设备。(7)PG9351(FA)型联合循环燃气轮机电站的布置图如图所示。型联合循环燃气轮机电站的布置图如图所示。四、主要系统介绍四、主要系统介绍 1、雾化空气系统、雾化空气系统(1)MS9001E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
19、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,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,雾雾化化的的难难度度也增加。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
20、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由交流马达驱动,在燃机启、停过程中提供给机组雾化空气。机由交流马达驱动,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/KW/2925RPMRPM 23AB-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 1到到2 2打开,打开,1 1到到3 3关闭关闭 20AB-1:雾化空气调节电磁阀雾化空气调节电磁阀 1 1到到2 2打开,打开,1 1
21、到到3 3关闭关闭 96AD-1:雾化泵压差变送器:雾化泵压差变送器 AAT-1A,2A:雾化空气冷却器出口温度:雾化空气冷却器出口温度 FH4-1:雾化空气滤网:雾化空气滤网 HX1-1:雾化空气冷却器:雾化空气冷却器 VA18-1:雾化泵旁路阀:雾化泵旁路阀 VA22-1:辅助雾化空气隔离阀:辅助雾化空气隔离阀 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(3.79BAR3.79BAR)(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
22、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,显著地提高效率,减少排向大气中乏气的燃烧颗粒排放。显著地提高效率,减少排向大气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时燃油管线吹扫和燃油运行时主燃气环管的吹扫。行时燃油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、雾化空气压
23、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/CA2)驱动雾化空气压缩机)驱动雾化空气压缩机2、雾化空气预冷器雾化空气预冷器HX1-1 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1538kwkw,壳壳侧侧压压力力2068kpakpa,水水侧侧压压力力1034kpakpa,入入口口空空气气温温度度415,出出口口温温度度107;冷却水流量;冷却水流量1325l/ml/m,进口水温,进口水温60,出口水温,出口水温76.9。3、雾化空气进口电动阀雾化空气进口电动阀20AA-1 该电动阀位于压缩机上游,其旁路带有一截
24、流孔板(该电动阀位于压缩机上游,其旁路带有一截流孔板(42mmmm),根据),根据燃料选择由燃料选择由MKVMKV控制全开或全关。烧气时该电动阀关闭,空气由旁路通过,控制全开或全关。烧气时该电动阀关闭,空气由旁路通过,压缩机出口压力为压缩机出口压力为CPDCPD的的1.15倍;燃油时,该电动阀全开,压缩机出口压倍;燃油时,该电动阀全开,压缩机出口压力为力为CPDCPD的的1.46倍。该电动阀设计运行温度为倍。该电动阀设计运行温度为180,外部短时间可承受,外部短时间可承受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
25、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,以以维维持持空空气气温温度度在在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,则关小主路冷却水流量,更多的冷却水走旁路。则关小主路冷却水流量,更多的冷却水走旁路。5、键联
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