M701F4燃气轮机交流.

M701F4燃气轮机交流交流的主要内容：一、燃气轮机基础知识二、燃气轮机结构三、燃机轮机辅助系统四、燃气轮机安装五、联合循环运行六、LTSA检修七、三菱燃机的发展一、燃气轮机基础知识一、燃机概述三菱M701F4燃机主要由带有进口可调导叶（IGV）的17级的高效率轴流式压气机、20只绕压气机轴线环形布置的分管燃烧器的燃烧室，以及4级反动式叶片的透平段组成。燃机透平的动、静叶均配有冷却系统，叶片涂有涂层，以改进耐腐蚀、耐高温和机械磨损的能力。从入口顺着气流方向观察，透平叶片沿顺时针方向旋转。二、燃机的工作原理来自大气的空气通过进气过滤系统、进气室和进气缸后被吸入压气机。在压气机段，空气被压缩为一定压力和温度后送至燃烧室段。燃料和压缩空气在分管燃烧器中燃烧。燃烧器采用低NOx燃烧器型式，以降低燃烧产生的NOx排放量。高温燃气被送到透平，并在透平段转换成机械动能。约2/3的动能用于驱动压气机，约1/3的动能用于驱动发电机和励磁机。透平排出的烟气通过排气扩压段和轴向排气道排出。排出的气体通过HRSG（余热锅炉）做功后，经烟囱和消音器排放到大气。三、M701F4燃机的主要特点冷端驱动发电机，采用该方式不再需要离合器；气缸水平中分，便于现场维护转子；双支撑轴承转子，通过拉杆螺栓把压气机和燃气透平连接在一起；可调进口导叶(IGV)通过控制进气流量来控制排气温度，以利于进行余热应用，并改进起动特征；压气机静叶栅和燕尾型轴向插入式的压气机叶片可在现场和转子一起拆卸；3个压气机抽气口用于透平冷却。其中2个口还用于压气机放气，以避免在起动期间产生喘振；燃烧筒和过渡段可拆卸，且不需要揭缸；透平转子轮盘用端面齿连接并用专用的螺栓（拉杆螺栓）连接在一起；透平叶片采用枞树型叶根。除第4级叶片外的其他叶片均能在不吊出转子的情况下拆卸；在不吊出转子的情况下可卸下静叶持环，并进行检查；在不揭缸的情况下可拆卸第1级静叶片；压气机段静叶环的挠性设计便于控制气缸和转子之间间隙；预混燃烧方式减少NOx的生成；用螺栓固定的压气机转子结构增加了转子动态稳定裕度，而且便于转子的制造和维护；燃机的通流设计采用了全三维流动分析；支持轴承由2块可倾瓦和固定的轴承上半部组成，以消除因轴承巴氏合金局部弹性问题引起的上瓦颤动问题；直接润滑推力轴承，减少所需的油流量和有关的机械磨损；整体式围带用于透平第3和4级动叶片。这将使由二次流引起的非同步振动减少到最低限度；在透平叶栅中采用扇形分割环的方案，使静叶环变形减到最低限度；完善的透平动叶片和静叶栅冷却方案增加可靠性和透平的整体效率。二、燃气轮机结构一、M701F4燃机结构组成M701F4燃机本体主要由进气缸、压气机和燃烧室缸体、透平缸、排气缸、转子及燃烧系统组成。（一）进气缸进气缸为空气进入轴流式压气机提供了一个平稳过渡段。推力轴承和前支持轴承轴承箱安装在进气缸内。在进气缸中安装有可调进气导叶IGV，其功能是在起动和带负荷运行期间调节进入压气机的空气流量，以达到控制燃机排气温度的目的。1、气缸喇叭口进气缸为大气进入轴流压气机形成一个光滑的边界，这种类型的进气口设计是为了达到非常高的气体流动效率，尤其是进气道是一个喇叭口形的漏斗，它的台肩经过仔细倒圆，对空气的阻力小，导管损失很小。2、进口可调导叶（IGV）进气导叶（IGV）在起动时调节空气流量。此外，还防止压气机失速和喘振，实现最佳的循环效率。可调进气导叶（IGV）安装在进气缸中紧靠轴流压气机第1级动叶片的前面。进气导叶机构包括可调进气导叶（IGV），连杆，执行机构，冲程杆和伺服执行机构。伺服机构的轴向运动转换为执行机构操纵环的旋转运动。伺服机构在装置运行期间由燃机的控制系统自动控制。用位置传感器检测进气导叶（IGV）的角度。在起动和带负荷运行期间，进气导叶（IGV）调节入口空气流量，当机组带额定负荷下，IGV全开。在停机期间：导叶完全关闭，并保持该状态，直到燃机重新起动为止。当发出起动信号时，导叶旋转到中间位置（基础负荷），并保持在该位置，直到控制器改变该位置。在运行期间：导叶在打开位置。3、轴承两个可倾瓦式径向支持轴承支承燃机的转子，径向支持轴承位于进气端和排气端。此外，双向推力轴承也位于进气缸前。推力轴承保持转子的轴向位置。3.1径向支撑轴承进气缸中的#2可倾瓦径向支持轴承支承进气端的转子。轴承盖由可拆卸钢质壳体制成，该壳体在水平中分面处用螺栓与下半部分连接。两个巴氏合金瓦或瓦垫支承在经过淬火的球面销上。该机构提供了正确的轴承间隙和转子对中。轴承的两端均有浮动油封，使润滑油保持在轴承中。这种油封通过控制经过轴承的油量来保持所需要的油压。轴承壳体中的止动销与缸中的槽吻合在一起，以防止轴承旋转。3.2推力轴承推力轴承装在推力轴承箱内，该轴承箱与进气缸前部连接。其功能是保持转子的轴向位置。转子推力通过推力盘传送到均载式推力轴承。推力盘与转子轴为一个整体。推力轴承包括推力盘、推力瓦、油喷嘴和负载平衡机构。负载侧推力瓦由铜合金和带有锡基巴氏合金面制成。（二）压气机及燃烧室缸轴流式压气机用于压缩空气。压气机具有产生高的压缩比，同时保持结构紧凑，而且截面积相对较小等优点。在压气机中，空气通过一系列的动叶和静叶沿轴向流动。轴流式压气机的流动通道在流动方向的横断面积减小。由于空气经过每个压缩级，压力和温度逐渐升高，直到达到压气机端的最后一级。空气从压气机出口排到燃烧室缸。燃料和压缩空气在燃烧室段进行预混燃烧。燃烧室包括燃烧筒和过渡段。在2个过渡段的上游端装有点火器。点火器点燃燃料/空气混合物。仅在起动时才使用点火器。一旦燃烧室中的混合气体被引燃，点火器自动退出运行，在加速和运行期间火焰会自动保持。1、气缸压气机气缸是分两半制造的铸钢件，在水平中分面处用螺栓接合，这样易于拆卸、组装、检查和维护。压气机及燃烧室气缸装有压气机静叶栅并分别在第6、11和14级后布置有抽气口。抽出的空气用于冷却和密封以及用作机组启动和停止时的防喘控制措施。燃烧筒和燃料喷嘴固定在燃兼压缸上。该气缸还有第14级后压缩空气的抽气集管，该压缩空气用于冷却热部件。内部管道将冷却空气输送到中间气封体。中间气封体环形腔室周向均分冷却空气去冷却转子燃烧区段。2、压气机静叶栅压气机静叶栅分为上下两半。静叶由不锈钢制成，具有较好的防蚀能力和机械强度。安装在压气机气缸和持环的槽中。每块静叶栅均通过水平中分面处的止动螺钉限制旋转。在转子不拆除的情况下，固定的压气机静叶栅可以取走。3、燃烧室燃烧室主要包括以下部件：预混式燃烧筒过渡段预混式燃料喷嘴旁路机构点火火花塞（点火器）火焰探测器联焰管预混燃料喷嘴预混燃料喷嘴包括值班燃料喷嘴和主燃料喷嘴。值班燃料喷嘴按扩散燃烧使用大约5%燃气的情况下保持火焰稳定。其余的燃料供给主燃料喷嘴。主燃料喷嘴在燃烧室使用与空气预混合的燃料的情况下形成均匀的低温火焰。因此，NOx量可明显减少。值班燃料喷嘴和主燃料喷嘴均可拆卸，且无需揭缸。燃烧旁路阀燃烧旁路阀是三菱M701F4机组与其他厂家燃机不同的专有特点，用于控制燃料/空气比，主要用于：当燃料流量小时，难以保持火焰稳定。当燃料流量大时，NOx值急剧增大。燃料/空气比由通过旁路弯头进入过渡段的空气量控制。旁路阀在部分负荷条件下打开，从而增加通过过渡段的空气流量，减小通过喷嘴的空气流量。电火花塞点火系统在第8和第9个燃烧筒安装有火花塞。空心套筒插入燃兼压缸，并与这2个过渡段的开口对准。将点火栓组件插入并保持在每个套筒内。该组件由安装在弹簧活塞中的火花塞组成。活塞通过气压强制执行，以将火花塞电极保持在备用位置。在启动时，火花塞借助压缩空气推入点火区，直到点火成功为止。点火完成后，火花塞通过弹力和空气压力从燃烧室抽出。然后，火花塞返回到原始备用位置，防止电极燃烧。管壁中的开口防止碳积聚。火花塞由点火变压器提供1200伏交流电源。通过在预定时间连续高压放电进行点火。当预定时间经过后，不管点火是否完成，火花塞将断电。（三）透平缸4级透平部分是通过透平叶片从燃烧室排出的高温气体中获取动能的区域。传输到叶片的能量约1/3用于驱动发电机。发电机将机械能转换成电，然后送到电网。约2/3动力用于驱动轴流式压气机。透平部分与压气机部分共用一根转子。透平缸和支撑组件支承燃烧室，并装有叶栅组件。1、透平气缸燃机气缸通过水平中分面被分为两部分，即：盖（上半缸）和基座（下半缸）。当盖和基座组装后，将成为一个完整的缸。缸体由合金钢铸件制成，其中部分为燃烧室段，并为透平段的叶栅组件提供了外壳。每个叶栅组件水平法兰的键销和上下半缸中的扭矩销防止静叶环旋转。其间的接口为冷却空气管道接口和第2、3和4级轮盘腔室热电偶的安装接口。上半缸设置有可将内窥镜探头插入第2和3级静叶环的接口，这样可在不揭缸的情况进行动、静叶片的检查。拆除法兰或插管，然后用随机专用工具拆除接口处特制螺塞，并使用内窥镜进行检查。2、叶栅组件透平静叶导引燃烧室高温气体高速流入透平叶片，从而使燃机转子旋转。静叶还为冷却空气提供通到级间气封腔室的内部通道。冷却空气被导入由级间气封和转子形成的通道，最后通过相对应的气体流道开口进入通流通道。该冷却空气维持轮盘处于可以接受的环境温度中。燃烧室壳体的空气通过内孔口导入，冷却第1级的静叶。第2、3和4级静叶的冷却空气通过透平缸上的法兰进入。（四）转子燃机转子包括装有叶片的压气机轴和装有叶片的透平轴，它们用螺栓连在一起。该转子支承在两个带压力润滑的双瓦块径向支持轴承上。1、压气机轴未装叶片的压气机转子组件包括压气机主轴和14个轮盘。在用12只拉杆螺栓将轮盘与压气机轴固定在一起。压气机主轴前端的联轴器法兰与蒸汽透平轴法兰相配。靠近主轴前端的推力盘两侧装配有推力轴承，以限制转子的轴向位移。压气机叶片由不锈钢制成，“燕尾”式叶根设计叶片用键在主轴上固定，使得在不影响其它级的情况下拆卸任一级。转子装配有17级叶片。它们用于压缩进入的空气，以提供所需的气流和压力。2、透平主轴透平主轴包括4个轮盘和一个中间轴，它们用专用的拉杆螺栓固定在一起，形成单一的运行组件。轮盘之间的接合采用曲齿联轴器。轮盘的一侧为沙漏形齿，而与其啮合面的齿为桶形。当部件用螺栓固定在一起时，曲齿联轴器啮合。中间轴是空心的圆筒，它有下列功能：作为压气机轴和透平轴之间的扭矩传递轴。冷却空气通过它进入透平轮盘。透平动叶由耐高热合金材料浇铸而成，采用枞树形叶根，轴向插入轮盘，由轮盘中的相对应的叶根齿支承。单个叶片可以分别拆卸。除第4级叶片除外，其余叶片均可在转子不吊出气缸的情况下进行检查。叶片从第1级到第4级尺寸逐渐增大，当气体流过每一级时，压力和温度都降低。由于压力降低，需要增大环形面积容纳气体流量，因此，叶片需逐渐增大。叶片根部和轮缘通过进气和排气侧密封板将热气体隔离。进气侧密封板提供一个环形的空气通风腔室，该系统接受来自转子内部的经过过滤的冷却空气，并将该空气轴向导入叶片根部和轮槽。然后，通过第4级叶片的排气侧密封板中的孔排出。第1、2和3级叶片有一系列的叶片孔，通过这些孔将冷却空气散射到烟气中。（五）排气缸气流通过透平气缸后，进入排气缸。排气缸包括内、外扩压器。热空气流经内外扩压器间通道，横截面不断增大，以使背压尽可能减小。外扩压器防止排气缸过热。内扩压器防止轴承箱暴露到热气体中。轴承箱是排气缸段的一个主体部分。20个热电偶通过环绕排气缸布置的导管插入。热电偶延伸到排气通道，以监测叶片通道的温度和排气温度。叶片通道温度热电偶还用于确定燃机的负荷。三、燃气轮机辅助系统空气和烟气系统润滑油和控制油系统叶片清洗系统天然气系统（一）空气和烟气系统空气和烟气系统的子系统：燃气轮机进气系统燃气轮机排气系统燃机压气机放气系统透平冷却空气系统轴承密封空气系统燃机罩壳通风系统燃烧用的空气从大气中吸取，在到达燃气轮机压气机的入口之前要经过空气过滤系统和进气道。