9E燃机系统培训演示稿.

V94.3A燃机系统培训演示稿东亚燃机电厂2008年度燃机专业培训文稿第一章燃气轮机原理1.1.1基本原理：燃气轮机主要由三大主机组成：压气机，燃烧室，透平。压气机：对进气增压；燃烧室：通过对压气机的压缩空气燃烧加热，增加工质的做功能力,增加比容；（等压，增容）；透平：通过膨胀做功，将燃气的热能转变为对燃机大轴转动的机械能。旋转的压气机就向一把风扇，将进气加压并驱动之进入燃烧系统。流体工质第一章燃气轮机原理在燃烧室中被燃烧，加热。透平则可看成是一个风车，为加热的流体（燃气）驱动旋转来带动压气机，并通过旋转轴将多余的功输出（带动发电机）。1.1.2燃气轮机功能及描述：压气机：15级轴流式，带一级进口可转导叶（IGV)和两级固定式排气导叶（EGV1,EGV2);每一组动叶和其后的一组静叶组成压气机的一个级；IGV的作用：在起，停机过程中，低转速时，控制进气角度（降低进气功角，第一章燃气轮机原理功角过大，易引起叶背面进气气流旋转脱离，压气机喘振），防止压气机喘振。用在部分燃机负荷带联合循环中，通过关小IGV角度，减小进气流量，提高燃机排气温度，从而提高整体联合循环的热效率。EGV的作用：用于将旋转的压气机排气气流导向为径向的排气，保持燃烧的稳定。气流流速（动能）的增加主要在动叶中完成，气流压力的增加（增压）主要在静叶中完成。另外，从压气机的第10级后抽气（4路）作为防喘放气支路，从第4级后抽气（2路）一部分作为燃机轴承密封空气；一小部分作为透平第三级护第一章燃气轮机原理环的冷却空气。透平的第16级排气作为透平1级喷嘴（NOZZLE),1级动叶（BUCKET),2级喷嘴，2级动叶，的冷却空气以及透平轮盘与喷嘴隔板之间的气封气源。压气机工作后的最终目的是对常温常压的进气流加压升温。燃烧室（加热系统）：14个分管回流式燃烧室，各燃烧室之间由联焰管相联。燃烧室的作用是为压气机压缩后的高温（350℃左右）高压（11BARG左右）提供一个稳定燃烧的场所,燃烧后，增加工质的焓，提高工质的做功能力。第一章燃气轮机原理压气机的排气中，参与燃烧的空气为小一部分的，约占总压气机量的15％，大部分作为冷却，参混空气。满足透平叶片材质的长期运行的安全热疲劳温度（1200℃左右）。透平：轴流式透平，三各膨胀级。每一组喷嘴（NOZZLE)后其后的一组动叶（BUCKET)组成透平的一个级；在喷嘴中主要完成工质的膨胀过程（热能向动能的转换过程），温度降低，压力降低，流速增加，完成焓降的过程，工质的动能增加，在透平动叶中，主要完成由动能向机械能的转换过程，速度下降，压力，温度有小幅的下降（视透平的反动度）。第二章9E燃机的型号性能参数我厂9E燃机型号：PG9171E型PG：表示PACKAGEGENERATOR(箱装式发电设备）9：表示设备系列号，表示9000系列机组17：表示机组大致的额定出力大小（万马力），即：17万马力，约：12.5万KW.1：表示单轴机组E：表示燃气轮机的型号，即9系列中的E型。燃机轻油基本负荷下主要性能参数(标况下：A.T:15℃，A.P:1013hpa,R.H:60%)额定转速：3000RPM—50Hz;第二章9E燃机的型号性能参数进气流量：1450T/H排气流量：1481T/H燃油流量：31T/H压比：12.3透平前温（T3)：1124℃排气温度（T4)：538℃额定出力：123.4MW热效率：33.55％热耗率：10730KJ/KWH第二章9E燃机的型号性能参数燃用重油后，因重油中的V含量较高，为防止腐蚀叶片，加入抑钒剂（镁基或镍基）后，生成的钒酸镁熔点的问题，应相应调低燃烧温度T3;(1094℃）现燃机额定标况出力118MW(单循环），115MW(联合循环）。第三章9E燃机的运行9E燃机的运行可分为：启动，并网，带负荷，停机及冷机五部分。启动：燃机的启动涉及一些相关启动装置。我厂9E燃机的启动装置主要包括启动电机88CR,盘车电机88TG,液力变扭器，液力变扭器导叶调整电机88TM,辅助齿轮箱，充油式半柔性联轴器等辅机。盘车电机与启动电机之间，通过柔性联轴器相联，启动电机与液力变扭器之间，液力变扭器与辅助齿轮箱之间是通过靠背轮螺栓相连（刚性连轴器），辅助齿轮箱与燃机大轴（压气机）是通过充油式半柔性联轴器相联。启动电机带动燃机启动，当燃机的进气流量达第三章9E燃机的运行点火需求后，燃机点火完成（经一分钟的轻吹过程），燃机点火后继续升速，当燃机转速达自持转速后，启动电机停运，其间，液力变扭器导叶角度也按要求不断调整（通过88TM)实现。脱扣后，燃机转速在透平的带动下不断上升，直至FSNL(FULLSPEEDNOLOAD).并网：为了实现机械能向电能的转化，燃机必须通过所带发电机并网发电来实现；为了实现并网，发电机转速（频率）需与网频一致，机端电压及相位皆与电网一致，通过出口开关52G的合闸操作（手动或自动）完成同期工作。第三章9E燃机的运行带载：基本负荷—燃机透平叶片材料所决定的燃机连续运行所能承受的最高燃烧温度（按燃机温控线运行）及最高燃机负载，预选负荷—预选负荷的可调范围为旋转备用负荷至基本负荷之间；一般，燃机预选负荷常常在低于基本负荷的某一负荷，选取预选负荷后，燃机的出力就将被控制在这一点上运行。尖峰负荷—尖峰负荷为燃机在相对长的一段时间（而非长期连续）里，燃机透平叶片等热部件所能承受的最大出力，尖峰负荷运行会降低机组的使用寿命。对于考虑燃用重油的机组，因受燃烧温度的限制，已取消带尖峰负荷的功能。第三章9E燃机的运行停机—停机分为正常停机和紧急停机两种情况：正常停机—（NORMALSHUTDOWN)，它是油运行人员手动放出停机命令或由于机械或调节问题而不需紧急停机，由保护装置发出自动停机命令（L94AX);对于我厂9E燃机，自动停机将出现在下面几种情况：燃机大轴启动故障（L48CR);液力变扭器故障（L94TC);顶轴油泵故障（L94QB);雾化空气温度高（L94AAZ);发电机温度高高或故障（L94GHT);轻油温度低（L26FDLZ-ALM);某一组振动传感器故障（L39VD2);发电机电器故障（L86NX);负荷通道温度TTIB1高（L94LTH);滑油母管温度热电偶。第三章9E燃机的运行（LTTH1,LTTH2,LTTH3)三个中有两个故障（L94LTTH);等。紧急停机—（EMERGENCYSHUTDOWN),通常，我们称之为跳闸。它是通过运行人员按下紧急停机按钮或在某些较为严重的故障情况下，由保护装置动作来实现机组跳闸。燃机故障跳闸的情况较多，主要从：振动保护，燃烧检测（分散度，排气温度），超温，超速，熄火，滑油压力，滑油温度，进气压降，燃油截止阀前压力等方面来实现。冷机—低速盘车（TURNINGGEAR)和高速盘车（CRANKING).低速盘车是燃机第三章9E燃机的运行在停机后的一种正常冷机方式，燃机的正常冷机可防止燃机大轴的弯曲，搁止及不平衡。燃机在冷机的任何时候皆可以启动及带负荷。根据GE规定，燃机停机后（正常或紧急），未进行正常冷机时间在15分钟（最大）内，燃机可按正常方式启动而不需进行冷机。若未进行正常冷机在15分钟以上，48小时以内，燃机的再次启动需再进行1至2小时的低速冷机后方可。如果燃机停机后，完全未进行冷机，则应保持燃机在静置转态保持48小时以上，方可再次启动燃机而不会度燃机造成损坏，燃机在较长时间的静置下，燃机大第三章9E燃机的运行轴可在重力的作用下，恢复因燃机转子热不平衡而导致的大轴向上翘曲的情况。恢复转子的中心平衡对称，防止启动的失败或启动过程中的振动偏高。第四章9E燃机结构一：燃机基础及支撑4.1.1燃机基础：支撑燃机和进气室的基础为一长约9.15米的钢质框架结构，是由钢柱和钢板制造组成。燃机基础框架由两个纵向宽90厘米法兰式承重梁及三个十字横梁组成，以此作为燃机安装的垂直支撑基础，钢密封平板焊接在框架的底部。在左侧的纵向承重梁和后端的十字支撑横梁之间，焊接了钢密封平板，为燃机的2＃瓦，3＃瓦和发电机轴瓦提供滑油的供油和回油。第四章9E燃机结构在燃机基础的两侧，安装了起重用的掉耳和支撑及十字横梁。在基础的底部两侧，各有四个机械加工过的平垫，方便了现场基础的安装。在基础框架的上部，也提供了两个用于燃机后支撑安装的机械加工过的平垫。4.1.2透平支撑：燃机在三个位置通过垂直支撑安装在基础之上，前支撑位于压气机前气缸的下半垂直法兰上；两个后支撑位于透平排气缸的左右两侧。第四章9E燃机结构前支撑是一桡性钢板，通过螺栓和定位销在基础前十字横梁处与燃机基础相连，通过螺栓和定位销与压气机前气缸的前法兰连接，该支撑容许燃机轴向膨胀。后支撑为刚性的，安装在基础框架左右两侧的机械加工平板上，向上与透平排气框架的左右相连，该腿式支撑容许燃机径向膨胀，但控制了机组的水平中心的轴向和垂直位置,以确保缸体德正确对中，与透平支撑腿配套德扁销使其保持横销位置不变。第四章9E燃机结构在左右支撑腿德内壁和外壁之间是水套，水套内提供德循环冷却水减小了该支撑德热膨胀，且有助于保持燃机与发电机之间德对中。4.1.3凹型销键和导向块：机械加工过德扁销位于排气框架德下半部，扁销安装于焓接在透平基础后十字横梁德导向块内，扁销通过顶靠在其左右两侧德螺栓可靠地位于导向块内，此种扁销和导向块结构防止了透平热膨胀时容许轴向和径向移动所产生地横向和旋转移动。二：进气设备第四章9E燃机结构4.2.1进气系统：燃机进气系统是一个接受，过滤和导引大气进入压气机入口的装置。该系统由滤器间，进气消音器，导气弯管和进气道组成。该设备装置在燃机的尾部，且跨越在燃机控制间或辅机间上方。4.2.2进气滤室进气滤室由滤筒组件和维护通道，人孔门等组成；我厂9E燃机的进去滤为带自脉冲清洗的锥式滤和筒式滤组件（共440组）；该滤芯的自清洗为反向脉冲的压缩空气第四章9E燃机结构来实现，由控制系统实现，分自动反吹清洗和手动反吹清洗两种方式。自动清洗为燃机进气滤压差升至55毫米水柱时进行，气滤压差降至45毫米水柱时停止；手动方式为更据滤芯运行情况或天气情况，随时可手动进行。进气消音器用来消除或减弱由压气机运行时传来的高频噪音。进气弯头和过渡进气道是按声学原理连接在一起，以进一步帮助降躁。（9E燃机筒式进气系统不设防护拦网）。三：轴流式压气机：4.3.1慨述：第四章9E燃机结构轴流式压气机部分由压气机转子和封闭的静子气缸组成，在气缸上安装着压气机的17级静叶，一级进气导向叶片（I.G.V)和两级排气导向叶叶片（E.G.V).在压气机内的空气，由一系列类似的动叶（转子）和静叶（静子）一级一级地压缩，从压气机抽取地压缩空气用于透平喷嘴（NOZZLE)和动叶（BUCKET)的冷却（AE-16,AE-17）,轴瓦的密封和三级护环的冷却（AE-5),启动和停机时的防喘（AE-11),箱体外的马达驱动风机（88TK-1,2)用于透平缸体和排气框架的冷却。第四章9E燃机结构一级可调静叶有助于限制起机过程种的空气流量和减小进气正冲角，防止压气机喘振和提高部分负荷时联合循环总体热效率。4.3.2压气机转子：压气机转子组件的组成：（1）前短轴，在其之上安装着压气机的第一级动叶；（2）15级动叶和轮盘组件（包括2－16级转子）；（3）后短轴，在其之上安装着压气机的第17级动叶。第四章9E燃机结构压气机的每级均是一个带有叶片的独立轮盘，各级轮盘通过沿圆周均匀分布的16根拉杆螺栓轴向连接在一起，各级轮盘通过位于轮盘中心附近凹凸槽径向定位，但轮缘处互不接触，留有气隙，冷却轮盘；扭距的传递是通过螺栓连接法兰的表面摩擦力完成的。各级轮盘和带短轴的轮盘部分的外圆周，都具有拉削的槽隙，动叶插入这些槽内并在槽的末端通过冲铆使动叶轴向固定。在组装压气机转子时，应精选轮盘的位置以减小转子的不平衡量，组装完成后，进行压气机转子的动平衡。第四章9E燃机结构机械加工过的前短轴，提供了推力瓦的前后推力面，1＃轴瓦的轴颈，1＃轴瓦油封的密