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燃机汽轮机培训课件远方电力工程技术有限公司内部培训资料一、燃气轮机的分类燃气轮机和火电机组相比具有结构简单、重量轻、污染小、效率高及安装建设周期短等特点，近些年大批量的燃机电厂陆续投产发电。1、燃气轮机的分类：工业型和航机改装型工业型燃气轮机是地面上广泛使用的机组，使用寿命长，可以作为电厂调峰使用。航机改装型燃气轮机广泛用于船舶业航空业，和工业型燃气轮机相比体积较小，重量较轻。此外按燃气轮机的热力特性分为简单循环和联合循环，按燃机转子结构分为单轴和多轴燃气轮机。2、联合循环设备的介绍联合循环发电设备的配套可采用一台燃气轮机和一台余热锅炉及一台汽轮机“一托一”的方式，也可以采用二台燃气轮机和二台余热锅炉及一台汽轮机“二托一”的方式，有的电站也采用多托一的方式。燃气轮机的主要生产厂家目前，我们公司燃机项目主要接触的是B、E、F级燃机。世界主要的厂家是美国GE公司、德国Siemens公司、日本三菱公司及ABB公司。在我国，主要以E/F级燃机为主，大部分集中在江浙、深圳一带。GE公司的PG9171E和PG9351FA为典型代表。Siemens公司以V94.2和V94.3为典型代表。日本三菱公司以M701F为典型代表。我国南京汽轮机电机有限公司和东方汽轮电机有限公司分别和美国GE公司、日本三菱公司合作，在我国境内生产部分类型的燃机。在燃机结构介绍中分别列举不同厂家的设备加以说明。GE9FA联合循环示意图空气过滤装置余热锅炉燃气轮机汽轮机发电机二、燃汽轮机的设备结构燃气轮机是以气体为工质、内燃连续旋转、叶轮式旋转机械。主要有压气机、燃烧室和燃气透平三大主要部件组成，还包括进气过滤系统、附件齿轮箱等辅助设备。基本流程：燃汽轮机整体结构1、压气机压气机由转子和气缸构成，17-18级叶片镶嵌在轮毂型转子上，大容量的燃气轮机压气机转子18级，小容量的燃气轮机压气机转子17级。气缸分为上气缸和下气缸。从空气的流向可以把压气机分为进气缸、压气缸和排气缸，进气缸和进气过滤装置连接（大气端），排气缸和燃烧室相连（透平端），为燃气的燃烧提供充足的空气量。空气过滤装置采用特殊材质制造，对空气进行净化，空气较脏，需要定期对过滤装置清洗。压气机入口导叶调整压气机的进气量1.1压气机转子和透平转子压气机转子透平转子1.2压气机图片压气机转子及气缸1.3压气机入口导叶调节阀1.4压气机气缸及静叶组叶片组安装在气缸内部1.5空气过滤装置示意图2、燃烧室燃烧室是燃气轮机能量转化的部件，燃料的化学能转变为热能进入透平空间膨胀做功，最终热能转变为机械能带动发电机转子旋转。燃烧室和透平承担着1000℃以上的高温。机组容量不同，燃烧器的数量也不同。PG6581B机组容量42MW，10个燃烧室，PG9171E机组容量125MW，14个燃烧室。不同的机组燃烧室的结构也不同。基本包括火焰筒、联焰管过渡段、燃料喷嘴。2.19FA燃烧室火焰筒图片2.2SIEMENSV94.2燃烧器燃烧室内部结构专家在检查燃烧室2.3GE公司E级燃机燃烧室火焰探测器2.4GE机组燃烧室的过渡段2.5GE燃烧室的燃料喷嘴3、透平透平是将压气机和燃烧器产生的高温高压燃气热能转变为机械能的设备。透平由转子和气缸组成。透平转子一般是3-5级，容量越大的机组转子的级数越多。气缸分为上气缸和下气缸，气缸的内部圆周上安装静止叶片，气缸上的静叶片组分别和转子的动叶组构成一级。3.1静叶静叶持环3.2动叶叶轮上的动叶3.3转子压气机转子和透平转子铸成一体三、燃气轮机的系统附件传动系统启动和盘车系统润滑油系统液压油系统控制油系统燃料系统危险气体检测系统雾化空气系统冷却和密封系统闭式循环水系统消防系统通风照明系统压气机清洗系统压气机抽气处理系统油雾分离及重油处理系统注水系统燃油机组抑钒剂系统1、附件传动系统附件传动系统主要有由附件齿轮箱及其驱动的设备组成。起动时，附件齿轮箱将起动设备及变扭器组件输出的扭矩传递给燃气轮机轴。起动完成以后，又可逆向将燃气轮机轴输出扭矩经过相应的齿轮驱动下列各泵：燃油泵：燃料为油的系统中存在此设备，主要向燃烧器提供高压的、连续不断的燃料油；主润滑油泵：为主机提供润滑油；主液压泵：提供液压油；主雾化空气压缩机：为燃料油提供雾化动力，燃料是油和液化天然气LNG的机组存在此设备。2、启动和盘车系统启动系统是区别于火电机组的重要特征之一，为燃气轮机机组启动提供动力。一般都采用起动机启动的方式：电动机启动、压缩空气或者柴油机启动、发电机变频启动。在燃机点火达到自持转速时，启动系统自动脱开。此外，起动装置还可以“冷拖”机组，对机组进行高速盘车。盘车装置是机组在启动前或停机后使转子转动，防止转子的弯曲变形。3、润滑油系统滑系统是任何一台燃气轮机中必备的一个重要的工作系统。它的作用是：在机组的启动、正常运行以及停机过程中，向正在运行中的燃气轮发电机组的各个轴承、传动装置及其附属设备，供应数量充足的、温度和压力合适的干净的润滑油，以确保机组安全可靠地运行，防止发生轴承烧毁，转子轴颈过热弯曲，高速齿轮法兰变形等事故。润滑油系统的主要设备：油箱及油箱加热器等附件主润滑油泵（附件齿轮箱驱动)：机组正常运行过程中使用辅助润滑油泵（交流电机驱动）：启动和停机过程中使用应急油泵(直流电机驱动）：厂用电消失情况下使用冷油器：为系统提供温度适合的润滑油滤油器：过滤油系统中小颗粒杂质，为油系统提供质量合格的润滑油油系统阀门管道及热工等4、液压油系统液压油系统为燃料系统和进口可转导叶系统的控制执行元件提供所需要的高压油。液压油取自于机组的润滑油系统。液压油系统的主要部件有一只主液压泵：主轴驱动，机组正常运行时投运。一只辅助液压泵：电机驱动，机组启动或停机级盘车过程中投运。两个液压油滤油器及其间的一个切换阀：为系统提供合格的液压油两套液压油岐管组合：分别连接在两个液压油泵上。5、控制油系统控制油系统亦称遮断油系统，它是燃气轮机基本的控制和保护系统，它连接于燃气轮机控制盘和燃气轮机部件之间，用来控制供给和切断机组的燃料。来自机组润滑油系统的遮断油起着遮断的作用（燃机非正常停机和危急停机），同时使液压信号传递给燃料截止阀，实行正常的起动和停机。当遮断油管路里的油被切断（泄油）时，液体燃料截止阀或气体燃料速比截止阀通过弹簧的返回力关阀。6、燃料系统燃气轮机即可以使用气体作燃料，也可以使用液体作燃料。不同的机组有不同的要求。我们以GE公司6B机组为例进行讲解。本机组具备使用双燃料的功能。既可以燃用气体燃料，也可以燃用液体燃料，但液体燃料即可使用轻柴油，也可以使用重油。在运行工程中可以根据实际情况的需要进行燃料切换。主要讲解气体燃料：由用户提供的气体燃料进入机组气体燃料系统时，首先经过气体燃料滤清器。其作用是用来滤除气体燃料中夹带的大块的杂质。滤清器可以水平安装，也可垂直安装，但排污口必须向下。滤清器必须定期排污，并取出滤芯进行清洗。气体燃料组合阀是气体燃料系统中最关键的一个部件。组合阀系由两个独立的阀（速比阀和控制阀）组成。气体燃料首先经过速比阀SRV，然后再经过控制阀GCV去燃烧室。燃料系统控制画面流程7、危险气体检测系统为防止气体燃料小室和轮机间出现过量的气体燃料泄漏，设置了危险气体检测系统。该系统分探头和检测仪两部分。其中探头共安装在轮机间和气体燃料小室内。检测仪安装在控制室内。当轮机间或气体燃料小室的危险气体的浓度达到规定的设定值时，检测仪的报警继电器触发MKV控制盘，MKV发出报警信息，提醒操作人员采取措施。8、雾化空气系统雾化空气主要用于燃烧液体燃料时将燃料雾化。在机组燃用液体燃料时，为使燃烧的更完全，需使燃料雾化得更好。为此，通入一股高压旋转的空气，进一步打碎液体燃料的微小颗粒，使其充分雾化。从压气机排气引来的空气，首先进入雾化空气前冷器，将雾化空气压缩机前的空气降温，达到适合雾化空气压缩机的入口所要求的温度。从前冷器出来的空气进入雾化空气压缩机，使空气得以压缩。然后由雾化空气总管至各支管，最终进入燃料喷嘴9、冷却和密封系统燃气轮机组有许多高温部件，这些零件在高温下长期工作，必然会对其寿命有着很大的不利影响。为延长使用寿命，改善工作条件，减少热应力、热变形，使燃气轮机组能长期稳定工作，对机组采取冷却措施是非常必要的。机组的冷却密封便是对主要的高温零部件进行空气冷却，对轴承采取空气密封。冷却：为保证高温部件温度连续的工作，从压气机某级抽气对透平喷嘴和其它高温部件进行冷却。密封：在机组正常运行时，从压气机某级级抽气槽道中抽出的空气，经管道引至机组的1号轴承和2号轴承的油封处，用以封住滑油而不致外漏，空气可通过排油管道随排油进入油箱，最后可从排气管排入大气。10、闭式循环水系统冷却水系统是向透平支撑、润滑油冷油器（双冷油器）及雾化空气冷却器。提供冷却水，使透平支撑、润滑油及雾化空气的温度分别保持在规定范围之内，保证机组正常运行。闭式循环冷却水站有两套水泵装置，一套用于运行，另一套处于备用状态。机组的所有冷却水，包括进入透平支撑、冷油器、雾化空气冷却器以及从旁路流出的冷却水，都从排水总管流出机组，最后进入闭式循环冷却水站。冷却水在冷却水站中被外循环冷却水系统冷却后，再进入机组，于此循环不断完成冷却任务。11、消防系统任务：消防系统是燃气轮机机组的一个重要保护装置。一旦机仓室内发生火灾，该装置立即自动灭火，我们以GE公司PG6851B机组的消防系统加以说明。一旦机仓室内发生火灾，该装置立即释放二氧化碳气体，同时关闭仓室的通风口。在初放系统释放后30s内使仓室内二氧化碳容积浓度达到34%（即为灭火浓度）。为防止暴露在高温金属中的可燃性物质在火灾扑灭后再次复燃，补放系统可保持灭火浓度的时间不少于40min。灭火方式：自动灭火、应急电动灭火、应急手动灭火。灭火装置包括：灭火装置箱体、二氧化碳贮液瓶及瓶头阀、启动装置、启动管道、集流管、安全泄气阀、液流单向阀、压力开关、灭火剂管道、喷嘴、火灾探测器、报警灭火控制器、声光报警器、手动控制盒等。12、通风和照明系统通风（6B）：在轮机间罩顶上装有罩壳通风机88BT-1，机组启动点火后，此风机自动投入，将轮机间的热空气抽到罩壳外使轮机间形成负压，这样外界的新鲜空气通过辅机间和轮机间的通风窗进入轮机间，加速轮机间内空气对流，从而降低轮机间正常运行时的空间温度，并使可燃性气体混合物不易形成。气体燃料小室采用强制通风，外部空气由罩壳门的底部百叶窗吸入，然后由顶部抽风机排出小室，这样可尽量降低小室内可燃气体的浓度。对于负荷齿轮箱装有罩壳的机组，齿轮箱罩壳顶部装有1台通风机，将室内的热空气抽出，达到通风散热的目的。照明：辅机间、负荷齿轮箱间及发电机间均装有交流220V及直流120V照明灯。正常运行或维修时交流照明灯工作，直流照明灯备用。当机组用交流电源发生故障时，直流照明灯自动投入。13、压气机清洗系统压气机清洗系统的作用：清洗系统能有效地去除压气机透平叶片上的各种水溶性物质以及各种油、烟沉积物，从而恢复压气机的压比和流量，提高机组的出力。压气机清洗系统设备构成：压气机水清洗系统包括装于压气机进气口处固定式水洗喷嘴、水洗站及相应的联接管道。水洗站包括以下主要设备：离心式水泵、洗涤泵、电加热器、水箱、洗涤箱电控盘、整体罩壳、公用底盘。透平清洗系统作用：烧重油类劣质燃料时，由于燃料中所含灰份、微量金属等各类杂质较多，粘度较大，会在透平叶片上形成污垢沉积物，产生高温腐蚀，影响机组性能，降低机组寿命，在这种情况下，对透平的清洗就尤为重要。透平清洗装置同压气机清洗装置。机组的清洗可在线清洗也可离线清洗，离线清洗过程中转子保持冷托状态，一般采用离线清洗。14、压气机抽气处理系统压气机抽气处理系统是一个带有独立底盘的空气处理站，用于将抽自燃气轮机压气机排气的高压高温气体做降温、降压、除湿处理后，供进气过滤器反吹系统。工作原理：从燃气轮机压气机抽取压缩气体作为进气过滤器的吹扫主气源，是为了方