9FA燃机介绍
9FA燃机的研发历程
美国GE公司于二十世纪八十年代中期投入了大量资金,进行F型燃气轮机的开发研制,主要是将飞机发动机的先进技术和部件移植到工业和发电用燃气轮机上,从而使其性能大幅度提高。GE公司于1987年制成了首台60Hz的MS7001 F型燃气轮机发电机组,输出功率135.7MW,发电效率32.8%。接着,GE公司与GEC Alsthom公司联合开发,通过MS7001 F型燃气轮机的模化放大,模化系数1.2,制成了50Hz的MS9001 F 型燃气轮机发电机组,输出功率212.2MW,发电效率34.1%。其燃气轮机的所有部件,除轴承和燃烧室以外,都是按1.2的比例进行模化放大。第一台MS9001 F型燃气轮机发电机组于1991年8月在美国南卡罗莱纳州的格林维尔(Greenville)厂制造成功并满意地运行。
接着,GE公司又将其MS7001 FA型燃气轮机模化缩小,模化比2/3,于1995年末研制成70MW等级的MS6001 FA型燃气轮机,通过齿轮箱减速,用于50Hz/60Hz发电。GE公司还与其意大利的伙伴新庇隆公司联合开发了50Hz的9EC型燃气轮机发电机组,该机组结合了9E燃气轮机的设计和9F型燃气轮机的透平段技术,使9E型燃气轮机发电机组的性能有了较大幅度的提高。烧天然气时,9EC型机组的额定功率达169MW,发电效率35%,首台9EC型发电机组于1996年秋天制成。
9F型燃气轮机的结构和性能
1.9FA型燃气轮机的结构
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以上是9FA型燃气轮机的纵剖面图。该机组为典型的单轴结构,与传统的9E型燃气轮机相比较,省去了一个中间轴承,三支承变成了双支承。动力输出由透平排气端(热端)改变为压气机进气端(冷端)。透平改变为轴向排气,有利于与余热锅炉的连接。其控制系统应用GE公司的Speedtronic MKV,有三冗余度,由3台计算机分担燃气轮机的控制职能,三冗余的计算机或传感器之一发生故障时,内部的表决逻辑将透平控制重新定向于两台能工作的计算机和传感器,因而有较高的可靠性。其辅机安装在分开的底盘上,也有一定的冗余度。
9FA型燃气轮机主要部件的结构、性能和材料的情况如下:
压气机:18级轴流式,压比15.4∶1,空气质量流量645kg/s。头两级为跨音速级,带可调进口导叶,用于调节透平的排气温度,提高运行效率。第9级和第13级开有排气口,以配合起动过程。其转子是由单个叶轮用多根IN 738合金钢轴向拉杆连接成的刚性转子,末级叶轮上附有一向心式透平槽道,将压缩空气引
入中心孔,用于透平段的冷却。转子的一阶临界转速高于同步转速20%。
燃烧室:有18个逆流管环形燃烧室,直径350mm,每个燃烧室有6个燃料喷嘴,共108个燃料喷嘴。可烧天然气、蒸馏油和中热值气体燃料。两只高能点火器分装在两个燃烧室上点火,各燃烧室之间用联馅管联馅。可以注蒸汽或注水抑NOx的形成,或应用干式低NOx(DLN)燃烧室。
9FA采用的DLN-2.6燃烧室主要由火焰筒、过滤段、导流衬套、帽罩、喷嘴、端盖、前外壳和后外壳等部件构成。其中,端盖、喷嘴、前外壳和帽罩又形成了一个可以单独拆卸的头部组件。压缩空气由压气机的排气缸流出,首先对过滤段形成冲击冷却,再逆流向前,流过火焰筒与导流衬套之间的环形空间,流向燃烧室头部。其中,有少量空气用于冷却帽罩,其余空气经喷嘴上的旋流器进入头部的预混区,与由燃料喷管喷出的燃料气进行预混合,燃料/空气混合物由预混区经帽罩流入火焰筒,被置于2个上部燃烧室上的高能点火器点燃,火焰附着在喷嘴尖端与帽罩形成的平面上,并被火焰筒包容,燃烧产物经过渡段进入透平第一级喷嘴环。各燃烧室之间用联焰管连接,未安装点火器的燃烧室靠联焰管联焰而着火。每个燃烧室外的头部均布置了6个预混喷嘴,其中5个喷嘴均布于四周,称为外围喷嘴。但在其中央增加了一个喷嘴。这样,当周围的5个燃烧器的燃料/空气比维持高于其贫着火极限时,可以使中央燃烧器的燃料/空气比低于周围的贫着火极限,同样可以保持火焰的稳定。由于增加了中央燃烧器,使总燃料/空气比可以比均匀地供燃料的燃烧器减到更低的数值,从而使总预混空气量增加了6%,因而,降低了燃烧区的火焰温度,减少了热NOx的产生量。
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透平:为3级轴流式,应用压气机的排气冷却。第1、2级动叶应用空气内冷,并采用真空等离子喷涂保护涂层。第3级动叶不冷却,但应用堆积涂层保护。第1级动叶无围带,第2、3级动叶应用整体的乙形围带。3级静叶都应用空气内冷,第1、2级静叶设计成2叶片块结构,应用真空等离子喷涂合金保护涂层。第3级静叶设计成三叶片块结构,应用堆积涂层保护。
三级动叶图片
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轴承:由拉杆组装的整体转子支承在两个可倾瓦支持轴承上,轴向推力由双销轴推力瓦轴承自行平衡。
排气:排气缸应用加长的轴向扩压器,减小了排气速度。降低了排气损失。
材料和涂层:
压气机的1~9级动叶和静叶以及进口导叶的材料为C-450(Custom 450),这是一种抗腐蚀的不锈钢,可以不加保护涂层安装在受化学侵蚀的环境中。其它级的叶片应用加铌的AISI403不锈钢,同样不加保护涂层。气缸用球墨铸铁铸造。叶轮用CrMoV钢和NiCrMoV钢制造。
燃烧室外的火焰筒由Hastelloy X制造,后段应用HS-188材料,内表面加隔热涂层。过渡段材料为Nimonic 263,带冷却。后座为铸造的FSX-414。外壳为SA/516-55钢。
透平的三级动叶都应用GTD-111材料,它是由Rene 80改进了抗热腐蚀性能而形成的,与常用的U-500材料比较,其强度提高了50%,低周疲劳性能改进了20%。动叶为精密铸造,第一级动叶为定向结晶,头两级动叶应用了CoCrAly涂层,外面再复以氧化物表层。第3级动叶采用堆积工艺的高铬涂层,并进行了扩散热处理。气缸由CrMo钢制造。轴和叶轮都是Inconel 706合金。第1级喷嘴是熔模烧铸的FSX-414钴基超级合金。第2、3级静叶为熔模烧铸的GTD-222镍基合金。第1级喷嘴加真空等离子喷涂涂层,第2级静叶加堆积工艺涂层。气缸由SA/516-55钢制造,再加347不锈钢内衬。
燃气轮机、辅机组件和内部连接组件都有完全配套的罩壳,其中装有照明系统、插座、CO2灭火保护系统、出入门、通风系统和隔音层,隔音层和消音设施根据需要使用,可以满足1m处噪声等级85dBA的要求。
9F燃气轮机发电机组还备有一电气设备控制室,该外箱中装有Mark V Speedtronic透平控制盘、发电机控制盘、马达控制中心、带双充电器的机组蓄电池和励磁系统。所有电气设备都是在工厂内组装,并加PEECCTM(快装电气设备控制室)标签。
9F燃气轮机发电机组应用GE公司的324S型发电机,用刚性联轴器连接到燃气轮机的压气机进气端。这是一种氢冷发电机。有一套低速盘车设备连接到发电机的集流环端。
进口空气过滤器一般布置在发电机上面,其滤芯水平安装。该过滤器为“自洁型”,脉冲反吹下来的灰尘依靠重力排出。整个进气系统的额定压降为89mmH2O。此外,还有一套压气机水洗设备,能够离线或在线清洗压气机,以清除积垢,减少堵塞,保持压气机的效率接近新机状态。
9F型燃气轮机连同底盘的净重约299吨,连同罩壳的体积约870m3。
9FA燃机的性能
单循环的性能
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联合循环的性能
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S109FA和S209FA联合循环机组的性能
9FA燃机的启动和运行(S209FA)
联合循环电厂的起动是从燃气轮机开始,燃气轮机是将发电机用作电动机起动的,电网的供电经变频器转变成变频电源,用来驱动发电机。在起动程序开始之前,循环水系统、冷却塔、闭路冷却水系统和压缩空气系统等辅机系统先投入运行。
当燃气轮机达到10%额定转速时,供入燃料气并开始点火,使燃气轮机加速直到自持转速。这时,关断供向发电机的变频电源,燃气轮机继续加速。
燃气轮机起动后不久,透平的排气便开始加热余热锅炉。余热锅炉没有燃气轮机的排气旁通烟囱,也不供应辅助蒸汽,所以,整个系统必须同时起动。最初,余热锅炉产生的蒸汽通过排汽管和疏水管泄放。当主蒸汽压力达到某一数值时,汽轮机的密封可以起作用,凝汽器的抽气机起动,在凝汽器中建立真空。一旦凝汽器中建立了真空,从余热锅炉向凝汽器的排汽阀便可打开,汽轮机可以开始暖机。根据余热锅炉和汽轮机允许的暖机速率,燃气轮机可以同步和带到选择的负荷。汽轮机的工况跟随余热锅炉的输出而变,节流以维持一不变的蒸汽压力,带到80%负荷以后,再滑压力升至100%负荷。
每一台发电机配一台升压变压器,所发电力通过升压变压器,连接到附近的一变电所,并入电网。
正常运行时,电力负荷通过调节燃气轮机的燃烧速率来调整,汽轮机跟随燃气轮机变负荷。当汽轮机跳闸时,余热锅炉产生的蒸汽通过一系列减温减压站排向凝汽器,允许燃气轮机继续运行。如果事故的情况允许汽轮机再起动,一台燃气轮机将回调负荷,并完成汽轮机的再起动。如果汽轮机不能再起动,燃气轮机可以继续按需要发电,余热锅炉所产生蒸汽的能量通过凝汽器排向循环水系统。
2 高压抗燃油EH系统 2.1 供油系统 EH供油系统由供油装置、抗燃油再生装置及油管路系统组成。 2.1.1 供油装置(见图1) 供油装置的主要功能是提供控制部分所需要的液压油及压力,同时保持液压油的正常理化特性和运行特性。它由油箱、油泵、控制块、滤油器、磁性过滤器、溢流阀、蓄能器、冷油器。EH端子箱和一些对油压、油温、油位的报警、指示和控制的标准设备以及一套自循环滤油系统和自循环冷却系统所组成。 供油装置的电源要求: 两台主油泵为30KW 380VAG 50HZ三相 一台滤油泵为1KW 380VAG 50Hz、三相 一台冷却油泵为2KW 380VAG 50HZ、三相 一级电加热器为5KW 220VAG 50Hz、单相 2.1.1.1 工作原理 由交流马达驱动高压柱塞泵,通过油泵吸入滤网将油箱中的抗燃油吸入,从油泵出口的油经过压力滤油器通过单向阀流入和高压蓄能器联接的高压油母管将高压抗燃油送到各执行机构和危急遮断系统。 泵输出压力可在0 —21MPa之间任意设置。本系统允许正常工作压力设置在11.0?15.0MPa,本系统额定工作压力为14.5MPa。 油泵启动后,油泵以全流量约85 L/min向系统供油,同时也给蓄能器充油,当油压到达 系统的整定压力14.5MPa时,高压油推动恒压泵上的控制阀,控制阀操作泵的变量机构,使泵的输出流量减少,当泵的输出流量和系统用油流量相等时,泵的变量机构维持在某一位置,当系统需要增加或减少用油量时,泵会自动改变输出流量,维护系统油压在14.5MPa。当系统 瞬间用油量很大时,蓄能器将参与供油。 溢流阀在高压油母管压力达到17± 0.2MPa时动作,起到过压保护作用。 各执行机构的回油通过压力回油管先经过3微米回油滤油器,然后通过冷油器回至油箱。 高压母管上压力开关63/MP以及63/HP、63/LP能为自动启动备用油泵和对油压偏离正 常值时进行报警提供信号。冷油器回水口管道装有电磁水阀,油箱内也装有油温测点的位置孔及提供油作报警和遮断油泵的油压信号,油位指示器按放在油箱的侧面。 2.1.1.2 供油装置的主要部件: 2.1.1.2.1 油箱 设计成能容纳900升液压油的油箱(该油箱的容量设计满足1台大机和2台50 %给水泵 小机的正常控制用油)。考虑抗燃油内少量水份对碳钢有腐蚀作用,设计中油管路全部采用不 锈钢材料,其他部件尽可能采用不锈钢材料。 油箱板上有液位开关(油位报警和遮断信号)、磁性滤油器、空气滤清器、控制块组件 等液压元件。另外,油箱的底部安装有一个加热器,在油温低于20 C时应给加热器通电,提 高EH油温。 2.1.1.2.2 油泵 考虑系统工作的稳定性和特殊性,本系统采用进口高压变量柱塞泵,并采用双泵并联工作系统,当一台泵工作,则另一台泵备用,以提高供油系统的可靠性,二台泵布置在油箱的下方,以保证正的吸入压头。 2.1.1.2.3 控制块(参见图2) 控制块安装在油箱顶部,它加工成能安装下列部件: a.四个10微米的滤芯,每个滤芯均分开安装
9FA燃机介绍 美国GE公司于二十世纪八十年代中期投入了大量资金,进行F型燃气轮机的开发研制,主要是将飞机发动机的先进技术和部件移植到工业和发电用燃气轮机上,从而使其性能大幅度提高。GE公司于1987年制成了首台60Hz的MS7001 F型燃气轮机发电机组,输出功率,发电效率%。接着,GE公司与GEC Alsthom公司联合开发,通过MS7001 F型燃气轮机的模化放大,模化系数,制成了50Hz的MS9001 F型燃气轮机发电机组,输出功率,发电效率%。其燃气轮机的所有部件,除轴承和燃烧室以外,都是按的比例进行模化放大。第一台MS9001 F型燃气轮机发电机组于1991年8月在美国南卡罗莱纳州的格林维尔(Greenville)厂制造成功并满意地运行。 整体结构.JPG 接着,GE公司又将其MS7001 FA型燃气轮机模化缩小,模化比2/3,于1995年末研制成70MW等级的MS6001 FA型燃气轮机,通过齿轮箱减速,用于50Hz/60Hz发电。GE公司还与其意大利的伙伴新庇隆公司联合开发了50Hz的9EC型燃气轮机发电机组,该机组结合了9E燃气轮机的设计和9F型燃气轮机的透平段技术,使9E型燃气轮机发电机组的性能有了较大幅度的提高。烧天然气时,9EC型机组的额定功率达169MW,发电效率35%,首台9EC 型发电机组于1996年秋天制成。 9F型燃气轮机的结构和性能 1.9FA型燃气轮机的结构
燃气轮机立 剖.jpg 以上是9FA型燃气轮机的纵剖面图。该机组为典型的单轴结构,与传统的9E型燃气轮机相比较,省去了一个中间轴承,三支承变成了双支承。动力输出由透平排气端(热端)改变为压气机进气端(冷端)。透平改变为轴向排气,有利于与余热锅炉的连接。其控制系统应用GE公司的Speedtronic MKV,有三冗余度,由3台计算机分担燃气轮机的控制职能,三冗余的计算机或传感器之一发生故障时,内部的表决逻辑将透平控制重新定向于两台能工作的计算机和传感器,因而有较高的可靠性。其辅机安装在分开的底盘上,也有一定的冗余度。 9FA型燃气轮机主要部件的结构、性能和材料的情况如下: 压气机:18级轴流式,压比∶1,空气质量流量645kg/s。头两级为跨音速级,带可调进口导叶,用于调节透平的排气温度,提高运行效率。第9级和第13级开有排气口,以配合起动过程。其转子是由单个叶轮用多根IN 738合金钢轴向拉杆连接成的刚性转子,末级叶轮上附有一向心式透平槽道,将压缩空气引入中心孔,用于透平段的冷却。转子的一阶临界转速高于同步转速20%。燃烧室:有18个逆流管环形燃烧室,直径350mm,每个燃烧室有6个燃料喷嘴,共108个燃料喷嘴。可烧天然气、蒸馏油和中热值气体燃料。两只高能点火器分装在两个燃烧室上点火,各燃烧室之间用联馅管联馅。可以注蒸汽或注水抑NOx 的形成,或应用干式低NOx(DLN)燃烧室。 9FA采用的燃烧室主要由火焰筒、过滤段、导流衬套、帽罩、喷嘴、端盖、前外壳和后外壳等部件构成。其中,端盖、喷嘴、前外壳和帽罩又形成了一个可以单独拆卸的头部组件。压缩空气由压气机的排气缸流出,首先对过滤段形成冲击冷却,再逆流向前,流过火焰筒与导流衬套之间的环形空间,流向燃烧室头部。其中,有少量空气用于冷却帽罩,其余空气经喷嘴上的旋流器进入头部的预混区,与由燃料喷管喷出的燃料气进行预混合,燃料/空气混合物由预混区经帽罩流入火焰筒,被置于2个上部燃烧室上的高能点火器点燃,火焰附着在喷嘴尖端与帽罩形成的平面上,并被
燃机燃烧系统简介 一概述 压气机出口的高压空气流入过渡段的周围,然后进入包围14个火焰筒的环形空间,空气通过小孔、火焰筒上的冷却空气槽和其他控制燃烧过程的小孔进入燃烧室供给每个燃烧室的燃料通过喷嘴与燃烧室内一定量的燃烧空气混合,在燃烧室燃烧产生的燃气用于驱动透平。 二基本组成 14个火焰筒过渡段导流衬套联焰管燃料喷嘴 2个可回缩式火花塞 4个紫外线火焰探测器 结构型式为分管回流 三火焰筒 压气机排气在导流衬套导流下,沿火焰筒外部从前端流入,部分空气通过火焰筒罩壳孔和旋流板从前部流入且进入火焰筒的反应区。 反应区的高温燃气通过热掺混区,然后进入掺混区与其他的空气混合。掺混区的计量孔允许适量空气进入,将燃气冷却到所希望的温度。沿火焰筒长度方向分布的环形槽,其作用是为冷却火焰筒壁提供空气膜,而火焰筒的罩壳是由其上的鱼鳞片冷却的。 1 火焰筒空气的划分: 燃烧空气(一次空气)掺混空气(二次空气)冷却空气 2 火焰筒的工作特点: 高温高速高燃烧强度高过量空气系数(4-5左右) 四过渡段: 过渡段将火焰筒的高温燃气直接导入透平喷嘴 过渡段侧面密封过渡段浮动密封 五燃料喷嘴(双燃料): 每一火焰筒内都配置有燃油喷嘴,燃油喷嘴将等量的燃料喷入火焰筒; 液体燃料通过高压空气雾化后进入燃烧区; 气体燃料通过位于旋流器内边的计量孔直接进入每一火焰筒。 天然气和液体燃料在双燃料设计的燃机中可以同时燃烧,每种燃料的百分比由运行人员和控制系统决定。 1 双燃料喷嘴组成(从外到内): 旋流器雾化空气锥雾化空气环过渡件外壳 2 气体燃料的燃烧: 气体燃料燃烧空气雾化空气(少量) 3 燃料喷嘴检查与试验: 燃料喷嘴过渡件壁厚检查燃料喷嘴雾化空气锥壁厚检查 燃料喷嘴试验流量检查 流量分布均匀度检查雾化角度检查泄露检查 六火花塞 燃机点火是通过两个15000V可伸缩电极的火花塞放电来实现的。 点火时,一个或两个火花塞的火花使燃烧室点燃,余下的火焰筒通过联焰管点燃。随着燃机转子转速和空气流量增加,火焰筒内的压力也随之提高,导致火花塞回缩离开反应区。 数量:2个 分布:#13和#14火焰筒
燃气发电机组系统基本知识 第一章煤层气 第二章燃气发动机的基础知识 第三章燃气发动机预处理的基础知识 第四章预处理系统启动前的检查 第五章预处理设备的启停 第六章预处理设备运行中的控制 第七章燃气发电系统设备的启停及参数 第八章G3520C燃机保养项目的步骤及标准 燃机润滑油使用管理制度 为加强燃机润滑油的使用管理,规范燃机补油、换油和油品化验操作程序,确保燃机的长周期运行,特制定本制度。 1.润滑油的入库和存放管理 1.1 润滑油入厂后,燃机车间应组织专人按10%的比例对油品的油质进行抽样化验,油质评估合格后,本批次润滑油应存放在指定地点。 1.2 燃机车间要建立新油品档案,内容包括:润滑油型号、批号、生产日期、入厂数量、采样时间、采样人、化验报告。 1.3不同型号或者不同批次的润滑油要有明显标记,并分开存放。2.燃机运行班组的补油管理
2.1 正常情况下,燃机运行班组通过高位油箱补油系统进行补油。 2.2 日常运行中,燃机运行人员负责燃机油位的巡回检查并做好记录。任何情况下严禁油位低于油尺“ADD”标线运行,否则必须立即补油至油尺“ADD“和”FULL“标线之间1/2—2/3位置。 2.2 运行班组补油时,必须由专人补油制度,补油现场不得离人。补油前首先确认燃机放油门处于全关状态,依次全开燃机补油一次门和二次门进行补油,补油开始后查看放油管道无润滑油流出,确认放油门关闭严密。 2.3 补油结束后,补油人员必须详细记录补油情况。 2.4 每次机组停运时,运行人员必须检查油位情况,油位低于油尺“ADD”标线,立即进行补油并做好记录。 3.燃机润滑油更换的管理 3.1 燃机更换润滑油,办理热力机械工作票。 3.2 工作开工前,工作负责人和许可人双方必须共同确认工作票中所列安全措施已全部执行完毕,方可开工。 3.4需要更换润滑油的机组,停运后应立即由燃机运行人员对停运机组进行彻底放油,放油前必须确认燃机补油一次门处于全关状态,打开燃机放油一次门和放油二次门开始放油。 3.5清油底壳,首先打开油底壳侧盖,使用新油对燃机油道进行彻底冲洗,油道冲洗结束后使用抽油泵将油底壳内残余的润滑油抽出,再用毛巾彻底进行油底壳擦拭和清理。 3.6 油底壳清理结束,工作负责人应立即汇报燃机技术员和生技专工
以下的资料来自燃机论坛的燃机人的帖子,在此对他表示感谢 9E燃机的启动 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(FULL SPEED NO LOAD). 9E燃机停机及冷机 •正常停机—(NORMAL SHUTDOWN),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(LTTH1,LTTH2,LTTH3)三个中有两个故障(L94LTTH);等。 •紧急停机—(EMERGENCY SHUTDOWN).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(TURNING GEAR)和高速盘车(CRANKING).低速盘车是燃机 •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。 9E燃机并网及加载 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*作(手动或自动)完成同期工作。 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—
目录 1.概述 (1) 2.高压抗燃油EH系统 (2) 2.1供油系统 (2) 2.1.1供油装置 (2) 2.1.2抗燃油与再生装置 (5) 2.1.3自循环滤油系统 (5) 2.1.4自循环冷却系统 (6) 2.1.5油管路系统 (6) 2.2执行机构 (6) 2.2.1控制型(亦称伺服型)执行机构 (7) 2.2.2开关型执行机构 (9) 2.2.3阀门限位开关盒 (9) 2.3危急遮断系统 (9) 2.3.1四只电磁阀20/AST (10) 2.3.2 二只电磁阀20/OPC (10) 2.3.3危急遮断控制块 (10) 2.3.4二个单向阀 (10) 2.3.5 隔膜阀 (11) 2.3.6空气引导阀 (11) 3.附图12
1.概述 EH系统包括供油系统,执行机构和危急遮断系统,供油系统的功能是提供高压抗燃油,并由它来驱动伺服执行机构,执行机构响应从DEH送来的电指令信号,以调节汽轮机各蒸汽阀开度。危急遮断系统是由汽轮机的遮断参数所控制,当这些参数超过其运行限制值时,该系统就关闭全部汽轮机蒸汽进汽阀门,或只关闭调节汽阀。 2.高压抗燃油EH系统 2.1供油系统 EH供油系统由供油装置、抗燃油再生装置及油管路系统组成。 2.1.1供油装置(见图1) 供油装置的主要功能是提供控制部分所需要的液压油及压力,同时保持液压油的正常理化特性和运行特性。它由油箱、油泵、控制块、滤油器、磁性过滤器、溢流阀、蓄能器、冷油器、EH端子箱和一些对油压、油温、油位的报警、指示和控制的标准设备以及一套自循环滤油系统和自循环冷却系统所组成。 供油装置的电源要求: 两台主油泵为30KW、380VAC、50HZ、三相 一台滤油泵为1KW、380VAC、50HZ、三相 一台冷却油泵为2KW、380VAC、50HZ、三相 一组电加热器为5KW、220VAC、50HZ、单相 2.1.1.1工作原理 由交流马达驱动高压柱塞泵,通过油泵吸入滤网将油箱中的抗燃油吸入,从油泵出口的油经过压力滤油器通过单向阀流入和高压蓄能器联接的高压油母管将高压抗燃油送到各执行机构和危急遮断系统。 泵输出压力可在0~21MPa之间任意设置。本系统允许正常工作压力设置在11.0~15.0MPa,本系统额定工作压力为14.5MPa。 油泵启动后,油泵以全流量约85 l/min向系统供油,同时也给蓄能器充油,当油压到达系统的整定压力14.5MPa时,高压油推动恒压泵上的控制阀,控制阀操作泵的变量机构,使泵的输出流量减少,当泵的输出流量和系统用油流量相等时,泵的变量机构维持在某一位置,
联合循环燃气轮机发电 厂简介 集团企业公司编码:(LL3698-KKI1269-TM2483-LUI12689-ITT289-
联合循环燃气轮机发电厂简介联合循环发电:燃气轮机及发电机与余热锅炉、蒸汽轮机共同组成的循环系统,它将燃气轮机排出的功后高温乏烟气通过余热锅炉回收转换为蒸汽,再将蒸汽注入蒸汽轮机发电。形式有燃气轮机、蒸汽轮机同轴推动一台发电机的单轴联合循环,也有燃气轮机、蒸汽轮机各自推动各自发电机的多轴联合循环。胜利油田埕岛电厂采用的是美国GE公司的 MS9001E燃气轮机,其热效率为33.79%,余热锅炉为杭州锅炉厂的立式强制循环余热锅炉。 1.燃气轮机 1.1简介 燃气轮机是一种以空气及燃气为工质的旋转式热力发动机,它的结构与飞机喷气式发动机一致,也类似蒸汽轮机。主要结构有三部分:1、燃气轮机(透平或动力涡轮);2、压气机(空气压缩机);3、燃烧室。其工作原理为:叶轮式压缩机从外部吸收空气,压缩后送入燃烧室,同时燃料(气体或液体燃料)也喷入燃烧室与高温压缩空气混合,在定压下进行燃烧。生成的高温高压烟气进入燃气轮机膨胀作工,推动动力叶片高速旋转,乏气排入大气中或再加利用。 燃气轮机具有效率高、功率大、体积小、投资省、运行成本低和寿命周期较长等优点。主要用于发电、交通和工业动力。燃气轮机分为轻型燃气轮机和重型燃气轮机,轻型燃气轮机为航空发动机的转型,其优势在于装机快、体积小、启动快、简单循环效率高,主要用于电力调峰、船
舶动力。重型燃气轮机为工业型燃机,其优势为运行可靠、排烟温度高、联合循环组合效率高,主要用于联合循环发电、热电联产。 埕岛电厂采用的MS9001E燃气轮发电机组是50Hz,3000转/分,直接传动的发电机。该型燃气轮发电机组最早于1987年投入商业运行,基本负荷燃用天然气时的功率为123.4MW,热效率为33.79%,排气温度539℃,排气量1476×103公斤/小时,压比为12.3,燃气初温为1124℃,机组为全自动化及遥控,从启动到满载正常时间为约20分钟,机组使用MARKⅤ控制和保护系统. MS9001E型机组为户外快装机组,因此不需要专用的厂房建筑,而是用多块吸声板构成的长方形箱体,机组即放置在其内,箱体既起隔声作用,又能代替厂房使机组在各种气候条件下都能正常工作,每台机组连同发电机及控制室等均分别放置在长方体状的箱体内,在其周围还有空气进气系统,燃料供应单元和机组的冲洗装置等附属设备,组成整套燃气轮机动力装置。1.2辅机部分 主要有主润滑油泵,辅助润滑油泵,事故油泵.,油雾抽取装置 燃气轮机在正常运行时,透平功率的三分之二用来拖动压气机,其余三分之一功率为输出功率。显然,在燃机起动过程中,必须由外部动力来
燃气轮机相关系统简述 1 燃气轮机燃烧系统 燃烧系统主要由燃气轮机和余热锅炉的烟气系统构成。 空气由燃气轮机的进气装置(内部设有过滤器和消声器)引入压气机压缩后,进入环绕在燃机主轴上的分管式燃烧室。 厂外天然气经过厂区调压站分离、过滤和调压后,满足燃机进口要求的天然气再经过燃机天然气前置模块的加热、压力控制阀和流量控制阀的调整后通过燃料喷嘴喷入燃烧室后与进入燃烧室的压缩空气进行混合燃烧,燃烧后的高温烟气进入燃气轮机膨胀作功,带动燃气轮机转子转动,拖动发电机发电。作功后的烟气温度依然很高,高温烟气通过烟进入余热锅炉。在炉内,高温烟气加热锅炉给水产出过热蒸汽去汽机作功,烟气中的热量被充分吸收和利用,最后经余热锅炉的主烟囱排入大气。 2燃气轮机燃料前置处理系统 燃机在主厂房外设有燃料前置处理模块,包括二级精过滤装置、性能加热器和终端过滤器,另外还有在启动时运行的电加热装置,性能加热器的加热源为来自余热锅炉中压省煤器出口的热水,在正常运行工况下将天然气加热到185℃以提高联合循环的效率。启动电加热装置可将天然气加热28℃,使天然气的烃露点过热度和水露点过热度达到燃机启动时的要求。 3燃气轮机的水洗系统 为了保持燃气轮机的出力和效率,清除叶片及通流部分的污垢,三套燃气轮机配有一套公用的水洗系统。燃气轮机的水洗系统包括洗涤剂箱、清洁水箱和清洗泵。水洗疏水直接通过管系统收集排至水洗疏水箱。水洗疏水箱的容量为13300 升,布置在余热锅炉过渡烟道下方。疏水箱内的水洗废水通过水洗废水排水泵打至化水专业的中和池。 4燃气轮机箱体的通风系统 为了适应燃气轮机的快装和抑制噪声的需要,燃气轮机以箱装体的形式供货。透平间和排气扩散段下端靠近运转层处,开有进风消声百页窗,在主厂房屋顶处装有排风机和消声器,以排出透平间和排气扩散段(包括燃机2#轴承)的热量,而负荷联轴器间的热量排放则采取在负荷联轴器间顶部装有送风机,送入主厂房内的空气,热空气由风接至主厂房外。 5 燃气轮机CO2 灭火保护系统
湖南涟钢发电厂燃机系统简介 1概述 本工程建设规模为建设一套~50MW燃烧高炉煤气的分轴式燃气-蒸汽联合循环发电装置。燃气轮机发电机组采用日本三菱提供的带煤气压缩机的M251S型、工业重型、室外式机组,额定功率28.5MW;余热锅炉为双压带自除氧卧式自然循环半露天布置(次高压参数:76t/h,6.1MPa,485℃),配套补汽凝汽式汽轮发电机组,额定功率22MW。 1.1燃气轮机发电机组型号、参数和主要技术规格 (1). 燃气轮机机组 ·型号:M251S型 ·型式:重型、轴向排气、室外布置 ·套数:1套 ·制造厂商:日本三菱重工高砂制作所制造 ·燃料:主燃料:BFG 值班燃料:COG 热值控制燃料:COG ·输出功率(发电机终端):28500kW ·额定状态:大气干球温度:15o C 大气相对湿度:70 % 大气压力:1013hPa abs ·BFG供给压力(主供给管):+800mmAq(g) ·BFG供给温度(主供给管):25o C(水干饱和) ·BFG低热值:3393kJ/Nm3-dry ·COG低热值:17189kJ/Nm3-dry ·进口总压力损失:≯150mmAq ·出口总压力损失:≯350mmAq ·燃气透平负荷:100%(基准燃烧) ·发电机终端功率因素:0.85 ·冷却水温度:≤40 o C ·排出口流量:547000 kg/h ·排出口温度:571 o C 排气组份:O2 CO2 H2O N2 Ar 10.7% 19.7% 1.6% 67.1% 0.9% (2)空气压缩机 ·型式:轴流式 ·级数: 19级 ·导叶类型:进口导叶角度可调 ·转速:5015 r/min ·压缩比(ISO条件):11 ·吸入流量(15o C):102.5 kg/s ·出口压力(15o C):11ata(1.115 MPa) ·转子材质:锻钢 ·动叶、静叶、进口导叶材质:铬合金钢 ·汽缸:水平中分式,碳钢 (3)燃烧室 ·燃烧器类型:管式 ·燃烧器数量: 8个环向布置 ·每个燃烧器燃料喷咀数: 1个 ·值班燃料:COG
第一节燃气轮机的主控系统 主控系统是指燃气轮机的连续调节系统,单轴燃气轮机控制系统设置了几种自动改变燃气轮机燃料消耗率的主控制系统(见表11—1)和每个系统对应的输出指令——FSR(FUEL STROKE REFERENCE燃料行程基准).此外还设置了手动控制燃料行程基准。 上述6个FSR量进入最小值选择门,选出6个FSR中的最小值作为输出,以此作为该时刻实际执行用的FSR控制信号。因而虽然任何时刻6个系统各自都有输出,但只有一个控制系统的输出进入实际燃料控制系统(见图11一1)。 一、启动控制系统 启动控制系统仅控制燃气轮机从点火开始直到启动程序完成这一过程中燃料Gf (在Mark-V系统中通过启动控制系统输出FSRSU)。燃气轮机启动过程中燃料需要量变化范围相当大。其最大值受压气机喘振(有时还受透平超温)所限.最小值则受熄火极限或零功率所限。这个上下限随着燃气轮机转速大小而变,在脱扣转速时这个上下限之间的范围最窄。沿上限控制燃料量可使启动最快,但燃气轮机温度变化剧烈,会产生较大的热应力,导致材料
的热疲劳而缩短使用寿命。 启动控制过程是开环的,根据程序系统来的一组逻辑信号来分段输出预先设置的FSRSU,整个启动控制的过程用图11-2曲线表示。图11-3则给出了FSRSU的控制算法。 当燃气轮机被启动机带到点火转速(约20%n0 L14HM=1)并满足点火条件L83SUFI=1时,受其控制的伪触点闭合,控制常数FSKSU-F1(典型值为22 .0%FSR)和压气机气流温度系数CQTC(通常为0. 9—1.25)相乘通过NOT MAX最终赋给FSRSU,以建立点火FSR值。为了点燃火焰并提供燃烧室之间的联焰,在火花塞打火时,点火FSR相对较大。 当下列条件之一满足时,就算作点火成功:①至少两个火焰检测器检测到火焰并超过2s; ②所有4个火焰检测器均检测到火焰。 如果点火成功,控制系统给出L83SUWU=1, L83SU-F1=0。允许FSKSU-WU (典型值为10.9%FSR/s)赋给FSRSU,以建立暖机FSR值。FSR水平的降低是为了减少转子的热应力。在从点火FSR到暖机FSR的转变过程中.用了一个一阶滤波器,使得过渡过程变得缓和,该滤波器时间常数为FSKSU—TC(典型值1s)。燃气轮机暖机过程中FSRSU值保持不变,转速则在逐渐上升,实际燃料流量Gf也随之缓慢增加,使处于冷态的燃气气透平逐渐被加热。一般暖机持续60s结束,由启动程序给出暖机完成逻辑,即L2WX=1。 暖机完成后,程序启动加速逻辑L83SUAR=1。受其控制的4个伪触点动作,使FSKSU —IA控制常数[典型值为0.05%FSR(s)]作为斜升速率进入积分器的输入端,使得FSRSU 输出在暖机值的基础上逐渐增加。随着燃油量的增加.燃气轮机转速逐步升高。控制常数FSKSU一AR(典型值为24。8%)规定了FSRSU积分斜升的上限值。一但达到该值.图中上部比较器条件成立,使RISING置1,受控触点动作切断积分器的输入。FSKSU-AR的常数值通过NOT MAX直接送人下部作为FSRSU输出。在合闸后L83SUMX置1,又通过积分器输入斜升速率FSKSU-IM(典型值为5%FSR/S).使FSRSU继续上升。一直斜升到控制常数FSRMAX给定的最大FSR值作为FSRSU输出。至此启动控制系统自动退出。 逻辑控制算法(未列出)保证L83SUFI、L83SUWU、L83SUAR和L83SUMX在任何时刻都仅有一项可能为“真”.以此保证了有序的输出和对FSRSU的控制。而且FSRSU输出的变化必须在主保护允许逻辑L4为“真”的条件下才能实现.否则上述所有控制信号为零,FSRSU将直接被箝位于零。
我国工业燃气轮机的现状与前景 一、世界工业燃气轮机的发展趋势 1、世界工业燃气轮机的发展途径与现状 自1939年瑞士BBC公司制成世界上第一台工业燃气轮机以来,经过60多年的发展,燃气轮机已在发电、管线动力、舰船动力、坦克和机车动力等领域获得了广泛应用。 由于结构上的分野,工业燃气轮机分为重型燃气轮机和轻型燃气轮机(包括航机改型燃气轮机)。 80年代以后,燃气轮机及其联合循环技术日臻成熟。由于其热效率高、污染低、工程总投资低、建设周期短、占地和用水量少、启停灵活、自动化程度高等优点,逐步成为继汽轮机后的主要动力装置。为此,美国、欧洲、日本等国政府制定了扶持燃气轮机产业的政策和发展计划,投入大量研究资金,使燃气轮机技术得到了更快的发展。80年代末到90年代中期,重型燃气轮机普遍采用了航空发动机的先进技术,发展了一批大功率高效率的燃气轮机,既具有重型燃气轮机的单轴结构、寿命长等特点,又具有航机的高燃气初温、高压比、高效率的特点,透平进口温度达1300℃以上,简单循环发电效率达36%~38%,单机功率达200MW以上。 90年代后期,大型燃气轮机开始应用蒸汽冷却技术,使燃气初温和循环效率进一步提高,单机功率进一步增大。透平进口温度达1400℃以上,简单循环发电效率达37%~%,单机功率达300MW以上。 这些大功率高效率的燃气轮机,主要用来组成高效率的燃气-蒸汽联合循环发电机组,由一台燃气轮机组成的联合循环最大功率等级接近500MW,供电效率已达55%~58%,最高60%,远高于超临界汽轮发电机组的效率(约40%~45%)。而且,其初始投资、占地面积和耗水量等都比同功率等级的汽轮机电厂少得多,已经成为烧天然气和石油制品的电厂的主要选择方案。由于世界天然气供应充足,价格低廉,所以,最近几年世界上新增加的发电机组中,燃气轮机及其联合循环机组在美国和西欧已占大多数,亚洲平均也已达36%,世界市场上已出现了燃气轮机供不应求的局面。 目前,美、英、俄等国的水面舰艇已基本上实现了燃气轮机化,现代化的坦克应用燃气轮机为动力,输气输油管线增压和海上采油平台动力也普遍应用了轻型燃气轮机。先进的轻型燃气轮机简单循环热效率达%。采用间冷—回热循环的燃气轮机在110%~30%工况下,热效率下降很少,可保持在41%。现正在开发功率大于40MW,涡轮前温度为1427℃~1480℃,简单循环热效率达45℃~50℃的轻型燃气轮机。微型燃气轮机作为分布式电源也取得显着进展。 近20余年来,洁净燃煤发电技术已取得重要进展,最有希望的两种解决途径为:整体煤气化联合循环(IGCC)和增压流化床联合循环(PFBC),燃气轮机均是其中的关键设备。至今,全世界已投过了10余座各种功率等级的IGCC电厂,还有一批IGCC电厂正在筹建之中,IGCC电厂已开始进入商业化应用阶段。PFBC电站已投运5座,成功地进行了
9FA燃机介绍 9FA燃机的研发历程 美国GE公司于二十世纪八十年代中期投入了大量资金,进行F型燃气轮机的开发研制,主要是将飞机发动机的先进技术和部件移植到工业和发电用燃气轮机上,从而使其性能大幅度提高。GE公司于1987年制成了首台60Hz的MS7001 F 型燃气轮机发电机组,输出功率135.7MW,发电效率32.8%。接着,GE公司与GECAlsthom公司联合开发,通过MS7001 F型燃气轮机的模化放大,模化系数1.2,制成了50Hz的MS9001 F型燃气轮机发电机组,输出功率 台 接着, 50Hz的9EC 型发电机组于 9F 1.9FA 以上是 冗余的计算机或传感器之一发生故障时,内部的表决逻辑将透平控制重新定向于两台能工作的计算机和传感器,因而有较高的可靠性。其辅机安装在分开的底盘上,也有一定的冗余度。 9FA型燃气轮机主要部件的结构、性能和材料的情况如下: 压气机:18级轴流式,压比15.4∶1,空气质量流量645kg/s。头两级为跨音速级,带可调进口导叶,用于调节透平的排气温度,提高运行效率。第9级和第13级开有排气口,以配合起动过程。其转子是由单个叶轮用多根IN738合金
钢轴向拉杆连接成的刚性转子,末级叶轮上附有一向心式透平槽道,将压缩空气引入中心孔,用于透平段的冷却。转子的一阶临界转速高于同步转速20%。 燃烧室:有18个逆流管环形燃烧室,直径350mm,每个燃烧室有6个燃料喷嘴,共108个燃料喷嘴。可烧天然气、蒸馏油和中热值气体燃料。两只高能点火器分装在两个燃烧室上点火,各燃烧室之间用联馅管联馅。可以注蒸汽或注水抑NOx的形成,或应用干式低NOx(DLN)燃烧室。 9FA采用的DLN-2.6燃烧室主要由火焰筒、过滤段、导流衬套、帽罩、喷嘴、端盖、前外壳和后外壳等部件构成。其中, 端盖、 每个燃烧室的5 3级第1、2 点击查看清晰大图 轴承:由拉杆组装的整体转子支承在两个可倾瓦支持轴承上,轴向推力由双销轴推力瓦轴承自行平衡。 排气:排气缸应用加长的轴向扩压器,减小了排气速度。降低了排气损失。 材料和涂层:
第7篇燃气轮机及联合循环机组 第1章概述 1 燃气轮机的工作原理及特点 燃气轮机(Gas Turbine)是一种高速旋转的叶轮机械,由压气机、燃烧室、透平三大主要部件和控制与辅助系统组成,其热力循环(Brayton循环)由工质的压缩、加热、膨胀、放热四个过程组成,图1a给出了简单循环燃气轮机的示意图和理想热力循环的焓-熵图。提高简单循环燃气轮机效率的途径是提高循环的压缩比和透平入口温度,但这受到高温材料能力的限制。复杂燃气轮机循环有三类:一是间冷燃气轮机循环(图1b),即工质在压缩过程中被冷却以减少压缩过程的耗功; 二是回热燃气轮机循环(图1c),即利用透平排气加热进入燃烧室之前的压缩空气以减少燃料消耗; 三是再热燃气轮机(1d),即燃气在高压透平作功后,进入低压燃烧室再次被加热,然后进入低压透平作功。复杂循环可以提高燃气轮机的效率,但系统复杂化,产品设计、制造、运行、维护难度加大。目前世界上投入运行的中型与大型燃气轮机绝大部分采用简单循环。燃气轮机以空气为工质、透平排气进入大气,称为开式循环。在某些特殊环境下若工质在燃气轮机内循环使用,这种循环称为闭式循环。 a b c
d 图1 . 开式简单循环(a)、间冷循环(b)、回热循环(c)和再热循环(d) 燃气轮机简图和理想热力循环焓熵图 开式循环燃气轮机的工作原理是,高速旋转的压气机将空气吸入并压缩到预定的压力,压缩后的空气进入燃烧室与喷入的油/气燃料混合燃烧,得到的高温高压燃气在透平中膨胀作功,然后排入大气。透平产生的功大部分(约2/3)驱动压气机,剩下的部分用于驱动发电机或其他机械设备,如鼓风机、泵等。透平排出的燃气若通过尾喷管高速喷出则可产生很大的反作用力(推力),这就是航空燃气轮机即喷气发动机的基本原理。本书仅讨论用于发电的开式循环燃气轮机,又称重型燃气轮机(Heavy Duty Gas Turbine),图2是一台典型重型燃气轮机的剖面图,它由多级轴流压气机、多管燃烧室、多级轴流透平、控制系统和辅助系统组成。 图2. 典型重型燃气轮机剖面图 重型燃气轮机的主要特点是, 结构简单、运行可靠; 单机功率大且比功率(发动机单位重量产生的功率)大,起停迅速、自动化程度高,变负荷(调峰运行)性能好; 燃料适应性广且污染排放少; 耗水和厂用电很少,占地面积小等。现代重型燃气轮机透平进口处燃气温度目前已高达1430℃,正在开发1500-1700℃的燃气轮机。由于工作温度很高,热端部件(包括燃烧室与透平静动叶片)必须采用以镍、钴为主要成分的超级合金(Super Alloy)制造,还要使用空气或蒸汽进行冷却,才能安全运行。热端部件在高温条件下的工作环境严峻,设计制造难度大,维护修理及备品备件成本高,成为重型燃气轮机的主要特点之一。其另一个特点是透平排气温度高,一般为500-600℃。透平排气余热用于产生蒸汽发电则组成燃气—蒸汽煤气化联合循环,用于供热或制冷则组成热电冷多联供,这些系统的能源利用效率大大高于燃气轮机单循环,已成为当前和未来提高能源利用效率的方向。
2×390MW燃气蒸汽联合循环机组 燃气系统介绍 江苏华电戚墅堰发电有限公司贡文明 关键词:天燃气输送天然气流量检测流量计算机声谱分析仪表GPS 计算机监控 前言:江苏华电戚墅堰发电有限公司的2台390MW燃气蒸汽联合循环机组采用的是美国GE公司的9F级燃机,是国家西气东输的配套重点工程之一。本文介绍了该公司的燃气机组天燃气输送系统的配置和使用情况。 1、系统简介 江苏华电戚墅堰发电有限公司位于江苏省常州市,厂址距离常州天然气分输站18公里。公司在分输站边建有一套天燃气输送系统(简称首站),在电厂内部也建有一套天燃气输送系统(简称末站),在距离末站500米的地方建有一套燃气调压系统(简称调压站),从调压站从来的天然气输送到燃机供发电用。
图一末站流程图 首末站和调压站的设备均为上海飞奥公司成套提供,首末站的阀门全部采用
英国ROTORK原装电动执行器控制,调压站全部采用气动调节执行器控制。2、控制系统简介 首末站控制系统分别采用一套美国Rockwell公司的ControlLogix PLC和Intellution iFix上位机监控软件组成的计算机监控系统,两套PLC均配置了热备冗余和UPS系统,首末站通过光纤进行连接,调压站由主机的DCS系统进行控制,末站和主机DCS系统之间采用MODBUS 485进行通讯。在末站还配置了一套Intellution历史数据库系统。 天然气系统的流量测量在整个系统中非常关键,该系统在首站和燃机控制室各安装了一台美国得克萨斯州休斯敦DANIEL 测量与控制公司生产的Daniel FloBoss S600流量计算机来测量天燃气流量。 2.1 流量计算机介绍 Daniel FloBoss S600是一种精密的、建立在微处理器基础上的流量计算机,其设计和制造过程中使用了成熟的设计技术和方法。Daniel FloBoss S600可以独立地作为单回路/多回路流量计算机使用,可以作为一个综合的计量站和计量回路的流量计算机来使用,同时也可以做为一个外部上位机的从属设备。Daniel FloBoss S600应用包括IPL 600 程序(它允许用户从主机向流量计算机传输应用程序)、一个标准的应用程序和一个下载用的电缆。 Daniel FloBoss S600接收现场输入信号,同时提供输出和控制信号给其他设备,用于其流量计量、密闭输送、批量装载和标定设备。 Daniel FloBoss S600提供下列硬件: ?50 赫兹的英特尔32位80486 DX2 CPU,带有内置式浮点计算共处理器。 本配置由在每个I/O板上的六个处理器提供支持。 ?可以提供10个混合计量回路的容量、数据库和处理能力。 CPU最多可以支持七个插入式扩展I/O模板。镶嵌式外壳可以容纳一个CPU 模块和最多3个I/O模板。
雾化空气系统 在使用液体燃料的燃气轮机发电机组中,为了使液体燃料更好的雾化,提高燃烧效率,需要配备加压的雾化空气系统.雾化空气系统向燃料喷嘴的雾化空气腔内提供具有足够压力的空气,在全部运行范围内,雾化空气的压力于压气机排气压力的比值应保持在一定的范围内(视燃用重油或轻油的不同,对雾化空气压力有不同的要求,GE公司有相应的规范).在点火转速时,因机组转速比较低,因而由辅助齿轮箱驱动的主雾化空气压缩机的流量与压力皆较小,故需要一个起动雾化空气压缩机(也叫辅助雾化空气压缩机),以便在点火,暖机以及升速阶段,向燃油喷嘴提供具有同样雾化空气压力与压气机排气压力的比值的雾化空气.雾化空气系统主要包括:主雾化空气压缩机,启动(辅助)雾化空气压缩机,雾化空气预冷器以及一些向关的保护测量设备. (2)功能描述: 液体燃料从燃油喷嘴喷入燃烧室时,往往会形成比较大的液滴,这样燃油就无法和空气均匀地混合,因而不能充分燃烧,并且会有一部分燃油液滴被燃气携带经过透平地高温燃气通道和烟窗排入大气.这样不仅降低了燃烧效率,加大了机组的油耗,而且可能出现油滴在高温燃气通道地部件上燃烧,造成这些部件局部超温被烧坏的情况.
雾化空气由加工在燃油喷嘴上的内部管路和喷口按照一定的方式喷入燃烧室,撞击由喷油嘴喷射出来的燃油,使燃油液滴破碎成油雾,这样显著地增加了点火地成功率和提高了燃烧效率.在点火,暖机,升速及机组的整个运行期间,雾化空气系统自始至终都在工作. (3)系统组成及保护动作描述: 1)雾化空气预冷器HX1-1: 多根铜管式冷却器.管内走冷却水, 管外走压气机排气;该预冷器的作用有: (1)降低进入辅助雾化泵,主雾化泵的空气温度,防止泵的 高温损坏; (2) 热空气不易压缩,冷空气较易压缩,降低温度后,可降 低辅泵或主泵的功耗损失. 2) 气体燃料系统清吹控制空气滤FA4-1:主要在使用气体燃料时使用,在此略. 3) 雾化空气预冷器后温度热电偶AAT-1A,AAT-2A(“K”型): 用于测量,显示雾化空气预冷器后的空气温度; AAT-1A对应的温度信号为:AAT1;AAT-2A对应的温度信号为:AAT2.参与控制系统进行计算及保护的信号为:AAT,AAT是按如下方式得出得计算值: 若 3.3℃<AAT1,AAT2<200℃时, (1) : 若ABS(AAT1-AAT2) <8.3℃,则AAT=(AAT1+AAT2)/2; (2) : 若ABS(AAT1-AAT2) ≥8.3℃(BAD SPREAD),则