燃气轮机简介
1、燃气轮机发展史
1939年世界上第一台燃气轮机投入使用以来，至今已有65年的历史。在这65年中燃气轮机的发展非常快，其性能、结构不断地提高和完善。燃气轮机的用途已从过去的军事领域扩展到铁路运输、移动电站、海上平台、机械驱动和各种循环方式的大中型电站等。例如：简单循环、回热循环、间冷循环、再热循环、燃气—蒸汽联合循环（单压、双压、三压再热）、增压硫化床燃烧—联合循环（PFBC—CC）、整体式煤气化联合循环（IGCC）等。由于燃气轮机具有用途广泛、启动快、运行方式灵活、用水量少、热效率高、建设周期短以及对燃料的适应性非常广（各种气体燃料、液体燃料和煤）等特点，因此可以这样说，燃气轮机已经成为热机中的一支劲旅，汽轮机长期独霸发电行业的格局已经开始动摇。
近二十年来，燃气轮机在电站中的应用得到了迅猛发展。这是因为燃气轮机启动速度快、运行方式灵活，且能在无电源的情况下启动（黑启动Black），机动性能好且有极强的调峰能力，可保障电网安全运行。进入八十年代以后，燃气轮机技术得到了迅猛发展，技术性能大幅度提高。到目前为止单机容量已达334MW，简单循环的燃气轮机热效率达43.86%，已超过大功率、高参数的汽轮机电站的热效率。而燃气—蒸汽联合循环电站的热效率更高达60%。先进的燃气轮机已普遍应用模块化结构，使其运输、安装、维修和更换都比较方便，而且广泛应用了孔探仪定期检查、温度控制、振动保护、超温保护、熄火保护、超速保护等措施，使其可靠性和可用率大为提高。此外，由于燃气轮机的燃烧效率很高，未燃烧的碳氢化合物、一氧化碳、二氧化硫等排放物一般都能达到严格的环保要求。注水/蒸汽燃烧室和DLN燃烧室的应用使NO X的排放降至9-25ppm。
2、我国燃气轮机工业概况
我国解放前没有燃气轮机工业，解放后全国各地试制过十几种型号的陆海空用途的燃气轮机。1956年我国制造的第一批喷气式飞机试飞，1958年起又有不少工厂设计试制过各种燃气轮机。
1962年上海汽轮机厂试制船用燃气轮机，1964年与上海船厂合作制成
550KW燃气轮机，1965年制成6000KW列车电站燃气轮机，1971年制成3000KW卡车电站。在这期间还与703研究所合作制造了3295KW、4410KW、18380KW等几种船用燃气轮机。
1969年哈尔滨汽轮机厂制成2200KW机车燃气轮机和1000KW自由活塞式燃气轮机，1973年与703研究所合作制成4410KW船用燃气轮机，与长春机车车辆厂合作制成3295KW机车燃气轮机。
1964年南京汽轮电机厂制成1500KW电站燃气轮机；1970年制成37KW
泵用燃气轮机；1972年制成1000KW电站燃气轮机；1977年制成21700KW快装式电站燃气轮机；1984年与GE公司合作生产了PG6541B型36000KW燃气轮机；从1984年至2004年已生产了PG6541B型、PG6551B型、PG6561B型、PG6581B型四种型号燃气轮机，功率由36000KW上升到现在的43660KW。2003年国家发改委决定南京汽轮电机集团有限责任公司与GE公司进一步扩大
合作生产范围，在南京汽轮电机集团有限责任公司生产S209E型燃气－蒸汽联合循环发电装置中的燃气轮机、汽轮机和发电机。
1978年东方汽轮机厂制成6000KW燃气轮机；1972年杭州汽轮机厂制成200KW燃气轮机；1972年青岛汽轮机厂制成1500KW卡车电站燃气轮机。
2003国家发改委决定在秦皇岛建一座燃气轮机生产基地，与美国GE公司合作生产MS9001FA型燃气轮机。该生产基地隶属于哈电集团，与哈尔滨汽轮机厂、哈尔滨电机厂共同生产S109FA-SS型燃气－蒸汽联合循环发电设备。2004年8月在秦皇岛组装的第一台MS9001FA型燃气轮机已发运到杭州半山电厂。
3、GE公司动力系统
GE公司动力系统总部位于纽约州的斯克纳克塔第（Schenectady）市，纽约州地处美国东北地区，而斯克纳克塔第市又位于纽约州的西北部。该市是一座非常小的城市，仅有一万多人口，斯克纳克塔第市的兴衰是与GE公司动力系统的兴衰紧密相连的。前几年GE公司动力系统裁员时，该市人口也随之减少。除了GE公司动力系统下属的燃气轮机设计、生产、试验等部门之外，GE公司动力系统总部及下属的产品部、项目部、汽轮机设计部及生产工厂等部门均设在此处。
现在的GE公司动力系统总部就是创建于1878年10月15日的爱迪生电灯公司的前身，1892年爱迪生电灯公司与汤姆森休斯顿电气公司合并，在纽约州的斯克纳克塔第（Schenectady）市创建了通用电气公司（General Electric Co,简称GE）。经过一百多年的发展，至今GE公司已成为一个特大型跨国电气集团公司，其产品和服务项目涉及航空、航天、广播电视、配电和电机制造、工业与动力、信息、照明工程、机车制造、家用电器、医疗设备以及塑料工程等。GE公司在100多个国家开展了业务活动，全球员工近30万人，其中在中国的雇员8700人。
GE 公司生产的第一台燃气轮机于1942年问世，用于航空发动机；第一台用于机械驱动的燃气轮机于1948年装备在机车上，燃气轮机输出功率为
4800KW；1949年GE生产出第一台用于发电的燃气轮机，输出功率为3500KW。GE公司动力系统主要生产和经营重型燃气轮机、汽轮机、核电设备、输电设备和电力驱动系统等产品。GE公司在全球的合作伙伴有日本的日立、东芝、韩国重工、印度BHEL、中国的南汽集团等5家。过去法国的阿尔斯通和英国的约翰·布朗工程有限公司（John Brown Engineering）曾经也是GE公司的生产合作伙伴，现在已被GE公司兼并。2003年中国又多了一个GE公司的合作伙伴，即“哈电集团秦皇岛燃气轮机生产基地”引进GE公司MS9001FA型燃气轮机技术，与GE公司合作生产MS9001FA型燃气轮机。
GE公司动力系统的燃气轮机设计、生产、试验等部门建在美国南卡罗来纳州（South Carolina）西部城市格林威尔（Greenville），南卡罗来纳州地处美国东南部。1989年之前GE公司动力系统拥有2个燃气轮机生产工厂，一个
设在斯克纳克塔第（Schenectady）市的动力系统总部，另一个设在格林威尔（Greenville）市。随着GE公司燃气轮机业务的不断扩大和大功率、高参数燃气轮机的发展，1998年以来，GE在全球范围相继大规模兼并收购了欧洲燃气轮机公司（Alstom）、意大利新庇隆燃气轮机公司（Nuovo Pignone）、英国约翰·布朗工程有限公司（John Brown Engineering）、新加坡艾玛等公司。然后GE公司逐步将小功率燃气轮机的生产转向阿尔斯通、新庇隆生产，并将斯克纳克塔第（Schenectady）的厂房留给了汽轮机生产部。而工程技术人员迁往格林威尔（Greenville）。该项工作于1998年至1999年两年时间完成。
目前，设在格林威尔（Greenville）的燃气轮机工厂只生产7EC、7FA、
7FB、9E、9FA、9FB、9H等机型。6000系列和部分9E型燃气轮机转到了法国贝尔福市（Belfort前阿尔斯通）生产，3000、5000系列燃气轮机转到了意大利新庇隆生产，但6C和6FA型燃气轮机的研发部仍设在格林威尔（Greenville）。
GE公司动力系统格林威尔（Greenville）燃气轮机工厂总建筑面积为12.1万平方米，其中厂房面积为9.7万平方米。现有员工2100人，其中设计人员500多名。2003年共生产7EC、7FA、7FB、9E、9FA、9FB、9H等型号燃气轮机180台，现在的生产厂房面积比扩建前的面积增加了15％，生产能力已提高到年产300台燃气轮机的能力。
格林威尔（Greenville）燃气轮机工厂9.7万平方米的生产厂房为全封闭中央空调。其中两跨厂房为总装车间，设有4个立式气缸对接台位。燃气轮机生产自动化程度非常高，车间生产工人很少。工厂中设有一座能容纳500多人工作的技术大楼、一座整机全速空载试车台厂房、一座燃气轮机燃烧试验厂房和一个燃气轮机维修研究中心，整个工厂面积非常大，有专用铁路通往厂内。厂区外围设有4个大型员工停车场，整座工厂掩映在绿色森林中。
工厂的质量管理采用“六个西格玛”体系，GE公司的企业精神是四句话：“想，解决，制造，服务。”（Image、Solve、Building、Service）。
4、GE公司动力系统燃气轮机产品系列及编号
GE公司生产的重型燃气轮机由五个系列组成，即MS3002、MS5000、MS6001、MS7001、MS9001，每个系列中又有若干个型号。例如：MS9001B、MS9001E、MS9001EC、MS9001F、MS9001FA、MS9001FB、MS9001G、
MS9001H等。每个型号的燃气轮机又可分为发电和机械驱动两个类型，例如：PG6541B型是用于发电的，M6501B型是用于机械驱动的。
GE公司燃气轮机型号中的字母和数字的含义规定如下：
MS－Machine Series
541350261B M
541335291FA PG
1=用途：M —机械驱动(Mechanical Drive)；PG —箱装式发电设备(Package
Generation)；
2=系列号，3、5、6、7、9
3=输出功率，以英制马力为单位的近似值
4=轴的数量，单轴或双轴
5=型号，B 、E 、F 、G 、H 等
GE 公司燃气——蒸汽联合循环系列产品中的字母和数字含义规定如下： S109FA －SS 、S109FA －MS 、S209FA －MS 、S306B 等
S —STAG 表示联合循环，STAG 是Steam and Gas 的缩写
1—燃气轮机的台数
0—没有意义
9—燃气轮机系列号
FA —燃气轮机型号
SS －Single Shaft
MS －Multi －Shaft
用数字和字母命名的设备及元件名称
数字命名的名称：
12——机械超速机构 63——压力开关
20——电磁阀 65——用于燃料调节的电液伺服阀 23——加热设备 71——液位检测
26——温度开关 77——转速传感器
28——火焰检测器 86——复位或闭锁开关 33——限位开关 88——电动机
39——振动传感器 90——电液伺服阀
43——手动开关 59——火花塞或点火变压器 45——火灾探测器 96——压力变送器
49——过载保护装置
第一字母
A ——空气 H ——液压油或加热器
C ——离合器或压气机或CO 2 P ——清吹
D ——柴油机或分配器 S ——截止或转速或启动
F——燃料或流量 T——遮断或透平
G——气体 W——水或暖机
一般来说，第一个字母用来表示设备或元件所在地点。
第二字母
A——报警或附件或空气或雾化 M——中等或介质或最小
B——增压机或放气 N——正常
C——冷却或控制 P——压力或泵
D——分配器或之差 Q——润滑油
E——紧急 R——松开或比值或棘轮
F——燃料 S——启动
G——气体 T——透平或遮断或箱（罐）H——加热器或高 V——阀或叶片
L——液体或低
一般来说，第二字母用来表示设备或元件的功能或使用状况。
举例如下：
63QA——压力开关，用于润滑油系统的压力低报警；
63QT——压力开关，用于润滑油系统的压力低跳闸；
20VG——电磁阀，用于气体燃料系统的通风；
88QE——电动机，润滑油系统中的应急泵；
71WL——液位检测器，水系统低位检测；
5、燃气轮机结构型式的发展
目前，大中型燃气轮机的结构型式大体上可分为两类；一类是工业型，另一类是航机改装型。工业燃气轮机是按地面工作要求而设计的，其主要特点是寿命长、造价低、能长期安全运行、体积较大等。航机改装型是把航空发动机加以改装后用于工业及船用的机组，其主要特点是体积小、重量轻、热效率高、维修周期短、使用寿命较短等。
工业型燃气轮机的结构分为两种，一种是压气机、燃烧室、透平之间的气流用管道连接起来，布置较分散。另一种是压气机、燃烧室、透平直接连接成一个整体，故结构比较紧凑。过去曾根据上述特点把分散布置的燃气轮机称为重型燃气轮机，整体式的燃气轮机称为轻型燃气轮机。现在则把航空燃气轮机及其改型机称为轻型机组，把工业燃气轮机称为重型燃气轮机。
6、燃气轮机的热力循环
燃气轮机的工作介质是压缩空气和高温燃气，压气机从大气中吸入空气，并把空气压缩到一定压力，然后送往燃烧室与喷入的燃料混合、燃烧，形成高温、高压燃气。然后经透平喷嘴和动叶逐级膨胀做功，推动透平转子带着压气机一起旋转，从而把燃料中的化学能部分地转变为机械功。做功后的废气直接
排入大气，这种循环方式称之为简单循环。若将做功后的废气引入余热锅炉加以回收利用，由余热锅炉产生的蒸汽用来发电、供热或回注到燃气轮机燃烧室中以提高燃气轮机出力和降低NO X等，这些循环方式又分别称之为常规联合循环、热电联供联合循环和程氏循环。
在压气机中，空气被压缩、比容减小、压力增高，因此必须输入一定的压缩功。这些压缩功由透平提供，透平所做的功约有2/3是压气机消耗的，只有1/3用于驱动负载。因此减少压气机耗功、提高压气机效率是提高燃气轮机出力的有效途径。
简单循环
回热循环
高压压气机
再热循环
凝结水泵
常规联合循环
多轴布置S209E-MS联合循环发电装置示意图
PG9351FA型燃气轮发电机组简介
1、研制、升级演化过程
二十世纪八十年代中期，美国GE公司投入了大量资金开始了F型燃气轮机的研制。GE公司动力系统与航空发动机系统进行合作，将飞机发动机上先进的冷却技术和材料应用到重型燃气轮机上，使得透平进气温度一下提高了167℃，从而使燃气轮机的性能有了大幅度提高，为F型燃气轮机的研制奠定了基础。
PG9351（FA）型燃气轮机是由PG9281（F）型燃气轮机、PG9301（F）型燃气轮机和PG9331（FA）型燃气轮机逐步演化升级而来的，而PG9281（F）型燃气轮机又是在
MS7001F的基础上，通过模化放大演化而成的。F级技术的原型机是MS7001E，在
MS7001E型机组的基础上，引入了航空发动机的先进冷却技术和材料，经历了九年漫长的研制、演化过程后，于1987年制成了首台60HZ的MS7001F型燃气轮机。通过对
MS7001F型燃气轮机的模化放大，除轴承和燃烧室之外，模化系数都是按1.2的比例进行
模化放大后，演化为50HZ的PG9281（F）型燃气轮机。又经历四年的研制时间后，于1991年将PG9281（F）型燃气轮机升级、演化为PG9301（F）型燃气轮机。在PG9301（F）型燃气轮机的基础上，于1992年经过改进、升级为PG9331（FA）型燃气轮机。
在PG9331（FA）型燃气轮机的基础上做了如下改进后，于1996年升级为PG9351（FA）型燃气轮机。
1、改进了热通道的气封；
2、将二级动叶的围带改成扇形围带；
3、改进了二级动叶的冷却孔结构；
4、改进了第一级喷嘴、动叶、复环的隔热涂层；
5、减少了第一级喷嘴、动叶、复环的冷却空气；
6、加强了压气机转子；
7、1#、2#轴承采用了Bentley3300系列探针；
8、采用了DLN2.0+燃烧室
·火焰筒直径为18英寸N263火焰筒；
·火焰筒密封改成了柔性密封；
9、将透平排气缸的内支撑改成了两头渐缩的锥形内支撑，减少了气流阻力；
10、对不合理的气缸法兰进行了改进；
11、将排气扩压器入口与2#轴承之间的隔板改成了双层锥形，同时改进了隔板的气
封，减少了漏气量；
12、高压通道密封改成了蜂窝密封；
13、压气机末级轮盘与透平一级叶轮之间的过渡轴罩壳改成了四个1/4圆的扇段罩
壳；
14、增加了压气机轮盘拉杆螺栓和结合法兰的冷却；
上述3种型号9F机组组成联合循环的基本性能参数（ISO条件、基本负荷、以天然气为燃
2、进、排气系统
燃气轮机的进气系统由进气室、进气弯头、进气消声器和进气过滤器室等组成。进气系统与机组成90°布置，进气过滤器室布置在机组罩壳上方，过滤器滤芯水平安装在过滤器室中。该过滤器为“脉冲自清洁型”，脉冲空气反吹下来的灰尘依靠重力排出。整个进气系统的压力损失为77.2mmH2O。排气系统与GE公司的传统结构相比作了较大改进，将传统的侧排气改成了水平排气。这样既可以直接与余热锅炉进气烟道相连，又能够减少排气压力损失。整个排气系统的压力损失为139.7mmH2O。
此外，该机组还设有一套压气机水洗设备，可以离线或在线清洗压气机，以清除压气机动静叶片上的积垢，减少通流部分的堵塞，保持压气机的高效率。
3、压气机
压气机为18级轴流式压气机，压缩比为15.4：1，空气质量流量为623.7kg/s，设有可调进口导叶，用于调节透平排气温度和防止压气机喘振。第9级和第13级开有抽气口，用于冷却以及在燃气轮机启动和停机过程中通过该抽气口排出一部分压缩空气用来防止压气机喘振。压气机第17级轮毂上开有一个径向抽气槽道，将压缩空气引入转子中心孔送往透平段，用来冷却透平第一级和第二级动叶片。18级压气机轮盘通过18根拉杆将其连成一个整体。其中第一级轮盘与压气机输出轴做成一个整体，作为压气机的前半轴。而最后一级轮盘通过过渡轴与透平叶轮相连。由于该型号机组的输出为“冷端”输出，增加了压气机转子的扭矩。因此18根拉杆的材料采用了IN738合金钢。
整个压气机气缸分为压气机进气缸、压气机缸和压气机排气缸三部分，压气机进气缸和压气机缸的材料为球墨铸铁，压气机排气缸的材料为CrMoV或NiCrMo。
4、燃烧室
整台机组共有18个分管、逆流型燃烧室，每个燃烧室有5个燃料喷嘴，整台机组共有90个燃料喷嘴。燃烧室型号为DLN2.0+型。在18个燃烧室中只有顶部2个燃烧室设有高
能点火装置，其余燃烧室通过联焰管联焰。该燃烧室可烧天然气、蒸馏油和中热值的气体燃料，还可以注入蒸汽或水来抑制NOx的形成。
燃烧室外壳的材料为SA/516-55钢；火焰筒的材料为HS-188（镍基合金钢），内表面加隔热涂层；过渡段的材料为Nimonic263（镍铬钛合金钢）。
DLN2.0+燃烧室主要由火焰筒、过渡段、导流衬套、帽罩、喷嘴、端盖、前外壳和后外壳等部件组成。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。每个燃烧室外的头部均布置有5个预混喷嘴，5个喷嘴沿圆周方向均布。
DLN2.0+燃烧室的燃料是分级供应的，设有1个速度比例/截止阀（SRV）和3个控制阀（GCV1、GCV2、GCV3），其控制系统比传统的气体燃料控制系统更为复杂。气体燃料的供应分为3条管路（PM1、PM4和D5）：PM1管路供应1个喷嘴、PM4管路供应其余4个喷嘴、D5管路仅在点火至低负荷时供应全部喷嘴。速度比例/截止阀（SRV）用来调节控制阀前的气体燃料压力，3个控制阀（GCV1、GCV2、GCV3）用来控制通向3条管路（PM1、PM4、和D5）的气体燃料流量。
5、透平
透平为3级轴流式透平，第1级、第2级动叶采用等离子耐高温保护涂层，内部冷却空气取自压气机排气；第3级动叶采用堆积耐高温保护涂层，不进行冷却；第1级动叶叶冠无围带，第2、3级动叶叶冠采用整体的乙型围带；3级透平动叶的材料均为GTD-111。3级静叶均采用空气内部冷却，第1级、第2级静叶设计成两片叶片为一整体的扇形段结构，并采用等离子耐高温保护涂层；第3级静叶设计成三片叶片为一整体的扇形段结构，并采用堆积耐高温保护涂层；第1级静叶的材料为FSX-414钴基超级合金；第2级、第3级静叶的材料为GTD-222镍基合金。
透平缸的材料为CrMo钢、透平排气缸的材料为SA/516-55钢。透平叶轮、轴的材料为Inconel 706合金钢。
6、轴承和气缸支撑
两个可倾瓦轴颈轴承位于转子两端，转子的轴向推力由双销轴推力瓦轴承自行平衡。燃气轮机的前支撑位于压气机进气缸两侧，燃气轮机后支撑位于透平排气缸两侧，整台机组共有四点支撑。机组的死点设在“冷端”，允许气缸和转子沿轴向向“热端”膨胀。整台燃气轮机通过四个支撑将其固定在燃气轮机底盘上。
7、辅助设备
9FA型燃气轮机的辅助设备安装在两个独立的模块上，它们均有各自的底盘和外壳。辅机模块的底盘上设有润滑油箱，其容量为30280L。润滑油系统设有带切换阀的双联润滑油过滤器、润滑油冷却器、两台交流电动机驱动的100%容量的润滑油泵和交流/直流电动机驱动的密封油泵、交流电动机驱动的流量冗余的液压油泵及转子顶起油泵。该模块上还装有双联燃油过滤器、三台交流电动机驱动的50%容量的燃油泵和两台交流电动机驱动的100%容量的雾化空气压缩机。
内部连接组件模块上装有气体燃料系统和清吹系统的气体燃料速比/截止阀、控制阀、分流器和清吹阀。同时还装有液体燃料系统的流量分配器、控制NOx排放的回注水分级隔离阀和连接辅机组件与燃气轮机的所有管道。
燃气轮机模块、辅机模块、内部连接组件模块均配有独立的隔声罩壳，组成各自的舱室。每个舱室中都配有照明系统、电源插座、CO2灭火保护系统、通风系统、出入门和根据需要使用的消声设备，各舱室外1米处的噪声不大于85dBA。
此外，9FA机组还设有独立的电气设备控制模块，该模块由底盘、隔声罩壳、照明系统、电源插座、空调系统、出入门等组成。控制室内装有三冗余的Mark-Ⅵ燃气轮机控制盘（Speedtronic）、发电机控制盘、发电机保护盘、电动机控制中心、带双充电器的机组蓄电池和励磁系统。所有电气控制设备都是在制造厂内组装的，运抵现场后仅需将控制设备、电气设备的电缆与燃气轮机舱室、辅机舱室、内部连接组件舱室的元件和设备相连即可。
8、 PG9351（FA）型燃气轮发电机组的启动
该机组中的发电机是GE公司的390H型发电机，采用氢气冷却，通过刚性联轴器与燃气轮机的压气机进气端相连。该发电机设有一套低速盘车装置，燃气轮发电机组的启动采用静态启动，即启动时将同步发电机作为启动电动机来使用，通过变频器供应启动电力。
燃气轮机在船用动力方面的应用与发展 邵高鹏 （清华大学汽车系，北京 100084） 摘要：介绍船用燃气轮机的工作原理和特点，对比燃气轮机和内燃机性能的优缺点，总结燃气轮机应用于船用动力的现状和未来的发展方向。 关键词：船用燃气轮机；原理；应用；发展方向； 1．引言 燃气轮机动力装置在50年代开始用于船舶，在此之前，水面舰艇都已蒸汽轮机和内燃机作为其动力装置，大型舰船以蒸汽轮机为其主要的动力装置，蒸汽轮机的优势在于技术相对简单，制造相对容易，但是其同样存在油耗大，占用空间大等等劣势，而柴油机的单机功率有限，必须采用多机并用。并且由于燃气轮机汽固有的一些优点，使得它逐渐向柴油机动力在船舶动力上的统治地位发起了挑战。最初的燃气轮机还只能应用与军用舰艇，但是随着燃气轮机技术的发展，燃气轮机在商船上也逐步得到了推广。 2．船用燃气轮机的工作原理 船用内燃机的循环模式可以分为简单开式循环，其工作过程同内燃机类似，也可以分为吸气、压缩、做功及排气四个工作行程，但是与内燃机又有很大的不同，下图中是一种燃气轮机的结构示意图。 轴流压气机的转子高速回转，在压气机的进口处产生吸力，将新鲜空气吸入压气机，对应着吸气的过程。空气在轴流压气机中增压，压力和温度都有升高，空气继续流动经过扩压器，减速增压进入燃烧室中，此时的空气温度和压力都较高，比容很小，这就实现了空气的压缩过程。在空气进入燃烧室的同时，燃油同时喷入与空气混合形成可燃混合气，点燃后迅速燃烧，温度继续升高，而压力变化不大（由于流动损失的存在）；高温高压的燃气，经过涡轮的静叶的导向之后冲击涡轮的动叶叶片，推动叶片使涡轮转子高速转动而产生转矩。涡轮常分为两级，第一级涡轮（高压涡轮）上产生的转矩用于驱动与之联动的压气机，第二级涡轮（动力涡轮）上产生的转矩经过传动轴和减速箱输出，这就是燃气轮机的燃烧和做工过
燃气轮机运行故障及典型事故的处理 1 燃气轮机事故的概念及处理原则 111 事故概念 燃气轮机事故指直接威胁到机组安全运行或设备发生损坏的各种异常状态。凡正常运行工况遭到破坏,机组被迫降低出力或停运等严重故障,甚至造成设备损坏、人身伤害的统称为事故。造成设备事故的原因是多方面的,有设计制造方面的原因,也有安装检修、运行维护甚至人为方面的原因。 112 故障、事故的处理原则 当燃气轮机运行过程中发生异常或故障时,处理时应掌握以下原 则:(1) 根据异常和故障的设备反映出来的现象及参数进行综合分析和判断,迅速确定故障原因,必要时立即解列机组,防止故障蔓延、扩大。(2) 在事故处理中,必须首先消除危及人身安全及设备损坏的危险因素,充分评估事故可能的对人身安全和设备损害的后果,及时、果断的进行处理。(3) 在处理事故时牢固树立保设备的观念。要认识到如果设备严重损坏以至长期不能投入运行对电力系统造成的影响更大。所以在紧急情况下应果断的按照规程进行处理,必要时停机检查。 (4) 在事故发生后,运行各岗人员要服从值班长的统一指挥,各施其责,加强联系和配合,尽可能将事故控制在最小的损坏程度。(5) 当设备故障原因无法判断时,应及时汇报寻求技术支持,并按最严重的后果估计予以处理。(6) 事故处理后,应如实将事故发生的地点、时 间及事故前设备运行状态、参数和事故处理过程进行详细记录和总
结。 2 燃气轮机的运行故障、典型事故及处理 211 燃机在启动过程“热挂” “热挂”现象:当燃机启动点火后,在升速过程中透平排气温度升高达到温控线时燃机由速度控制转入温度控制,这抑制了燃油量的增加速率而影响燃机升速,延长燃机启动时间,严重时燃机一直维持在温控状态使燃机无法升速,处于“热挂”状态。随后燃机转速下降致使启动失败,只能停机检查。 “热挂”的原因及处理办法有: (1) 启动系统的问题。①启动柴油机出力不足;②液力变扭器故障。液力变扭器主要由一个离心泵叶轮、一个透平轮和一个带有固定叶片的导向角组成。在启动过程中通过液体将启动柴油机的力矩传送给燃机主轴。液力变扭器的故障可通过比较柴油机加速时燃机0 转速到14HM 的启动时间来判断;③启动离合器主从动爪形状变化,使燃机还没超过自持转速,爪式离合器就提前脱离(柴油机进入冷机后停机) ,这时燃机升速很慢。而燃油参考值是以0105 %FRS/ S 的速度上升的,由于燃机升速慢而喷油量增速率不变使燃油相对过量,使排气温度T4 升高而进入温控,导致燃机的启动失败。(2) 压气机进气滤网堵塞、压气机流道脏,压缩效率下降。进气滤网堵塞会引起空气量不足;压气机流道脏会使压气机性能下降。必须定期更换进气滤网并对压气机进行清洗,及时更换堵塞的滤网和清除压气机流道上的积垢及油污。(3) 燃机控制系统故障。当燃油系统或控制系统异常时,有可能引起燃油
燃气轮机进气蒸发冷却系统 发表时间：2016-10-08T15:24:19.737Z 来源：《电力设备》2016年第13期作者：马良熊少军 [导读] 燃气蒸汽联合循环电站的出力具有很强的进气温度特性，即随着环境温度升高。 （青岛华丰伟业电力科技工程有限公司山东青岛 266100） 摘要：介绍西门子SGT6-5000F燃气轮机进气系统配套的介质式蒸发冷却器系统工艺、工作流程、运行情况，并对其经济性进行了初步分析。 关键词：蒸发冷却器气耗率 1 引言 燃气蒸汽联合循环电站的出力具有很强的进气温度特性，即随着环境温度升高，燃气轮机的压气机单位吸气量的耗功增大，而且燃气轮机进气密度下降，做功工质的质量流量较少，故燃气轮机出力几乎按比例呈较大幅度下降，循环效率在一定温度范围内呈下降趋势。为改善燃气轮机的出力,对燃气轮机实施进气冷却是最快捷而有效的措施。 蒸发式冷却作为压气机进气冷却的方式之一，与其它冷却方式相比（如机械压缩式制冷，吸收式制冷等）具有适用范围广（甚至包括在沿海等高湿度地区），系统简单，投资少等独特优点。目前在实际中应用的蒸发式冷却器具有两种形式：一为雾化式蒸发冷却器；另一为介质式蒸发冷却器。前者将水高细度雾化后喷入空气流中，依靠细微的水滴颗粒对空气进行加湿冷却。后者是使空气通过含水的多孔介质来对其加湿冷却。 本文以西门子SGT6-5000F燃气轮机进气系统配套的介质式蒸发冷却器为例，介绍了系统设备、工作流程、运行情况，从燃气轮机角度对其经济性进行了初步分析，以供参考。 2 介质式蒸发冷却系统设备及工作流程 主要设备为蒸发冷却泵，布水器，湿帘，除水器，水箱及调节阀和滤网。 其工作流程为冷却水经调节阀分三路送至湿帘顶部的布水器后均匀撒在填料表面，由于重力作用冷却水自上而下洒下。空气经粗滤，精滤过滤后，除去杂质后，再经过蒸发冷却装置，与填料中自上而下的冷却水进行热交换，部分水因吸收空气湿热汽化蒸发后变成水蒸气，未蒸发的水流回水箱。空气温度降低，同时因为融进部分水蒸气而使相对湿度增加。空气和水蒸气的混合物流向下游的除雾器，其中部分水雾和小水滴在除雾器上凝结成小水滴，在重力作用下落入水箱，降低了进气的携水率，减少了压气机因进气空气水量增加而导致的负荷消耗，同时空气中的微小尘埃也随水滴落入水箱，起到水除尘的左右，避免其对压气机的腐蚀。 本装置加入了一些安全措施，如流量开关、水位开关和温度开关，以便发送信号，判断运行是否正常，或是否具备启动条件。蒸发冷却系统投入需要满足以下条件：1.负荷率大于60%，2.入口温度大于15℃，3.水箱水位在正常位置。 3 大气温度的变化对于燃气轮机及其联合循环影响分析 大气温度对于简单循环及其联合循环的功率和效率有相当大的影响，这是由于以下三方面造成的，即①随着大气温度的升高，空气的密度变小，致使吸入压气机的空气质量流量减少，机组的做工能力随之变小；②压气机的耗功量是随着吸入空气的热力学温度成正比关系变化的，即大气温度升高时，燃气轮机的净出力减小；③当大气温度升高时,压气机的压缩比将有所下降，这将导致燃气透平做工量的减少，而燃气透平的排气温度却有所增加。这样燃气轮机及其联合循环的效率和净功率将会发生如图一所示的变化。 图一大气温度与燃气轮机及其联合循环的效率和净功率曲线 4 投用蒸发冷却系统相关参数分析 4.1燃气轮机净输出功率比较。根据与西门子签订的性能保证合同参数，对于2+2+1方式设置的联合循环机组，蒸发冷却系统投入前后对燃气轮机单循环净输出功率的区别如下（注：燃气的工况下）。 4.1.1在大气温度为46℃、湿度为40%、大气压力在1013mbar的情况下，不投入蒸发冷却系统，两台燃气轮机的单循环净输出为362707KW; 4.1.2在大气温度为46℃、湿度为40%、大气压力在1013mbar的情况下，投入蒸发冷却系统，两台燃气轮机的单循环净输出为397966KW; 蒸发冷却系统投入前后区别如下：投入后两台燃气轮机的负荷每小时高35259kw，相当于每台燃气轮机每小时高17629.5kw,每台燃气轮机每小时出力高出9%，则燃气轮机出力可达到100%的负荷，如果不投入蒸发冷却系统，则燃气轮机出力只有91%的负荷。 4.2蒸发冷却系统投入前后参数变化分析 某套燃气轮机负荷控制方式为基本负荷，根据蒸发冷却系统投入前后参数变化趋势整理成数据如表一所示，分析如下：
燃气轮机控制系统—SPEEDTRONIC Mark V 摘要:本文介绍了燃气轮机及其控制系统的发展历程,以及燃气轮机控制系统—SPEEDTRONIC Mark V的工作原理及主要功能,并列举了几个燃气轮机控制系统的例子。 关键词:燃气轮机;控制系统 SPEEDTRONIC Mark V Gas Turbine Control System Abstract: This paper introduce the development history of gas turbines and their control system, and the functional principle and main features of gas turbine control systems, accompanied by some exemplifying system. Keywords: Gas Turbine; control system 1.燃气轮机控制系统的发展 燃气轮机开始成为工矿企业和公用事业的原动机组始于40年代后期,其最初被用作管道天然气输送及电网调峰。早期的控制系统采纳了液压机械式气轮机调速器,并辅以气动温控,启机燃料限制稳定及手动程控等功能。其余诸如超速、超温、着火、熄火、无润滑油及振动超标等保护均由独立的装置来实现。 随着控制技术的飞快发展，燃气轮机控制系统出现了以燃料调节器为代表的液压机械操动机构,以及用于启、停机自动控制的继电器自动程序控制。继电器自动程序控制,结合简单的报警监视亦可和SCADA(监控与数据采集)系统接口,用于连续遥控运行。这便是于1966年美国GE公司推出的第一台燃机电子控制系统的雏形。该套系
燃气轮机故障监测及诊断 1. 国内燃气轮机主要类型 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： （1）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。 （2）重型燃气轮机为工业型燃气轮机，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。 燃气轮机有不同的分类方法，一般情况如图1-1所示。 图1-1
2. 燃气轮机故障类型 1.燃机在启动过程中“热挂” 2.压气机喘振 3.机组运行振动大 4.点火失败 5.燃烧故障 6.启动不成功 7.燃机大轴弯曲 8.燃机轴瓦烧坏 9.燃机严重超速 10.燃机通流部分损坏 11.润滑油温度高 12.燃机排气温差大 3. 燃气轮机故障原因 “热挂”的原因： （1）启动系统的问题。启动柴油机出力不足；液力变扭器故障等。 （2）压气机进气滤网堵塞、压气机流道脏，压缩效率下降。 （3）燃机控制系统故障。 （4）燃油雾化不良。 （5）透平出力不足。 产生压气机喘振的原因： 压气机喘振主要发生在启动和停机过程中。引起喘振的原因主要有：机组在启动过程升速慢，压气机偏离设计工况；机组启动时防喘放气阀不在打开状态；停机过程防喘放气阀没有打开。 机组运行振动大的原因： 引起燃气轮机运行振动的原因较多，对机组安全运行构成威胁，因此应高度重视。下面列举部分引起机组振动的情况： （1）机组启动过程过临界转速时振动略微升高，属正常现象，但在临界转速后振动会下降。按正常程序启动燃气轮机时，机组会快速越过临界转速，如果由于升速慢引起振动偏高，应检查处理升速较慢的原因。 （2）启动过程中由于压气机喘振引起的振动偏高，喘振时压气机内部发
燃气轮机控制系统 概况 燃气轮机控制系统—SPEEDTRONIC Mark V 摘要:本文介绍了燃气轮机及其控制系统的发展历程,以及燃气轮 机控制系统—SPEEDTRONIC Mark V 的工作原理及主要功能,并列举了几个燃气轮机控制系统的例子。 关键词:燃气轮机;控制系统 SPEEDTRONIC Mark V Gas Turbine Control System Abstract: This paper introduce the development history of gas turbines and their control system, and the functional principle and main features of gas turbine control systems, accompanied by some exemplifying
system. Keywords: Gas Turbine; control system 1. 燃气轮机控制系统的发展燃气轮机开始成为工矿企业和公用事业的原 动机组始于40 年代后期,其最初被用作管道天然气输送及电网调峰。早期的控制系统采纳了液压机械式气轮机调速器,并辅以气动温控,启机燃料限制稳定及手动程控等功能。其余诸如超速、超温、着火、熄火、无润滑油及振动超标等保护均由独立的装置来实现。 随着控制技术的飞快发展, 燃气轮机控制系统出现了以燃料调节器为代表的液压机械操动机构,以及用于启、停机自动控制的继电器自动程序控制。继电器自动程序控制,结合简单的报警监视亦 可和SCADA（监控与数据采集）系统接口,用于连续遥控运行。这便是于1966 年美国GE 公司推出的第一台燃机电子控制系统的雏形。该套系统, 也就是后来被定名为SPEEDTRONIC MARK I 的控制系统,以电子装置取代了早期的燃料调节器。 MARK I 系统采用固态系列元件模拟式控制系统, 大约50 块印刷电路板, 继电器型顺序控制和输出逻辑。 MARK II 在1973 年开始使用。其改进主要是采用了固态逻辑系统, 改进了启动热过渡过程, 对应用的环境温度要求放宽了。 在MARK II 的基础上, 对温度测量系统的补偿、剔除、计算等进行改型, 在70 年代后期生产出MARK II ＋ITS, 即增加了一套集成温度系统。对排气温度的控制能力得以加强, 主要是对损坏的排气热电偶
燃气轮机系统建模与性能分析 摘要：燃气轮机机组具有超强的北线性，人们掌握它的具体实施工作过程运行 规律是很难得。在我过电力工业中对它的应用又不断加强。为了更加透彻的解决 这个问题，本文将通过建立燃气轮机机组系统建模及模拟比较研究机组设计和运 行中存在的问题，从而分析它的性能。 关键词：燃气轮机；系统建模；性能 1模拟对象燃气轮机的物理模型 在标准IS0工况条件(15℃101.3kpa及相对湿度60%)下，压气机不断从大气中 吸入空气，进行压缩。高压空气离开压气机之后，直接被送入燃烧室，供入燃料 在基本定压条件下完成燃烧。燃烧不会完全均匀，造成在一次燃烧后局部会达到 极高的温度，但因燃烧室内留有足够的后续空间发生混合、燃烧、稀释及冷却等 复杂的物理化学过程，使得燃烧混合物在离开燃烧室进入透平时，高温燃气的温 度己经基本趋于平均。在透平内，燃气的高品位焙值(高温、高压势能)被转化为功。 1.1燃气轮机数值计算模型与方法 本文借助于 GateCycle软件平台，搭建好的燃气轮机部件模块实现燃气轮机以上物理模型的功能转化，进行燃气轮机的热力学性能分析计算的。在开始模拟燃 气轮机之前，首先对燃气轮杋部件模块数学模型及计算原理方法进行简单介绍。1.2压气机数值计算模型 式中，q1 、q2 、ql 分别为压气机进、出口处空气、压气机抽气冷却透平的 空气的质量流量； T1*、 p1* 分别为压气机进出口处空气的温度、压力； T2*、 p2* 分别为压气机出口处空气的温度、压力 ηc、πc分别为压气机绝热压缩效率，压气机压比 γa为空气的绝热指数；ρa为大气温度；?1为压气机进气压力损失系数 ιcs、ιc分别为等只压缩比功和实际压缩比功 i*2s、i*2、i*1分别为等只压缩过程中压气机出口处空气的比焓，实际压缩过程中压气机出日处空气的比烩和压气机进日处空气的比焓； 当压气机在非设计工况下工作时，一般计算方法是将压气机性能简单处理编制成 数表，通过插值公式求得计算压气机的参数，即在压气机性能曲线上引入多条与 喘振边界平行的趋势线，这样可以把压比，流量，效率均视为平行于喘振边界的 等趋势线和转速的函数。本文采用了同样的计算方法，在计算燃气轮机变工况性 能过程中引入无实际物理涵义的无量纲参变量CMV（compressor map variable），仅相当于引入的平行于压气机喘振边界的趋势线，压气机的质量流量、压力和效 率计算是通过上下游回馈的热力计算结果，插值寻找能够使得上下游热力参数 （压力，温度，输出功率，转速，流量）计算收敛的工作点，即压气机的变工况 工作点。 1.3燃烧室数值计算模型 其中 式中： α为过量空气系数： L0为燃料的理论空气量：
军舰动力装置概况——燃气轮机美国FT-8舰用燃气轮机 (一)研制背景和研制打算 FT-8燃气轮机由普拉特?惠特尼(P&W)公司的JT8D-219航空涡扇发动机派生。JT8D-219是JT8D系列中的最新型号，1985年开始投入使用。研制时充分利用了FT-4燃气轮机的成功体会，并移植了普拉特?惠特尼公司的PW2037和PW4000航空发动机的先进技术。在设计上突出了机组的高效率、高寿命和高可靠性。JT8D系列是一型成熟的航空发动机，20余年来已生产14000余台，并装在3000多架民航飞机上，如波音727、737、DC-9、MD-82等。累计运行了两亿八千五百万飞行小时，平均单台寿命超过1 8000h。 FT-8是1986年开始设计的。派生时将低压压气机改为8级，前两级用JTSD的风扇改成，第3级至第8级除对第3级压气机叶型作修改外，其他5级不变。进口导流叶片与前2级静子叶片可调。高压压气机共7级，7级高压压气机不变，重新设计了燃烧室和燃料系统。高、低压涡轮叶片加大了冷却，并设计了涡轮间隙操纵结构。动力涡轮4级，涡轮效率93．6％，燃气轮机总效率38．7％，是当代同等功率燃气轮机中最高的。 (二)系统组成和要紧性能 FT-8燃气轮机由进气道、低压压气机、高压压气机、燃烧室、高压涡轮、动力涡轮、排气装置和操纵系统等部套组成。 高压涡轮。单级轴流式。涡轮叶片和导向叶片为气冷，涡轮叶片材料为MAR-M-247，导向叶片为MAR-M-509，轮盘为In718。叶片涂层为N iCoCrAly。 低压涡轮。2级轴流式，第1级气冷。所有叶片材料皆为MAR-M-247，轮盘皆为Was-paloy。除第2级导向叶片涂层为PtAl外，其余叶片涂层皆为NiCoCrAly。 动力涡轮。4级轴流式，叶片材料除第3和第4级导向叶片为In7 18外，皆为In738。轮盘为Ing01。第1和第2级涡轮叶片及导向叶片涂层为PW A73铝硅，轴采纳PW All0铝涂层。
燃气轮机的空气进气和排气系统 发表时间：2017-12-26T15:07:14.253Z 来源：《防护工程》2017年第21期作者：杨士博徐有宁[导读] 本文基于对燃气轮机空气的进气和排气系统，空气质量对燃气轮机的运行性能和可靠性有着巨大的影响。 沈阳工程学院能源与动力工程学院辽宁沈阳 110136 摘要：本文基于对燃气轮机空气的进气和排气系统，空气质量对燃气轮机的运行性能和可靠性有着巨大的影响，文中着重对进气系统的结构、工作规程，以及空气中的大颗粒悬浮物会对进气设备造成腐蚀和污染，进气系统的噪音污染进行了详细描述。关键词：进气系统排气系统进气管道和消音 燃气轮机是以空气为工质，其进口空气质量和纯净度是提高机组性能和可靠性的前提。因为空气中或多或少包含各种无机物和有机物颗粒杂质，在燃气轮机通流部分中将产生侵蚀、积垢和腐蚀，但一般不会同时发生。对于电站燃气轮机，灰尘颗粒对叶片的侵蚀是较为突出的问题，对机组的寿命有很大影响。 1、空气的进气系统 空气的进气系统包括以下部分：一带有防风雨罩的过滤器房，一个采用高效过滤元件的自动清洁的过滤系统，以及一个进气管路系统。采用了向上和向前这一方式的安排，过滤器房处于进气管道支托结构的顶部上面。进气管路系统与进口的放气加热组合件一起也安装在进气管道支托结构的上面。空气进入过滤器房，通过过道，声学的消声器，进气的加热组合件，垃圾杂质的筛网，然后通过进口的压力通风部位进入至汽轮机的压气机。过滤器房处于抬高位置的安排使系统的结构紧凑扎实，可使过滤器房中尘屑的拾取量达到最少进气系统的结构中所采用的材料和涂料，在设计上考虑到使之免于维修保养。过滤器房的外部和内部的所有面积上（因暴露于空气气流中）以及管路上都涂以一种有防腐和保护作用的无机的含锌底层涂料和环氧树脂的外层涂料。进口处的消音打孔板是用不锈钢制作而成。垃圾杂质的筛网也是不锈钢制成。所有支架的钢材都经过镀锌处理。 2、进口部分 过滤器房包括防风雨罩（其后是水分的分离器）以及一个高效的自动清洁过滤站。防风雨罩是防备大雨和防止空气中大的污染物质进入到进口处的过滤器房。方法是把空气向上引入速度则低于下落雨滴和空气中大杂质落下时达到终点的速度。对于沿海的、水上的、离岸面向海面的平台上使用场合中，建议在防护罩中装有水分分离器，在这些地方的空气中，海水中有高度的盐分能成为一个问题或者有可能需要去除掉潜在的有腐蚀性的液体。自动清洁过滤元件装在垂直的尘格板上。它们是放在一薄钢板的封闭室内，是按照确当的气流流通安排和免受天气影响而设计的。当过滤元件上载满了尘屑以及通过过滤介质后的压力降达到了一个预定数值（用一压力微分开关测量）时，换向一脉动型自动清洁装置启动。采用了一自动程控器控制，过滤元件组以规定的次序，依次进行清洁。程控器操纵着一组电磁阀，每一只控制着几个过滤器的清洁。在清洁进行时，每个阀门释放一短暂的脉冲高压空气。这一脉冲空气冲击着过滤网，造成一短暂的逆向气流，这一气流便积聚在网上的尘屑松开而跌落入存放箱中。在清洁循环完成后，尘屑然后被排放出。清洁循环会一直连续进行，直至尘屑被充分地清除掉并且该部分的压力降到达了压力微分开关上较低的一个设置值才停止。 3、进气管道和消音 空气的进气管道将空气气流从示波器房的出口导入燃气轮机压气机的进口。它包括 8 英尺消音，4 英尺结合有进口放气加热组合件的有消音衬里的管路，一个有消音衬里的90°弯管（内有杂质过滤网），一个有消音衬里的挠性连接口，以及进口处的压力通风部分。进口的消音设施包含着一有声学上处理过的衬里的导管，它含有用矿石棉构成的绝缘挡板，包裹着玻璃纤维布，并且用打着孔眼的不锈钢钢板封装。消音管道内壁的经声学上处理的衬里和消声装置的管路下游有着相似的结构。挡板的垂直-平行外形结构是为了消除压气机的基本音频而特殊设计的，同时也可降低其他频率的噪音水平。采用了一个压气机的放气加热装置后，一部分压气机排放出空气气流被用来加热进入的空气。这一点在汽轮机启动，停机和其他操作状态下可加强汽轮机的可操作性。进口放气加热装置包括一组不锈钢管，装至紧接在消音段后面的无衬里管路上，管路外的一集合总管将空气分配至伸入至管路的这些垂直的不锈钢管，在管路中，排放出的空气通过这些分配管子上所集合成的一系列孔分散至进入的空气气流中。弯管内窝藏着 2 件固定的不锈钢杂物滤网。该杂物滤网的目的在于保护压气机免受从过滤器房、管路或由于维修工作中的过失而进入弯管的硬件的散件。位于杂物滤网下游的一个可移动的出入面板用于清除和检查的目的。有消音处理衬里的膨胀接头将进气装置与燃气轮机隔开。进口处的压力通风乃是进气管路与燃气轮机空压机之间的连接点。进气管路系统也包含有露点温度传感器的设置，该传感器用以监测进口放气加热组合件的下游空气气流，可使与进口放气加热装置有相联系的工作性能的退化降低最少，通过与Mark V 的信息传递，进气系统中所有部分的相对湿度都处于结霜点以下。 4、结论 本文主要对燃气轮机的空气的进气和排气系统做了详细的描述，分析了空气质量对燃机运行和可靠性，对设备的污染和受损有什么影响。为了能够发挥出设备运行性能和可靠性的，必须配备良好的进气系统，对进入机组的空气进行过滤，必须滤掉其中的杂质，这一个能起自动清洁作用的过滤系统（装置）可以容易地和有效地除去悬浮于空气中的 10μm 或更大一些的颗粒。这些颗粒一般来说当存在有足够的数量时是造成显著腐蚀和压气机被弄脏的原因。与进气系统相联系的噪音污染问题是大家所关心的。燃气轮机运行时在进气管路中产生了一相当大的噪音。通过装在管道中成为一组成部分的消音器的应用，使噪音削弱。 参考文献： 【1】、焦树建.燃气轮机与燃气-蒸汽联合循环装置上/下[M].北京：中国电力出版社，2007.8 【2】、杨顺虎.燃气-蒸气联合循环发电设备及运行[M].北京:中国电力出版社，2003. 【3】、黄兵，魏海霞，陈涛.初效过滤器在燃机进气系统上的应用［J］.冶金动力，2（4）57-59. 【4】、骆桂英，俞立凡.燃气轮机进气过滤系统的运行[J].发电设备，2008（5）398-403．
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
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
燃气轮机用于发电的主要形式 燃气轮机用于发电的主要形式 燃气轮机装置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，如LM6000PC和FT8燃气轮机，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，如GT26和PG6561B等燃气轮机，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。 燃气轮机用于发电的主要形式： 简单循环发电：由燃气轮机和发电机独立组成的循环系统，也称为开式循环。其优点是装机快、起停灵活，多用于电网调峰和交通、工业动力系统。目前的最高效率的开式循环系统是GE公司LM6000PC 轻型燃气轮机，效率为43%。 前置循环热电联产或发电：由燃气轮机及发电机与余热锅炉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，转换为蒸汽或热水加以利用。主要用于热电联产，也有将余热锅炉的蒸汽回注入燃气轮机提高燃气轮机出力和效率。最高效率的前置回注循环系统是GE公司LM5000-STIG120 轻型燃气轮机，效率为43.3%。前置循环热电联产时的总效率一般均超过80%。为提高供热的灵活性，大多前置循环热电联产机组采用余热锅炉补燃技术，补燃时的总效率超过90%。 联合循环发电或热电联产：燃气轮机及发电机与余热锅炉、蒸汽轮机或供热式蒸汽轮
舰用燃气轮机某关键部件故障诊断方法研究 系别信息工程系 专业测控技术与仪器 班级 学号 姓名 指导教师崔建国 负责教师崔建国 2015年6月
摘要 燃气轮机的关键部件之一滚动轴承是机械设备运行过程中产生最易产生故障的零件，它运行的正常与否直接影响到整台机器的性能。防止故障升级，发生灾难性事故。所以对滚动轴承故障诊断技术进行探讨和学习就具有十分重要的意义。 本文主要以燃气轮机的滚动轴承为研究对象，利用测量的轴承振动信号参数来进行故障诊断，利用神经网络技术对某一动态的模拟原理，应用到对滚动轴承故障诊断的具体方面，设计并构建了基于BP神经网络和自适应模糊神经网络（Adaptive Network Fuzzy Inference System）的滚动轴承故障诊断系统，在MATLAB软件里对构造的训练样本进行训练，利用训练完成后的神经网络我们就可以对滚动状态故障进行诊断。 关键词：滚动轴承；BP神经网络；模糊神经网络
Abstract Rolling bearing is one of the most ordinary parts in mechanical machine, its running state can influence the performance of the whole machine directly, the aircraft stabilizer health status need to be monitored in real time to ensure the aircraft fly safety. so it is important to study the technology of fault diagnosis for rolling bearing. On the basis of analyzing the fault mechanism and vibration signal characteristics of rolling bearing systematically, and after analyzing and processing the vibration signals of right and fault state of rolling bearing, partial appropriate feature parameters are selected as the input of the neural network according to the time and frequency domain characteristics of parameters in this thesis. and the fault diagnosis system for rolling bearing based on BP neural network is built up. Finally,and fuzzy artificial neural network diagnosis technique the training set of right and fault states of rolling bearing is built up by using the measuring data of rolling bearing from former research, the neural network model is trained on the platform of Matlab software.the operating state of rolling bearing has been diagnosed by using the above network which has been trained well. Keywords: rolling bearing; BP neural network; fuzzy artificial neural network
燃气轮机发电案例介绍-天然气应用 1 案例背景 燃气轮机热电（冷）联产系统可同时提供电能和热（冷）能，相比传统能源解决方式，系统效率高，简单可靠，应用灵活，节能环保，且受国家政策鼓励，可广泛应用于各种场合，为用户降低能耗并改善当地环境，以下是以天然气为燃料，应用于工业用户的典型案例介绍。 1.1 现场条件(以上海为例) 海拔高度5m 设计大气温度14℃ 设计大气压力101.3Kpa 设计大气相对湿度60% 1.2 燃料 以天然气为燃料 燃气热值：8400 KCal/Nm3 燃气压力：0.3Mpa(假设) 1.3 热电负荷及运行时数 最大蒸汽流量：29t/hr 蒸汽压力： 1.0 Mpa 蒸汽温度：185℃ 年供热时间：7000小时 年运行小时数：7000小时 2 方案 燃气轮机热电联产系统一般根据以热定电的原则进行设计和设备选择，该项目选用1台索拉公司大力神130(TITAN 130)燃气轮机，配1台余热锅炉，两台燃气压缩机（1用1备），整个系统可布置在简易厂房内，总占地面积约3200平方米。 2.1 燃气轮机 每台大力神130机组在项目现场主要参数如下： 铭牌功率：15000KW 发电机出力：14556 KW 燃烧空气进口温度：14℃ 燃机工况点：满负荷运行 燃料流量：4339Nm3/hr 涡轮排气温度：500 ℃ 尾气流量：177882 Kg/hr
2.2 余热锅炉 每台余热锅炉在项目现场主要参数如下： 蒸汽温度：185.5℃ 蒸汽压力： 1.03 Mpa 蒸汽流量：29245 kg/hr 2.4 系统总容量及实际出力 总装机铭牌功率：15000 KW 现场实际净输出功率：14556 KW 总蒸汽流量：29245 Kg/hr 总燃气消耗量: 4339 Nm3/hr 3 索拉中国业绩 索拉公司进入中国已经超过30年，在国内已经有超过260台机组，其中金牛60机组超过70台，大力神130超过70台。在项目执行过程中和国内的许多设计院建立了良好的合作关系，他们也对索拉机组有充分的了解，可以非常快速地和可靠地完成设计任务。 此外，上海力顺燃机科技有限公司作为索拉在中国工业发电行业的代理，已在国内完成了多个燃气轮机热电联产项目，可以为项目的规划、建设提供技术服务。 在国内已经建设成功、投入使用的索拉燃气轮机天然气热电联产项目有：浦东国际机场能源中心热电联产项目和成都国际会展中心热电联产项目，其中浦东机场项目运行已经超过十年，目前运行情况良好。 ●浦东国际机场能源中心（1×4000KW）1999年建成并投入使用。 ●成都国际会展中心（1×10690KW，1×5670KW）分别于2005年11月 和2009年4月建成并投入使用。 此外，针对中低热值燃气应用，索拉燃气轮机热电联产项目清单： 1)山东金能煤气化有限公司一期项目（1×5670KW 热电联产），2006 年4 月 投产，目前运行情况良好。 2)内蒙古太西煤集团乌斯太项目（2×5670KW 热电联产），2008 年10 月投产， 目前运行情况良好。 3)山东金能煤气化有限公司二期项目（3×5670KW 联合循环），2008 年4 月 投产，目前运行情况良好。 4)河南顺成集团煤焦有限公司一、二项目（2×15000KW 热电联产），分别于
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/6a8998917.html, 燃气轮机故障分析及维护措施 作者：崔明旭 来源：《装饰装修天地》2020年第10期 摘; ; 要：伴随着我国经济的的飞速提升，社会生产生活对于电力的需求也越来越多，而我国的电力生产主要方式就是火力发电。而伴随着人们对于环境问题的重视，使用清洁能源，优化电力资源生产结构逐渐受到人们的关注。因此，引进燃气轮机设备到电力生产中去，是减少占地面积、解决生产成本、保护环境的重要措施。但就我国的技术水平来讲，不仅不足以设计与制造良好的燃气轮机，更是在设备的检修上还存在相当多的问题。 关键词：发电厂;燃气轮机;运行与检修 1; 前言 良好的运行状况和优良严谨的维修作风，对延长燃气轮机寿命以及减少停机时间和减少检查间隔都有着重要的作用。燃气轮机在实际运行中有很多因素如燃料、滑油、启动循环以及我们的维修思想和外部环境都直接影响着燃气轮机、重要部件或附件的寿命。我们在掌握了燃气轮机的结构原理的同时，还必须清楚这些因素的影响，以利于制定合理的运行方式和维修计划，最大限度的延长燃气轮机的寿命，最大限度的减少运行维修费用和停机时间。 2; 燃气轮机应用研究现状 与国际对燃气轮机的故障分析相比，我国起步较晚。随着当前科学技术的不断改进以及国内航空航天事业的不断发展，国家现已投人大量的技术在研发方面，并已取得了显著成就。燃气轮机主要工作原理便是提供扇叶旋转的动力，将外界连续流动的气体经过轴流压缩机的高强度压缩，将压缩后的气体经过燃烧室与燃料混合后，推动外负荷转子做功。整体而言，我国燃气轮机的状态的监测和故障诊断方面还存在着较多问题，一些可靠的专家系统还没有得到真正的应用。因此，在我国，燃油轮机状态监测与故障诊断技术的研究还有很大的空间，值得相关技术人员的研究。 3; 汽轮机常见问题分析 3.1; 轴承损坏 轴承损环主要包括三种，推力轴承损坏、气流轴承出现激振和轴承振动。如果推力轴承出现损坏现象，那么轴向通常情况下就会发生移动，随之而至的就是推力瓦的乌金温度升高，严重的时候推力瓦块会甚至会出现冒烟或者局部及全部熔化的情况。然后就是气流轴承出现激振，这个问题的出现一般都是由于汽轮在机运行的时候蒸汽的密度大、压力高所导致的，因为
燃气轮机简介 1、燃气轮机发展史 1939年世界上第一台燃气轮机投入使用以来，至今已有65年的历史。在这65年中燃气轮机的发展非常快，其性能、结构不断地提高和完善。燃气轮机的用途已从过去的军事领域扩展到铁路运输、移动电站、海上平台、机械驱动和各种循环方式的大中型电站等。例如：简单循环、回热循环、间冷循环、再热循环、燃气—蒸汽联合循环（单压、双压、三压再热）、增压硫化床燃烧—联合循环（PFBC—CC）、整体式煤气化联合循环（IGCC）等。由于燃气轮机具有用途广泛、启动快、运行方式灵活、用水量少、热效率高、建设周期短以及对燃料的适应性非常广（各种气体燃料、液体燃料和煤）等特点，因此可以这样说，燃气轮机已经成为热机中的一支劲旅，汽轮机长期独霸发电行业的格局已经开始动摇。 近二十年来，燃气轮机在电站中的应用得到了迅猛发展。这是因为燃气轮机启动速度快、运行方式灵活，且能在无电源的情况下启动（黑启动Black），机动性能好且有极强的调峰能力，可保障电网安全运行。进入八十年代以后，燃气轮机技术得到了迅猛发展，技术性能大幅度提高。到目前为止单机容量已达334MW，简单循环的燃气轮机热效率达43.86%，已超过大功率、高参数的汽轮机电站的热效率。而燃气—蒸汽联合循环电站的热效率更高达60%。先进的燃气轮机已普遍应用模块化结构，使其运输、安装、维修和更换都比较方便，而且广泛应用了孔探仪定期检查、温度控制、振动保护、超温保护、熄火保护、超速保护等措施，使其可靠性和可用率大为提高。此外，由于燃气轮机的燃烧效率很高，未燃烧的碳氢化合物、一氧化碳、二氧化硫等排放物一般都能达到严格的环保要求。注水/蒸汽燃烧室和DLN燃烧室的应用使NO X的排放降至9-25ppm。 2、我国燃气轮机工业概况 我国解放前没有燃气轮机工业，解放后全国各地试制过十几种型号的陆海空用途的燃气轮机。1956年我国制造的第一批喷气式飞机试飞，1958年起又有不少工厂设计试制过各种燃气轮机。 1962年上海汽轮机厂试制船用燃气轮机，1964年与上海船厂合作制成 550KW燃气轮机，1965年制成6000KW列车电站燃气轮机，1971年制成3000KW卡车电站。在这期间还与703研究所合作制造了3295KW、4410KW、18380KW等几种船用燃气轮机。 1969年哈尔滨汽轮机厂制成2200KW机车燃气轮机和1000KW自由活塞式燃气轮机，1973年与703研究所合作制成4410KW船用燃气轮机，与长春机车车辆厂合作制成3295KW机车燃气轮机。 1964年南京汽轮电机厂制成1500KW电站燃气轮机；1970年制成37KW 泵用燃气轮机；1972年制成1000KW电站燃气轮机；1977年制成21700KW快装式电站燃气轮机；1984年与GE公司合作生产了PG6541B型36000KW燃气轮机；从1984年至2004年已生产了PG6541B型、PG6551B型、PG6561B型、PG6581B型四种型号燃气轮机，功率由36000KW上升到现在的43660KW。2003年国家发改委决定南京汽轮电机集团有限责任公司与GE公司进一步扩大