电站燃气轮机课程复习思考题 1. 词语解释： （1）循环效率：当工质完成一个循环时，把外界加给工质的热能q转化成为机械功l c的百分数。 （2）装置效率（发电效率）: 当工质完成一个循环时，把外界加给工质的热能q转化成为电功l s的百分数。 （3）净效率（供电效率）: 当工质完成一个循环时，把外界加给工质的热能q转化成为净功l e的百分数。 （4）比功:进入燃气轮机压气机的1kg的空气，在燃气轮机中完成一个循环后所能对外输出的机械功（或电功）l s（kJ/kg）,或净功l e（kJ/kg）. （5）压气机的压缩比: 压气机的出口总压与进口总压之比。 （6）透平的膨胀比: 透平的进口总压与出口总压之比。 （7）压气机入口总压保持系数:压气机的入口总压与当地大气压之比。 （8）燃烧室总压保持系数:燃烧室的出口总压与入口总压之比。 （9）透平出口总压保持系数:当地大气压与透平的排气总压之比。 （10）压气机的等熵压缩效率:对于1kg同样初温度的空气来说，为了压缩达到同样大小的压缩比，等熵压缩功与所需施加的实际压缩功之比。 （11）透平的等熵膨胀效率:对于1kg同样初温度的燃气来说，为了实现同样的膨胀比，燃气对外输出的实际膨胀功与等熵膨胀功之比。 （12）温度比:循环的最高温度与最低温度之比。 （13）回热循环:在简单循环回路中加入回热器，当燃气透平排出的高温燃气流经回热器时，可以把一部分热能传递给由压气机送来的低温空气。这样，就能降低排气温度，而使进到燃烧室燃料量减少，从而提高机组的热效率。 （14）热耗率：当工质完成一个循环时，把外界加给工质的热能q，转化成机械功（或电工）
第三章燃气轮机 3.1概述 （1）燃烧室功用及重要性 1.保证燃机在各种工况下，将燃料化学能转换为热能，加 热压气机压缩的空气，用于涡轮膨胀做功。 2.燃烧室是燃机的主要部件之一，燃机的性能、可靠性、寿命 皆与它有密切关系。 （2）燃烧室的工作条件 ①燃烧室在高温、大负荷下工作 ②燃烧室在变工况下工作 ③燃烧室在具有腐蚀性的环境下工作 ④燃烧室内的燃烧过程是一个极其复杂的物理化学过程 ⑤燃烧室中的燃烧在高速气流及贫油混合气情况下进行 （“空气分股”、“减速扩压”、“反向回流”） （3）燃烧室的设计要求 ①不同工况下，燃烧室工作应稳定 ②燃烧要安全 ③燃烧室具有最小的流体阻力 ④燃烧室出口温度场应能满足涡轮的要求 ⑤在任何使用条件下，燃烧室都应该迅速、可靠地启动点火，且联 焰性好 ⑥工作寿命长 ⑦燃烧室的尺寸和质量要小 ⑧排气污染应能满足国家标准要求 ⑨检视、装拆和维修应当方便 3.2三种基本类型燃烧室 的结构概述 （1）分管燃烧室 1.结构特点 管形火焰筒的外围包有一个单独的壳体，构成一个分管，沿燃气轮机周围6-16 个这样的分管，各分管用传焰管连通，以传播火焰和均衡压力。 2.优点： ①装拆、维修、检修方便 ②因各个分管的工质流量不大，调试容易，实验结果比较接近实际 情况 3.缺点： ①装拆、维修、检修方便 ②因各个分管的工质流量不大，调试容易，实验结果比较接近实际 情况
（2）环管燃烧室 1 .结构特点： 若干个火焰筒均匀排列安装在同一个壳体内，相邻火焰燃烧区 之间用传焰管连通。 2.优点： ①适合与轴流式压气机配合，布局紧凑、尺寸小、刚性小； ②气流转弯小，流体阻力小，热散失亦小； ③调试比较容易，加工制造的工作量比分管小。 3.缺点： ①燃烧室出口温度场沿周向不够均匀； ②燃烧室的流体损失较大； ③耗费的材料、工时较多； ④质量较重。
编订：__________________ 审核：__________________ 单位：__________________ 燃气轮机合成气燃烧室燃烧稳定性的实验研究Deploy The Objectives, Requirements And Methods To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level. Word格式 / 完整 / 可编辑
文件编号：KG-AO-1217-35 燃气轮机合成气燃烧室燃烧稳定性 的实验研究 使用备注：本文档可用在日常工作场景，通过对目的、要求、方式、方法、进度等进行具体的部署，从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作，使日常工作或活动达到预期的水平。下载后就可自由编辑。 燃气轮机是通过燃烧将化学能转化为机械能的装置，目前燃气轮机广泛的应用到发电、管道输送、船舶动力等领域。对于燃气轮机，燃烧室是燃气轮机最重要的部位，实现稳定安全的燃烧是十分重要的，只有保证燃烧室的稳定燃烧，才能保证燃气轮机的安全稳定的运行。本文通过理论和实验研究，对燃烧室稳定性燃烧进行分析，并且提出了相应促进燃烧稳定的方法，希望为燃气轮机的安全稳定运行提供理论参考。 由于燃气轮机具有功率大、体积小、效率高、污染低等特点，燃气轮机在多种领域具有广阔的应用前景。保证燃气轮机的稳定燃烧，就必须保证燃烧室在任何工况下的稳定燃烧。燃烧室燃烧稳定性关系到燃气轮机的寿命以及安全运行，因此对燃烧室燃烧稳定
第23卷 第1期 2010年3月 《燃 气 轮 机 技 术》G A ST U R B I N ET E C H N O L O G Y V o l .23 N o .1 M a r .,2010 M 701F 燃气轮机燃烧室的特点和燃烧调整 金晓刚 (深圳市广前电力有限公司,广东 深圳 518052) 摘 要:本文分析了三菱M 701F 燃气轮机燃烧室的特点和燃烧调整的方法,以及这些特点对燃烧室部件的影响。 关 键 词:M 701F 燃气轮机;燃烧室特点;特点;调整 中图分类号:T K 473.2 文献标识码:B 文章编号:1009-2889(2010)01-0058-04 M 701F 燃气轮机的主要参数为:17级轴流式压气机,压比17;20个环管布置D L N 燃烧室;透平入口初温1400℃;采用4级反动式透平,单循环效率38.2%。 M 701F 型燃气轮机的燃烧室采用环管逆流布 置方式,带旁路阀。20个预混干式低N O x (D L N )燃烧器沿机组圆周向均匀地斜插入燃烧室外缸里,燃烧室之间设有联焰管传递火焰。如图1所示,每个燃烧室由燃料喷嘴、火焰筒、过渡段和旁路阀及其它 附件组成。 图1 燃烧室的主要部件 1 燃烧室的结构特点 燃料喷嘴由位于圆心的值班燃料喷嘴和围成一圆圈的8个干式预混主燃料喷嘴组成,如图2所示。干式预混喷嘴可降低燃烧温度,特别是减少局部高温区,减少了N O x 的生成。值班燃料喷嘴采用扩散燃烧方式,形成稳定的值班火焰,用以维持主火焰的稳定。燃烧室设置旁路阀是三菱公司的特有技术,旁路阀装于燃烧室尾部区域,可将压气机的出口空 气直接导入过渡段,根据不同燃烧状态,旁路一部分压气机的排气,以调节进入燃烧系统的空气流量,保证不同预混燃烧状态下的最佳空燃比,保持预混燃烧的稳定。 为满足1400℃透平初温要求,M 701F 机组火焰筒和过渡段均使用了N i 基超合金材质,并采取双层结构,如图3所示。图中a 为火焰筒壁面的空气冷却结构。火焰筒为双层壁面,冷却空气从外壁的小孔进入,并在夹层中沿壁面的沟槽流动形成对流 ＊收稿日期:2009-06-07 DOI :10.16120/j .cn ki .issn 1009-2889.2010.01.007
图说燃气涡轮发动机的原理与结构 曹连芃 摘要：文章介绍燃气涡轮发动机的工作原理；对燃气轮机的主要部件轴流式压气机、环管形燃烧室、轴流式涡轮分别进行了原理与结构介绍；对燃气涡轮发动机的整体结构也进行了介绍。 关键字：燃气涡轮发动机，燃气轮机，轴流式压气机，燃烧室，轴流式涡轮 1. 燃气涡轮发动机的工作原理 燃气涡轮机发动机（燃气轮机）的原理与中国的走马灯相同，据传走马灯在唐宋时期甚是流行。走马灯的上方有一个叶轮，就像风车一样，当灯点燃时，灯内空气被加热，热气流上升推动灯上面的叶轮旋转，带动下面的小马一同旋转。燃气轮机是靠燃烧室产生的高压高速气体推动燃气叶轮旋转，见图1。 图1-走马灯与燃气涡轮 燃气轮机属热机，空气是工作介质，空气中的氧气是助燃剂，燃料燃烧使空气膨胀做功，也就是燃料的化学能转变成机械能。图2是一台燃气轮机原理模型剖面，通过它来了解燃气轮机的工作原理。 从外观看燃气轮机模型：整个外壳是个大气缸，在前端是空气进入口；在中部有燃料入口，在后端是排气口（燃气出口）。 燃气轮机主要由压气机、燃烧室、涡轮三大部分组成，左边部分是压气机，有进气口，左边四排叶片构成压气机的四个叶轮，把进入的空气压缩为高压空气；中间部分是燃烧器段（燃烧室），内有燃烧器，把燃料与空气混合进行燃烧；右边是涡轮（透平），是空气膨胀做功的部件；右侧是燃气排出口。
图2-模型燃气轮机结构 在图3中表示了燃气轮机的简单工作过程：空气从空气入口进入燃气轮机，高速旋转的压气机把空气压缩为高压空气，其流向见浅蓝色箭头线；燃料在燃烧室燃烧，产生高温高压空气；高温高压空气膨胀推动涡轮旋转做功；做功后的气体从排气口排出，其流向见红色箭头线。 图3-燃气轮机工作过程 在燃气轮机中压气机是由涡轮带动旋转，压气机的叶轮与涡轮安装在同一根主轴上组成燃气轮机转子，如图4所示。
28 2008年第3期 9E 型燃气轮机燃烧事故分析及预防 A n al y si s a n d P r ev e n t i on M e a s u r e s f o r C o m b u s t i on E v e n t o f 9E G a s T ur bi n e 摘要：针对一起9E 燃气轮机组的燃烧事故，详细分析了事故的起因与过程，对9E 机组的火焰监测保护存在的问题进行了探讨，并提出防止燃烧事故的技术措施，对运行与维护提出了建议。关键词：燃气轮机；分散度；燃烧；监测中图分类号：TK 477 文献标识码：B 文章编号：1007－1881（2008） 03－0026－03叶仁杰 （台州电厂龙湾发电，浙江 台州318016） 图18号火焰筒烧灼情况 温州300M W 燃气—蒸汽联合循环发电工 程有3台100M W 联合循环机组。在一次运行巡检中发现1号燃气轮机冒黑烟，即手动停 机。经检查， 2只火焰筒、1只过渡段完全烧毁，其余4只火焰筒和7只过渡段经修复后可以使用。事故造成直接经济损失约150万元，抢修时间3天，企业损失电量约900万k W h 。虽然燃烧部件局部已严重损坏，但G E 燃烧监测保护并未动作切断燃料，围绕该起事故进行深入分析，探讨事故发生的原因，可为今后的运行提供借鉴。 1 事故经过 事故发生在当日23时45分，因电气原因，1号燃机满负荷跳机。在其后重新启动过程中，因机务、控制等各方面原因历经了4次高速清吹、点火，直至次日3时28分并列。3时52分机组负荷80M W ，排气分散度 （通常默认是第一分散度） 26．7℃。22时54分负荷100M W ，排气分散度升至38． 3℃，约1h 后升至50℃，减负荷至90M W ，第2日0时54分分散度升至59℃，运行人员再次减负荷至85M W ，排气分散度降至40℃，此后机组一直维持该负荷运行，排气分散度基本 稳定在40． 5℃。凌晨6时20分运行人员巡回检查时发现烟囱冒黑烟，立即停运机组。 经检查，设备损坏情况如下： （1） 7－8和8－9联焰管严重损坏，其中阳联焰管烧穿，管身因高温严重变形，靠7号、9号火焰筒一侧的联焰管头部烧灼情况稍轻，其余燃烧单元的联焰管正常。 （2） 8号火焰筒严重损坏，筒体尾部全部溶化，密封裙环全部丧失，筒体除顶部颜色基本正常外，其余大部分颜色变黑，筒身部分冷却气孔被溶化的金属重新凝固后堵塞，见图1。 （3） 2号、7号、12号过渡段正常，3号、4号、6号过渡段内部表面（气流转弯处）有不同程度的斑坑，但未穿透。其余7只过渡段内有大小和范围不同的穿孔，未穿透的斑坑内部及其他部位有明显结垢。8号过渡段严重溶化、烧穿，见图2。 （4） 8号过渡段对应的3片静叶凹弧表面浙江电力 ZH E J I AN G ELECT R I C P O W E R
第28卷第3期2015年9月《燃气轮机技术》GAS TUＲBINE TECHNOLOGY Vol.28No.3Sep．，2015 收稿日期：2015-01-10改稿日期：2015-02-10 作者简介：张亚平（1982—），女，江苏盐城人， 主要从事燃气轮机本体结构设计及技术服务工作，E-mail ：zhangyaping@ntc-china．com 。 GE 公司6F．01燃气轮机DLN 2．5H 燃烧系统 张亚平 （南京汽轮电机（集团）有限公司，南京210037） 摘 要：介绍了GE 公司的6F．01燃气轮机及其主要技术特点， 阐述了在6F．01燃气轮机上应用的DLN 2．5H 燃烧系统的各种燃烧模式，并与GE 公司其它的DLN 燃烧系统进行了比较，分析了各个DLN 燃烧系统在燃烧室结构、喷嘴布置及燃烧模式上的主要技术特点和区别。关 键 词：DLN ；燃烧系统；燃气轮机；燃烧室；燃料喷嘴；燃烧模式 中图分类号：TK473 文献标志码：B 文章编号：1009-2889（2015）03-0014-04 为了降低NO x 排放量，电厂之前普遍采取向燃烧区注水或水蒸汽的措施来降低NO x 的排放水平。但随着环保要求越来越严格，通过注水或水蒸汽来进一步降低NO x 排放水平，会对燃气轮机的性能、部件寿命及检修间隔等产生较大的负面影响，并且 CO 和UHC （未完全燃烧碳氢化合物）等污染物的排放量开始大幅增加。基于这些因素，各大燃气轮机生产厂商开始寻求其它NO x 排放控制技术，目前广泛采用的是干式低NO x （DLN ）燃烧技术，即通过对燃气轮机燃料和空气的预混，并合理控制掺混比例，使燃烧室内进行贫燃料燃烧，且燃烧火焰面温度低于1650?（空气里N 2氧化生成NO x 的起始温度），从而控制NO x 排放。 1GE 公司6F．01燃气轮机简介 GE 公司地面发电用燃气轮机以7系列燃气轮 机为基础，模化发展出6系列和9系列燃气轮机，涵盖了各个功率等级。源自GE 大量的运行经验和技术，6F．01燃气轮机应运而生，其在热力回收应用领域提供低成本发电产品，包括针对流程工业的热电联供，市政区域供热和中型联合循环电网支持。6F．01燃气轮机即最早于2004年在土耳其安装运行的6C 燃气轮机，该型燃气轮机在6B 燃气轮机技术的性能和经验基础上又发展了一步，是GE 公司F 级技术经验在40MW 燃气轮机上的运用成果。它吸取了F 级技术的燃料适应性广、可靠性高、可用性强、可维护性好等特点。6C 燃气轮机设计功率为42MW ，在通过一系列的系统升级和冷却密封等技术的研发改进后重新命名为6F．01，原机型已经累计运行超过11万小时。 6F．01燃气轮机燃烧温度达1370?，透平排气温度602?，单机输出功率51MW ，热效率38%；“1+1”联合循环输出功率75MW ，热效率接近56%，是迄今为止100MW 以下燃气轮机在联合循环领域可以企及的最高效率。和6C 相比，6F．01燃气轮机出力增加，热效率提高，联合供热后效率更可超过80%。 6F．01燃气轮机的技术特点如下： 1）燃气轮机和辅机模块化设计，易于安装、调试、检修和维护，配备50/60Hz 高效率负荷齿轮箱，Mark Ⅵe 控制系统。 2）12级轴流压气机，全三维气动设计，3级进口可调导叶，压比20．7，贯穿拉杆螺栓结构，所有叶片现场可换。 3）6个环管型燃烧室，先进DLN 燃烧系统，NO x 排放的体积分数为25?10－6，燃烧室设置了检修人孔，过渡段和火焰筒的检修更换无需开缸。 4）3级高效率透平，全三维气动设计，第1级 DOI:10.16120/https://www.doczj.com/doc/001209397.html,ki.issn1009-2889.2015.03.003
南京工程学院继续教育学院 毕业论文 9FA燃气轮机干式低NOx燃烧系统及燃 烧监视 姓名：时永兴 学号： 专业：热动 学历：大学 指导教师：赵雅菊 函授站：戚电 中国·南京 2008 年 12 月
目录 前言 (3) 9FA燃气轮机干式低NOx燃烧系统及燃烧监视 (4) 摘要 (4) 一、燃气轮机燃烧系统概况 (4) 1.1燃烧室布置 (4) 1.2气体燃料供给系统 (5) 二、燃烧控制系统 (5) 2.1燃烧模式 (6) 2.1.1扩散模式(L83FXP) (7) 2.1.2次先导预混模式(L83FXL) (7) 2.1.3先导预混(L83FXH) (7) 2.1.4预混(L83FXM) (7) 2.2燃烧模式转换 (8) 2.3实践问题 (9) 三、控制功能的实现 (12) 3.1燃烧基准温度 (12) 3.2进口导叶控制 (12) 3.3进气加热 (13) 3.4气体清吹系统 (13) 四、燃烧监视 (14) 五、造成排烟分散度大的一般原因 (14) 5.1测量 (14) 5.2燃气系统 (15) 5.3燃气喷嘴 (15) 5.4承压室总成 (15) 5.5燃烧系统 (15) 5.6一级喷嘴 (15) 六、排烟分散度大对燃机的影响 (16) 七、排烟分散度允许值TTXSPL的算法 (17) 八、报警与遮断 (18) 九、实例分析 (19) 十、总结 (21) 参考文献： (22) 致谢 (22)
前言 燃气轮机的燃烧调整是一个复杂的过程，需要在不同的负荷段作出相应的调整，最终得出一个最佳的燃料燃烧控制曲线。而且燃气轮机燃烧室的动态特性跟燃料温度、压气机入口空气温度、燃料的成分等有很大的关系，在实际的运行中需要不断总结，努力得到最好的燃烧效果。 燃烧监视就是通过检测反映排烟温度场均匀程度的排烟分散度，来反映燃烧系统或透平的状况的。当排烟分散度大或者说排烟温度场不均匀时，控制系统及时发出报警，提醒运行人员采取措施，或者直接发出遮断指令，这样以防止事故进一步扩大，危及燃烧室、过渡段或透平的寿命。 我们对燃机燃烧过程应有充分的认识，同时在运行中应加以足够的重视。因为，当燃烧真正发生故障时，如果任其发展，将直接导致燃烧室和透平的严重损坏，而对排烟分散度的监视，是我们发现问题的一个极其重要的手段。 我们应注意排烟分散度的变化情况，经常把目前的值与以前类似状况下的值作比较，当发现其变化较大时应及时查明原因。因为，当排烟分散度达到或接近允许值时，很可能燃烧室或透平已经有所损坏了，因此，一旦发现排烟分散度有异常的情况，我们就必须积极地采取有效的方法进行检查，把故障排除在萌芽状态。 本文在撰写过程中，结合9FA燃机实际运行经验，查阅了《燃机控制规范》、《MK-Ⅵ控制程序图》等资料。有不完善之处，欢迎批评指正。
燃气轮机燃烧室性能指标的衡量 （1）燃烧效率。目前，一般燃气轮机组中燃烧室的燃烧效率都能达到95％～99％，航空发动机的燃烧效率更高。 （2）总压保持系数。定义为=P3/P2，是衡量燃烧室气动性能好坏的指标，目前一般燃烧室在设计工况的在0.95～0.97左右。对于连续流动的工质，总压下降有两个原因。一是热力学上的“热阻”，它随工质加热程度（用燃烧室出口总温与进口总温之比τ=T3/T2来表示）的增加而增加，是不可避免的；另一个就是摩擦、掺混等不可逆流动的因素导致的损失，其中有的是为了有效组织燃烧过程而不得不付出的代价。燃气轮机燃烧室研制中要致力于最大限度地减少不必要的总压损失。 （3）出口温度均匀度。在许多燃气轮机中，燃烧室的出口是与透平的入口很靠近的，如果出口处燃气的温度不均匀，即有些地方温度高，有些地方温度低。这样就有可能使透平叶片受热不均，甚至有被烧坏的危险。一般希望燃气的最高温度不能比出口平均温度t3高60～80℃。此外，在装有许多个燃烧室的机组中，还应力争每个燃烧室出口温度场的平均值相互之间的偏差不超过15～20℃。 此外，出口温度沿燃气轮机半径方向的分布有一种中间高，两端低的自然趋势，这正是发挥透平叶片材料的潜力所要求的，因为透平叶片尖部（外径处）受气流加热最严重，容易局部金属温度高；而叶片根部（内径处）则应力最大，希望金属温度低些以保证更好的强度。这样叶片中径处气流温度相对高一些正好满足叶片等强度的要求。 （4）污染物排放。随着环境保护要求的提高，控制燃烧污染物的排放已成为燃气轮机燃烧室研制中首要解决的问题之一。目前我国对燃气轮机的燃烧污染物排放还没有制定限制规范，但国际上对燃气轮机特别是航空燃气轮机排放已做出严格的限制。 （5）火焰筒壁温度水平和梯度。火焰筒壁面温度的高低及其均匀程度对于燃烧室的工作寿命有决定性的影响。一般规定，火焰筒的壁面温度不应超过金属材料长期工作所能承受的温度水平。对于工作寿命要求较长的燃烧室来说，希望能把火焰筒的最高壁温控制在650~700℃左右，但在工作寿命较短的燃烧室中，其最高壁温则有可能超过800～850℃，甚至局部有可能达到900℃左右。火焰筒壁面上温度分布的均匀程度也是一个很重要的安全性指标，因为局部温度梯度是导致热应力的原因，特别是在受冷、热气流冲击和接缝、边缘等传热条件不均匀的部位，容易发生金属温度的差异；必须在调试时严密注意和控制。 （6）燃烧室的变工况特性。随着燃气轮机运行工况的变化，燃烧室也往往会在偏离设计工况的条件下工作。这时，流经燃烧室的空气流量、温度、压力、速度以及燃料消耗量都会发生变化。由于燃烧室没有运动部件，因此供入空气的任何变化对燃烧室内部流动的影响只表现在量的方面。简单地说，不同工况下的流动基本上是“相似”的，即气流的模式相同，只是速度大小成比例地加大或减小。供入燃料量的变化，则会从另一方面对燃烧过程产生重要的影响。一般而言，决定燃烧室工况的独立变量有两个，即特征流动状态（例如入口流动状态）和相对燃料量（用过量空气系数表示）。对于在具体燃气轮机中应用的燃烧室而言，这二者之间有一定的函数关系，一般而言燃烧室的值随燃气轮机负荷的升高而下降。燃烧室的变工况特性可以用燃烧室性能参数，即燃烧效率、总压保持系数，壁面温度、出口温度场等随过量空气系数 的变化来表示。 现有对于燃烧室变工况特性的认识远不如对压气机和透平那样清楚和完整，而且都是通过
燃气轮机燃烧室（机械工程学燃气轮机领域术语） 编辑 燃气轮机燃烧室是燃气涡轮发动机（简称燃气轮机）中必不可少的部件之一，在这里燃料中含有的化学能通过燃烧化学反应，转变成热能，形成高温（通常也是高压的）燃烧产物，推动涡轮做功，随后燃气根据不同的用途，采用不同方式将热能转变为机械能。 目录 1燃烧室简介 2燃烧室特性参数 3燃烧室效率的计算 4总压损失的计算 5参考文献 6燃气轮机简介 1燃烧室简介编辑 燃烧室是一种用耐高温合金材料制作的燃烧设备。在整台燃气轮机中，它位于压气机与涡轮之间。燃气轮机运行时，燃烧室在宽广的工况范围内工作。在燃气轮机变工况的过程中，燃烧室进口的空气流量、温度、压力、速度以及燃油消耗量都会发生变化，这些变化反过来又会影响整台燃气轮机的性能。所以，弄清燃烧室的变工况特性，对整台燃气轮机的变工况运行有积极地意义。 燃气轮机燃烧室
2燃烧室特性参数编辑 表征燃烧室性能指标的参数主要有燃烧室效率、压力损失、稳定性、点火范围、出口温度分布和容热强度等，但与燃气轮机变工况密切相关的参数主要是燃烧室效率和压力损失，前者直接关系到燃气轮机的燃料消耗量（影响燃气轮机的效率），而且还影响到流经涡轮的燃气流量；而后者直接影响到涡轮的膨胀比。由于燃烧室内部燃烧过程的复杂性，人们还不能全部用理论计算的方法给出燃烧室效率和压力损失随工况的变化关系，这些的关系式主要还是以实验为基础的经验公式。 燃气轮机燃烧室（爆炸图） 3燃烧室效率的计算编辑 由于燃烧室壁散热、燃料燃烧不完全以及燃料产物的离解，燃料的热值不能完全利用。燃烧室效率就是用来表征燃料燃烧完全程度的物理量。 燃料室效率的定义是燃油实际用于加热工质的热量与燃油完全燃烧时放出的热量之比。 其表达式 式中： —燃烧室进口空气质量流量 —燃烧室出口燃气质量流量 —燃油流量 —燃烧室出口每千克燃气的焓 —燃烧室入口每千克空气的焓 —每千克燃油的焓 —燃油热值 在已知燃烧室结构尺寸的情况下，燃烧室主要与燃烧室进口压力、进口温度、进口速度和油气比（余气系数）有关，因此燃烧室效率应该具有以下形式 由定性分析可得，随着增加，燃烧室效率逐渐增加，在达到一定温度后，效率基本保持不变。这是因为在温度较低时，燃料与空气的热交换和质量交换不够充分，即燃烧不够充分。温度的升高对燃料的燃烧过程有改善作用，但温度增加到某一值后，燃烧室中混流区的影响远远大于温度提高的影响，所以效率不再明
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
动力与能源工程学院 燃气轮机性能分析 （报告二） 学号： 专业：动力机械及工程 学生姓名： 任课教师： 2010年4月
燃气轮机燃烧室特性分析 一、概述 燃烧室是一种用耐高温合金材料制作的燃烧设备。在整台燃气轮机中，它位于压气机与涡轮之间。燃气轮机运行时，燃烧室在宽广的工况范围内工作。在燃气轮机变工况的过程中，燃烧室进口的空气流量a G 、温度*2T 、压力*2P 、速度2C 以及燃油消耗量f G 都会发生变化，这些变化反过来又会影响整台燃气轮机的性能。所以，弄清燃烧室的变工况特性，对整台燃气轮机的变工况运行有积极地意义。 二、燃烧室特性参数 表征燃烧室性能指标的参数主要有燃烧室效率、压力损失、稳定性、点火范围、出口温度分布和容热强度等，但与燃气轮机变工况密切相关的参数主要是燃烧室效率和压力损失，前者直接关系到燃气轮机的燃料消耗量（影响燃气轮机的效率），而且还影响到流经涡轮的燃气流量；而后者直接影响到涡轮的膨胀比。 由于燃烧室内部燃烧过程的复杂性，人们还不能全部用理论计算的方法给出燃烧室效率和压力损失随工况的变化关系，这些的关系式主要还是以实验为基础的经验公式。 三、燃烧室效率的计算 由于燃烧室壁散热、燃料燃烧不完全以及燃料产物的离解，燃料的热值不能完全利用。燃烧室效率B η就是用来表征燃料燃烧完全程度的物理量。 燃料室效率的定义是燃油实际用于加热工质的热量与燃油完全燃烧时放出的热量之比。 其表达式** 3. 2.mg g ma a mf f B mf u q h q h q h q H η--= 式中： ma q —燃烧室进口空气质量流量 mg q —燃烧室出口燃气质量流量 mf q —燃油流量 *3.g h —燃烧室出口每千克燃气的焓 *2.a h —燃烧室入口每千克空气的焓 f h —每千克燃油的焓
重型燃气轮机燃烧系统和控制系统升级改造分析 发表时间：2018-12-27T10:25:30.557Z 来源：《电力设备》2018年第23期作者：胡智勇 [导读] 摘要：近年来天然气燃料越发丰富，使得燃烧稳定程度、环保排放等问题得到社会广泛关注。 （珠海深能洪湾电力有限公司） 摘要：近年来天然气燃料越发丰富，使得燃烧稳定程度、环保排放等问题得到社会广泛关注。想要消除风险隐患，满足排放标准以及稳定燃烧，必须及时展开重型燃气轮机燃烧系统、控制系统的升级与改造，从而实现能源电力体系的可持续健康发展等目标。 关键词：重型燃气轮机；燃烧系统；控制系统；燃烧室 因为各种因素的影响下，使得我国燃气轮机核心技术开发等方面有着较大不足，针对技术性人才、核心技术的储备工作更是严重欠缺，无法有效服务于整个行业的进步和创新。针对这种情况，要求我们必须提高投资和扶持力度，促使重型燃气轮机的自主研发工作顺利开展，增强行业竞争能力。同时，相关研发团队也需要实时关注和学习国际范围的科学发展形势，探索科学发展方向，基于基础研究学习的条件上更全面的掌握核心技术，实现前瞻性研究方向。 1.重型燃气轮机的燃烧系统改造实施 1.1DLN 2.6+燃烧室本体硬件 燃烧系统的改造和升级包括全新DLN2.6+全套部件，针对18个燃烧室全部更换，确保燃烧室各部件及时升级。若喷嘴末端的尺寸出现变化，需要增加至18.5英寸且相关部件均应该使用全新产品。过渡段、燃烧筒、联焰管以及燃料喷嘴在结构设计、基材、耐磨处理、涂层等方面展开优化，将燃烧部件检修间隔调整成24000小时，过渡段、燃料喷嘴、燃烧筒以及端盖使用寿命增加为8000小时。概况来讲，硬件升级包括：一是，燃料喷嘴。前端缸体，进一步扩大结构进行增大前端的匹配。PM1（中心喷嘴），相较于DLN2.0而言，PM1的铸造一致，但是扩散燃烧的尖端明显不同。端盖，将环管升级为适合PM3内外管道以及PM1扩散管道。5个外围喷嘴，为满足PM3设计标准，法兰应该包含额外的两个螺栓孔；二是，火焰筒。采取增提高参数进行稳定性的维护；三是，过渡段。包含了内外部密封件，在过渡段的后端套筒增设片装密封，使用更加现代化的密封手段；四是，导流衬套。借助于热传递优化、完善环体设计控制压降；五是，波纹型联焰管。增强系统可靠性的同时降低零件的使用数量，进而缩短安装的时间、减少现场维修费用；六是，后端缸体。设计为锥形，有效匹配增大前端；七是，端盖装配。防漏碟片、后端碟片进行中心喷嘴的匹配调整。 1.2独立燃气模块与内部组件 因为增加管理系统、阀门，使得全新设计相较于现有配置更大，长度更是提高1.5m，合理扩大内部作业有效空间，为后续维护和检修提供便利条件。对比于原配置，为充分提高运行可靠程度，四个控制阀门应用高复原设计，阀门增加行程实现了上游气压的降低。采取P2滑压设计进一步保障运行稳定程度，燃气控制阀尺寸为2个六寸阀、1个四寸阀、1个三寸阀。在模块中及时增加吹扫空气、天然气的管道并且要求吹扫管路的数量增加到3路。 1.3燃气管道系统 正式运行燃气以及燃油时，管路系统为多喷嘴燃烧室带来充足燃料与清吹空气。新型DLN2.6+燃烧系统包含18个燃烧室，燃料管路连接着燃烧室外端盖与控制模块，各燃烧室需要一个独立性控制系统与4级燃料管路，并且各管路配备独立环管与控制阀门。 2.重型燃气轮机的控制系统改造实施 2.1MarkVI升级为MarkVIe 对于硬件设施，保留现有的控制柜条件上增设嵌入式面板，更换全部原控制设备与IO卡件、电源模块。同步更换或移除端子板与模件、电源模块与分配板、控制器、接地铜牌、连接块以及内部电缆，保留现场电缆、接地电缆、机柜外壳以及电源进线等。设定现场全部电缆长度充足，能够直接连接在新端子板，如果长度不足则采取中间端子方式进行连接。控制器中应用全新设计逻辑和算法，主要涉及到新型燃机排气温度控制线、DLN2.6+、OPFLEXREADYSTRATUPNOX等控制软件。此外，人机界面也需要进行升级，更换全部计算机设备（四台操作员站、四台工程师工作站、一台历史站）。安装并使用WIN7系统，选择GE的CIMPLICITY操作软件与TOOLBOXST组态软件。 2.2危险气体保护系统的升级 把燃料模块与透平间现行的催化危险气体传感设备替换为高温适应性强、抽气取样性、自动化修定以及可判定漂移的红外线监测系统，抽气传感器原理是由燃机中通风管道进行样品抽取，至高浓度的燃气泄漏保护系统中展开监测，而仪表气主要用来低压区取样。同时，红外检测机理则是使用烃类物质进行红外能量吸收，对比收回和发出红外能量，从而监测出高浓度的燃气泄漏保护可能程度。各传感器借助于导管或者插入通风管道、进行燃机间取样器的连接。取样器携带高温性过滤器，能够有效抵御细小性颗粒落入取样系统内。其中，高浓度燃气传感器上游由粒子聚合物过滤设备进行气体净化并且把过滤物质沉降下来，传感器下游带有流量开关，保证流量大于等于允许值。升级之后燃料模块探头机组跳闸的保护逻辑应该符合以下任一条件：第一，9B、9A两探头持续6秒探测可燃气体的浓度超出25%；第二，1B、1A两探头持续6秒探测可燃气体超出18%；第三，1B、1A若一个出现故障但另外一个探测值超出18%并且持续6秒；第四，9B、9A若一个出现故障但另外一个探测值超出25%并且持续6秒，上述条件的故障指探头处于流量消失或则校验模式，探测值-6.25%以下。 2.3升级机组性能检测系统 机组性能检测系统（EMPA）主要应用在电厂机组性能监督和控制、工厂运营优化软件包，帮助用户更加快捷的检测各层系统设备性能，由部件级至设备级、最终到达厂级，定量研究各级设备性能是否出现下降状况。机组性能检测系统借助于能量、质量平衡的GC模型计算，验证和修正压力、流量以及温度。同时，性能计算过程中对各设备建立起热力模型，更加准确的测算设备期望值。综合分析模型性能，可以监测出性能变化的诱因是设备性能还是环境因素，为后续设备维护和运行管理、机组运营的经济分析与决策提供参考依据。 结束语 总而言之，本文综合性分析了重型燃气轮机的燃烧系统、控制系统升级改造的实施内容，采取现代化工艺设备与控制算法、系统，促使系统升级和改造之后在运行稳定程度、燃料适应性以及环保排放等方面得到大幅度提升，最终获得更加理想的社会效益和经济效益。
探究燃气轮机燃烧控制系统 发表时间：2018-08-07T12:11:09.683Z 来源：《科学教育前沿》2018年05期作者：高永 [导读] 【摘要】燃气轮机是将燃料燃烧时产生的热能转化成机械能的一种热机，是当前世界上最新和最主要的动力机械。随着燃气轮机单机功率的增大，以及以燃气轮机技术为核心的动力装置的广泛使用，燃气轮机的控制系统性能显得越来越重要。燃料控制系统是燃气轮机的重要组成部分，是保证燃气轮机可靠性运行的关键部件，为此，本文对燃气控制系统进行了研究。【关键词】燃气轮机燃烧系统控制 【摘要】燃气轮机是将燃料燃烧时产生的热能转化成机械能的一种热机，是当前世界上最新和最主要的动力机械。随着燃气轮机单机功率的增大，以及以燃气轮机技术为核心的动力装置的广泛使用，燃气轮机的控制系统性能显得越来越重要。燃料控制系统是燃气轮机的重要组成部分，是保证燃气轮机可靠性运行的关键部件，为此，本文对燃气控制系统进行了研究。 【关键词】燃气轮机燃烧系统控制 中图分类号：TK47 文献标识码：Ａ文章编号：ISSN1004-1621（2018）05-048-02 一、燃气轮机及其控制系统的发展概况 燃气轮机是一项多技术集成的高技术，其传统的提高性能途径：不断地提高透平初温、相应地增大压气机压比和完善有关部件。 燃气轮机控制系统硬件平台的发展经历了一个漫长的过程。走过了从液压机械式控制、模拟式电子控制到数字式电子控制的发展道路，早期的燃气轮机控制器是采用测量元件直接控制燃气轮机执行机构的直接作用式，至30年代己发展为相当完善的机械液压型控制结构，其控制策略均采用比例积分型控制结构。随着电力系统发展对自动化水平要求的提高，伴随着计算机技术的发展，人们开始研究用微机实现调节和控制方案，微机调节器调节规律由PID型发展到众多PID改进型，其硬件发展经历了单片机、STD总线式工业控制机、PLC可编程控制器、工业PC以及现在流行的DCS分散控制系统和FCS现场总线控制系统等微机系列的应用过程，其中STD总线式工业控制机、PLC可编程控制器及DCS系统为现在的主流产品，具有高可靠性和计算快速、多任务及编程通用化的特点，能够实现复杂的控制任务。高性能控制平台为先进、复杂的控制策略开发研究和实际应用提供了硬件支持。 二、燃气轮机系统及工作原理概述 燃气轮机由压气机、燃烧室、透平组成。燃气轮机正常工作时，工质顺序经过吸气压缩、燃烧加热、膨胀做功以及排气放热等四个工作过程而完成一个由热变功转化的热力循环。如图所示为开式简单循环燃气轮机工作原理图。压气机从外界大气环境吸入空气，并逐级压缩，压缩后的空气被送到燃烧室与喷入的燃料混合燃烧产生高温高压的燃气，然后再进入透平膨胀做功，最后是工质放热过程，透平排气可直接排到大气，自然放热给外界环境，也可通过各种换热设备如余热锅炉来回收利用部分余热，这样就形成了联合循环。连续重复完成上述循环过程的同时，发动机也就把燃料的化学能连续地部分转化为有用功。 三、燃烧室控制过程 燃气轮机燃烧室共有5种燃烧方式：5种燃烧方式的切换，会根据燃烧室的基准温度TTRF1进行切换，此温度不是实际测量的准确温度，而是根据机组入口压力、排气压力、空气温度，天然气压力温度、机组运行等其他参数运算出来的值，这样计算求得的燃烧基准温度并不是表示实际机组的进气火焰平均温度，而仅仅是燃烧配气模式和燃料分流过程控制的一个基准温度。 在采用混合燃烧模型运行模式下，流过PM1和PM4通道的流量比为20/80。有时为了减少燃烧室的压力脉动可改变PM1和PM4通道的流量分配比，如PM1的比份可在18%～21%间调整。当加载时，TTRF1高于2270（1243℃），卸载时，TTRF1超过2220（1216℃）时，燃气轮机均处于预混燃烧模式。此时相应的燃机负载为 50%～100%基本负荷区间。 如果甩负荷时，TTRF1超过2220（1216℃），只保留PM1预混燃烧通道；如果甩负荷时，TTRF1低于2220（1216℃），则保留D5和PM1通道。甩负荷时，相应的燃机甩掉部分负载，防止机械超速并将机组维持在全速空载工况。 四、燃烧系统伺服阀控制 燃料截止/速比阀VSR采用模块化设计，达到临界控制特点，同时允许同样的阀门设计适应多种行程，力输出，机械接口安排。电气和