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燃气轮机原理精讲(1)
燃气轮机（Gas Turbine）是一种高效、灵活、可靠的发电设备，被广
泛应用于能源、制造、交通运输等各个领域。
下面从三个方面来精讲
燃气轮机的原理。
一、燃气轮机的构成与工作原理
燃气轮机主要由压缩机、燃烧室、燃气涡轮和功率轮组成。
其工作原
理是：空气经过压缩机增压后进入燃烧室，燃料在其中燃烧产生高温
高压的燃气，然后燃气驱动燃气涡轮旋转，进一步推动功率轮带动发
电机发电。
二、燃气轮机的热力学基础
燃气轮机的工作原理基于空气与燃料的化学热力学反应。
在压缩机中，空气经压缩升高温度，然后进入燃烧室进行燃烧，热功率由燃烧产生
的高温高压燃气转化为转子运动，再转化为电能输出。
同时，燃烧的
过程也会产生大量的热量，需要通过冷却和排气来保证发电的可持续性。
三、燃气轮机的优势和发展趋势
相对于其他发电设备，燃气轮机有很多明显的优点：它们具有快速启动、高效节能、低排放、维护简单等特点，特别适用于紧急电力需求
和低载率运行。
随着燃气轮机技术的持续进步，未来的发展趋势主要
包括：提高系统效率、进一步降低排放、扩大燃气轮机的应用领域以
及提高系统可靠性和可维护性等。
总之，燃气轮机的原理是非常广泛的，理解燃气轮机的基础原理和优势，是使用和维护燃气轮机时的必经之路。
汽轮机专题讲座一、汽轮机发展简介汽轮机是将蒸汽的能量转换为机械功的旋转式动力机械，是蒸汽动力装置的主要设备之一。
汽轮机是一种透平机械，又称蒸汽透平。
公元一世纪时，亚历山大的希罗记述了利用蒸汽反作用力而旋转的汽转球，又称为风神轮，这是最早的反动式汽轮机的雏形；1629年意大利的布兰卡提出由一股蒸汽冲击叶片而旋转的转轮。
19世纪末，瑞典拉瓦尔和英国帕森斯分别创制了实用的汽轮机。
拉瓦尔于1882年制成了第一台5马力(3.67千瓦)的单级冲动式汽轮机，并解决了有关的喷嘴设计和强度设计问题。
单级冲动式汽轮机功率很小，现在已很少采用。
20世纪初，法国拉托和瑞士佐莱分别制造了多级冲动式汽轮机。
多级结构为增大汽轮机功率开拓了道路，已被广泛采用，机组功率不断增大。
帕森斯在1884年取得英国专利，制成了第一台10马力的多级反动式汽轮机，这台汽轮机的功率和效率在当时都占领先地位。
20世纪初，美国的柯蒂斯制成多个速度级的汽轮机，每个速度级一般有两列动叶，在第一列动叶后在汽缸上装有导向叶片，将汽流导向第二列动叶。
现在速度级的汽轮机只用于小型的汽轮机上，主要驱动泵、鼓风机等，也常用作中小型多级汽轮机的第一级。
与往复式蒸汽机相比，汽轮机中的蒸汽流动是连续的、高速的，单位面积中能通过的流量大，因而能发出较大的功率。
大功率汽轮机可以采用较高的蒸汽压力和温度，故热效率较高。
19世纪以来，汽轮机的发展就是在不断提高安全可靠性、耐用性和保证运行方便的基础上，增大单机功率和提高装置的热经济性。
汽轮机的出现推动了电力工业的发展，到20世纪初，电站汽轮机单机功率已达10兆瓦。
随着电力应用的日益广泛，美国纽约等大城市的电站尖峰负荷在20年代已接近1000兆瓦，如果单机功率只有10兆瓦，则需要装机近百台，因此20年代时单机功率就已增大到60兆瓦，30年代初又出现了165兆瓦和208兆瓦的汽轮机。
此后的经济衰退和第二次世界大战期间爆发，使汽轮机单机功率的增大处于停顿状态。
燃气轮机技术讲座第一章 MS9001E型燃气轮机本体结构第一节概述简单联合循环燃气轮机发电装置一般由压气机、燃烧室、透平、控制系统、发电机和其它基本辅助设备组成.燃气轮机将气体压缩,加热后在透平中膨胀作功、驱动发电机输出电能,实现热电转换的循环过程.#10燃机是一台GE公司生产的PG9171E型燃气轮机。
燃机由一个额定功率为1000W的启动马达，一个17级的轴流式压气机、一个由14个燃烧室组成的燃烧系统、一个3级透平转子组成。
轴流式压气机转子和透平转子由法兰连接，并有3个支撑轴承。
燃机的发电机是空冷、三相、二极、3000rpm转速、50HZ频率的交流电、实心铸铁转子的同步发电机。
发电机的输出功率为120MW（在基本负荷下运行）。
励磁机是带有旋转二极管整流的交流励磁机。
励磁方式为无刷励磁。
空气以大气压力经进气室过滤、消音后进入压气机,在压气机中加压后进入中央14个环型布置的分管燃烧室,经燃烧后形成高温烟气;高温烟气进入三级透平膨胀作功输出轴功,一部分作为压气机压缩用,另一部分驱动发电机输出电能,排气经环型扩压器和出口导叶进入余热锅炉或直接排入大气.第二章 MS9001E燃机管路系统9001E型燃机管路系统主要包括:(1)润滑油系统(2)液压油系统(3)跳闸油系统(4)IGV系统(5)启动系统(6)雾化空气系统(7)密封冷却系统(8)冷却水系统(9)通风加热系统(10)前置油系统(11)液体燃料系统(12)火灾保护系统(13)进气和排气系统(14)液体清吹系统(15)水洗系统第一节润滑油系统润滑油系统的作用:在机组启停及正常运行过程中向燃气轮机和发电机的轴承、透平的辅助齿轮箱提供数量充足、温度与压力适当的、清洁的润滑油,防止轴承烧毁、轴颈过热造成弯曲而引起振动.润滑油还给以下几个部分供油:(1)给液力变扭器提供动力油和润滑油(2)经过滤后作为液压控制油(3)为跳闸油系统供油(4)给顶轴油系统供油主油泵由辅助齿轮箱驱动,出口压力经减压阀VR-1整定后稳定在7bar左右.由立式交流电机驱动的辅助滑油泵88QA-1为浸入式离心泵,出口压力约为7.4bar;由立式直流电机驱动的应急滑油泵88QE-1也是浸入式离心泵,出口压力约为1.4bar.滑油系统配有两只冷油器,并联布置,运行时一台工作一台备用.冷油器中的冷却水量由温度控制阀VTR-1来调节,它的控制信号来自冷油器下游的滑油母管内的传感温包.滑油系统中设有两个滑油滤网,并联布置,一台工作一台备用.轴承母管压力由调节阀VPR2-1来调整,整定值约为1.8bar.为了保证滑油的压力和温度在正常范围内,在管路上装有一些压力开关和温度开关,它们的功能如下:(1)63QA-2:滑油压力低开关,装在滑油滤网后,当滑油压力降2.8bar此压力开关打开,MKV发滑油压力低报警,启动交流滑油泵,使滑油压力恢复正常;当滑油压力继续下降至0.42bar时启动直流滑油泵.(2)63QT-2A和96QT-2A:滑油压力低跳闸开关,装在发电机轴承滑油母管上,当进入发电机滑油母管上的压力降到0.55bar时,MKV发滑油压力低跳闸报警.MKV接到63QA-2、63QT-2A和96QT-2A三个开关中的指令后,经2/3表决后发出遮断指令.(3)LTTH-1A、1B,LTTH-2A、2B,LTTH-3A、3B:滑油温度开关,装在轴承母管上,当滑油温度上升到73℃,开关动作MKV发滑油温度高报警;若滑油温度上升到80 ℃,MKV发滑油温度高跳闸报警,MKV接到这三个温度开关的跳闸报警后,经过2/3表决后发出停机指令.(4)63QQ-1:滑油滤网压差高开关,整定值15PSI63QQ-8:液力变扭器油滤压差高开关,整定值1.5bar为了使滑油系统有充足的油量和保证油的合适黏度,在滑油箱上还设置了液位开关、液位表和温度开关,另外为了更好的监视各瓦的滑油温度,在各瓦的回油母管上都装有温度开关:第二节液压油系统液压油系统是给液压执行机构提供清洁而又具有足够压力的液压油.主液压泵是可调压的变排量泵,由辅助齿轮箱驱动,泵上装有一调压阀VPR3-1,用来调整和控制液压泵的油压.液压油供给总管上装有一只逆止阀VC3-1、一只可调减压阀VR21-1和一只排气阀VAB1-1.在启动过程以及低转速的情况下,由辅助液压油泵给液压执行机构供油.液压油由滤网出来后进入液压油母管,该母管分成三路:一路OH-3去液体燃料系统;另一路OH-4去IGV系统;还有一路去气体燃料系统.液压油系统中压力开关整定值:63HF-1: 60/40 PSI63HQ-1: 93/103 BAR第三节跳闸油系统跳闸油系统作用是通过电磁阀20FL-1、20FG-1供给燃油截止阀和燃气截止阀的执行机构用油跳闸油系统进口节流孔板作用是当跳闸油系统部件工作时,不使机组润滑油系统的油压和油量不因机组跳闸油的泄油而减少.跳闸油系统中有六只压力开关,分别为63HL-1、2、3,63HG-1、2、3,动作定值均为1.38/1.65bar,它们均采用2/3表决.电磁阀20FL-1、20FG-1、20TV-1在正常时带电切断放油阀,接到停机或保护遮断信号后失电接通放油路,使机组停机.燃机的四大保护:超温保护、超速保护、超振保护、熄火保护.另外还有喘振保护、滑油油温和油压保护、火灾保护、主变差动保护.第四节 IGV系统进口可转导叶的作用:(1)在燃机启停过程中起到防喘的作用(2)通过调节IGV角度来控制燃机的排气温度,提高整个联合循环的效率.IGV系统中跳闸油来是控制进口可转导叶遮断阀VH3-1的动作,液压油是作为油动机HM3-1的动力油.IGV系统中设有两个位置反馈装置96TV-1、2和电液伺服阀90TV-1.可转导叶的开度通过位置反馈装置96TV-1、2,变成一个电压信号反馈给MK-V,通过MK-V运算后给电液伺服阀90TV-1线圈一放大电流,通过90TV-1的动作来控制可转导叶的开度.第五节启动系统燃机的启动必须借助外力才能进行,而停机过程中为了转子得到均匀冷却,也必须借助外部的盘车装置,我们把在燃机启动和停机后缓慢转动的冷态盘车的外部动力设备及其系统统称为启动系统.液力变扭器能使电动机的扭转特性满足燃机在启动瞬间要求最大的启动扭矩,而当燃机转速上升时要求的启动扭矩逐渐减少的特性.液力变扭调节电机88TM是通过调节涡轮出口导叶角度来改变变扭器的输出扭矩的目的.液力变扭器的动力油是通过电磁阀20TU-1来控制的.启动时20TU-1带电带开，给液力变扭器充油;机组达到自持转速后,20TU-1失电关闭,停止给液力变扭器提供动力油.Trackback URL: /trackback.php?id=4923静态链接网址 | 评论(11) | 引用(0)燃气轮机运行lengyongnan | 04 六, 2005, 13:21 | 随笔 | (462 Reads)燃气轮机的运行第一节启动前的检查机组启动前我们必须对机组进行全面的检查,以确认机组具备开机条件:1.输变电2.MCC柜3.火灾保护柜和发电机控制保护柜4.MKV系统5.前置油系统6.辅机间检查7.轮机间检查8.发电机间检查9.冷却水系统检查第二节启动操作与监视启机前20-30分钟重油打循环机组发启动令后轻油油泵启动(5bar),启动马达88CR启动，盘车马达88TG退出，轻油泵88FD、辅助雾化泵88AB、辅助液压泵88HQ投入，液压油压力正常（100 Kg/cm2 ）当透平转速升至>10%时,转速继电器14HM动作,液力变扭器马达88TM启动，将液力变扭器角度调至35O ，机组进入清吹程序，同时开始60秒清吹计时，清吹计时结束后，转速至约为17%，88TM启动，将液力变扭器角度调至15O，20TU-1电磁阀失电泄油，转速逐渐下降，至12%时20TU-1电磁阀带电进油，转速上升，进入点火程序，12.1%左右点火至少两处火焰探测器探测到火焰后,点火成功，进入暖机程序，开始暖机一分钟 .负荷联轴间风机88VG投入，88TK1投入，10秒后88TK2投入 ;将透平间风机88BT由检修位转到工作位，置“AUTO”方式 ,点着火后，88TM每30秒启动正转一次，每次持续1秒,直至液力变扭器角度开大到68℃暖机结束后，机组进入升速，机组加速过程中应注意监视各轴轴承的振动值和排烟温度场的分布状况. 转速升至大于26%时，顶轴油泵88QB退出。
机组升速至40%-50%rpm时进入一阶临界振动,70-80%进入二阶振动.当转速升至大于60%时，转速继电器14HC动作,燃机进入自持加速阶段 ,此时辅助雾化泵88AB 退出, L20AB1X由“0”转“1”，辅助雾化泵进气阀VA-22关闭 , 20TU-1失电 ,液力变扭器泄油,机组脱扣.转速继续升至大于95%时 :1）主画面显示：“Startup Status”栏目显示:ACCELERATING “Speed Level”栏目显示： 14HS2）辅助滑油泵88QA、辅助液压油泵88HQ退出3）电机自动启励，发电机控制盘上的励磁开关“ON”红灯亮，“OFF”绿灯灭4）可转导叶打开至570机组升速到空载,全面检查机组:1）画面显示：“Startup Status”栏目显示： FULL SPEED NO LOAD“Speed Level”栏目显示： 14HS2) 查滑油母管压力正常（约1.8BAR）3）查雾化空气压力正常（约20BAR）4）查液压油压力正常（约100 Kg/cm2 ）5）查燃油压力正常（约5BAR）6）无异常报警第三节机组并网及带负荷进入“Control”画面的“Synchro”子画面，点击“Generator Sync Mode”栏目下的“Auto”靶标，“Auto”灯亮。
同期表正转，点击“Generator Voltage”栏目下的“Raise”或“Lower”靶标，调节发电机电压稍高于系统电压，机组自动同期并网，发电机出口开关“Breaker”由绿转红自动同期并网成功后 ,机组自动带旋转备用负荷5MW, 1）防喘放气阀自动关闭，四个限位开关L33CB1O、L33CB2O、L33CB3O、L33CB4O 动作为“0”根据机组运行的要求带基本负荷或预选负荷,由于本联合循环没有设立烟气挡板,在带负荷的过程中可根据具体情况投入IGV温控.并网后拉开主变中性点地刀111000.机组负荷带到20MW后,可投入“PF”控制.燃机负荷带到50MW以后,机组允许开始切重油.切重油的操作方法:进入“Control”画面的“Liquid Fuel”子画面，点击“XFER Crude”栏目“Setpoint”靶标，在弹出的窗口输入160，再点击“Fuel Select”栏目下的“Heavy”靶标，“Heavy”靶标灯亮，开始切重油在三通阀离开轻油位后，抑钒剂泵启动，抑钒剂流量指示FQLX1/FQLX2有读数，随着重油流量的增大，此读数也随之增大第四节运行中的检查运行中须定时巡回检查并抄录规定参数机组及辅机设备运行中的监视与检查(1)轮控盘上机组的状态和数据的检查(2)电气盘的检查(3)MCC盘的检查(4)前置切换站油系统的检查(5)辅机及轮机间检查(6)发电机间的检查(7)冷却水系统的检查(8)主变的检查第五节机组的主要操作负荷的调整:根据值长的命令执行.IGV温控的投退:在启停过程中或者带预选负荷运行时可投入IGV温控,当机组解列或者带基本负荷后推出IGV温控.机组轻重油切换操作润滑油过滤器切换:1．润油过滤器切换须由值长下令执行；2．检查确认备用过滤器处于良好的备用状态；3．缓慢开启运行与备用组油滤之间的连通阀；4．观察备用组油流窥窗，待油流正常后，将切换阀切至备用组，关闭连通阀5．切换过程中，应注意监视油滤前后的压差变化，切换应迅速，不得在中间位置停留，如发生异常情况立即切回原状态，停止操作高压油滤的切换:1．高压燃油滤的切换应事先得到值长的许可22 2.检查确认备用过滤器排油伐和放气的一、二次伐门均己关闭，处于良好的备用状态3 3．缓慢开启运行组与备用组油滤的连通伐4 4．依次打开备用滤排气的二次伐和一次伐，对备用滤充油放气，待油流稳定后关闭排气一次伐，静置1—2分钟，再次开启排气二次伐，待油流稳定后关闭排气一次伐、二次伐。
