西门子燃气轮机介绍
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燃气轮机检修规程一燃气轮机本体1 概述1.1 通用设计特点西门子PG燃气轮机是单轴单缸型机器。
它们适用于在以基荷运行或调峰运行的电厂以定速驱动发电机。
它们能用于联合循环发电与地区集中供热。
它们能烧液态燃料如轻燃料油。
或具有不同热值气态燃料,如天然气或高炉煤气。
1.2 内外部结构单缸单轴燃气轮机的主要组件是压气机与透平,这两个组件有共用的转子,转子只靠在压力区的外面两个轴承支撑。
这能确保恒定的对中正确与良好的运转质量。
压气机与透平还有一个共用的装置,即压力保持不变的外部壳体,它有三个机壳段分布在前轴承座与透平外壳之间。
直接连接到前轴承座的铸件是初始级压气机。
连接到这个铸件末端的是一部分是柱体,一部分是锥体的焊接段,把一个静叶持环围圈起来;而静叶持环是悬空挂起的;以便于热膨胀,第三个压气机抽气口以及燃烧器留有余地。
第三个柱形焊接的壳体有燃烧室与透平静叶持环。
当栓接一起时,外部壳体与前轴承架形成一个坚固的圆筒体,将运输当中保持的弯曲应力与扭矩力传送到上部而没有多大的变形。
水平的机壳连接便于进行维护工作。
前轴承座包含着组合的径向轴承与推力轴承。
前轴承座是固定在一个环上,而环落座在由六根肋条支撑的两个横向支架上,而径向肋条指引进气的流向。
在压气机上游处有一进气结构,空气就是从这个结构引起来的,可以把转子卸下而不必卸下进口轴。
排气室包括一个坚固的单件内缸。
它支撑着透平轴承。
五根肋片直接将衬套连接到外室。
废气是由排气室衬套指引的。
因为衬套是依照能调节热膨胀而给支撑的。
排气室把透平静叶持环连接到排气扩压器上。
可以把透平轴承在扩压器侧面轴向地卸下来。
1.3 转子转子由许多圆盘(叶轮)组成每个圆盘有一个圆叶片与三个空心轴部件;由一个带预应力的中央联杆把三个部件固定在一起。
圆盘上的Hirth 型表面锯齿(facial serrations)和空心轴与圆盘对中心,使径向膨胀自由展开,并传输扭矩。
这个转子的结构能产生一个有相当硬度的自支承鼓筒,具有较高的临界转速与相对低的重量。
西门子9H燃机基础动力分析西门子9H燃机是一种基于燃气轮机技术的发电机组,它采用燃气作为燃料,通过高速旋转的轮盘驱动发电机发电。
这种发电机组具有高效、稳定、可靠等优点,在现代工业生产中得到了广泛应用。
本文将从基础动力角度对其进行分析。
首先,我们来谈谈燃机的基本工作原理。
燃机是一种将燃料燃烧产生的热能转换成机械能的设备。
它的关键部件是燃烧室和轮盘。
燃烧室中喷入燃料和空气,在高温高压下燃烧产生高温高压燃气。
这种燃气会冲击到轮盘上,使轮盘高速旋转。
轮盘带动发电机转动,产生电能输出。
9H燃机采用的是先进的双外套燃烧室设计。
这种设计使燃烧室能够更好地控制温度和保证燃料充分燃烧,从而提高了燃烧效率和稳定性。
在燃气进入燃烧室之前,会先进入压缩机进行压缩,使其压强提高到高温高压工况所需的数倍。
这种压缩过程是采用有机轮胎结构设计的压缩机完成的。
有机轮胎结构能够更好地保证压缩机的稳定性和效率,同时降低噪音。
在轮盘方面,9H燃机采用的是高速燃气轮盘。
这种轮盘在设计上较传统的轮盘更优化,具有更高的强度、更高的旋转速度和更小的惯性矩。
这使得燃气冲击到轮盘上时能够产生更大的扭矩,从而提高发电机组的功率输出能力。
另外,9H燃机还采用了先进的涡轮增压器技术。
这种技术可以在轮盘工作过程中充分利用高温高压燃气产生的动能,通过涡轮增压器使燃气再次加速,从而提高燃机的工作效率。
总之,9H燃机是一种基于燃气轮机技术的发电机组,其具有高效、稳定、可靠等优点,主要通过燃气燃烧产生的热能转化成机械能,并最终产生电能输出。
其中,在燃烧室、轮盘以及涡轮增压器等关键部件的设计上采用了先进的技术,从而进一步提高了燃机的工作效率和性能表现。
西门子燃气轮机凭借哪些黑科技不断突破传统能源利用极限?如果说航空发动机是“工业之花”,那么超大型燃气轮机就是“皇冠上的明珠”。
重型燃气轮机是21世纪动力设备的核心,燃气轮机技术是目前世界公认标志国家工业基础先进程度的关键技术。
燃机的工作原理是什么?燃气轮机是一种靠燃料(主要为天然气)与空气燃烧产生气体推动叶片做功的机械,按照燃烧室温度目前分为E级,F级和目前最先进的H级。
它的工作原理其实很简单,具体情况咱们来看下面这张图,燃气轮机从左到右可以分为三个部分:压气机(蓝色)、燃烧室(红色)、透平(黄色)。
首先压气机将空气吸入到燃气轮机的内部并进行压缩。
之后压缩过的空气会和天然气在燃烧室进行混合并燃烧,随后产生出的高温高压气体就会推动透平叶片转动,一部分动力会用于带动发电机发电,另一部分动力则会负责带动压气机转动。
燃气轮机的燃烧室可以说融合了整个燃机的大部分高精尖技术,比如H级燃机运转时,燃烧室内部的温度可以达到近1600度的高温!比火山岩浆还要热,绝大部分的金属在这个温度下都会熔化。
所以,咱们也就重点说说燃烧室里发生的那些事儿。
首先,咱们来了解一下:燃机的燃烧室是由什么材料制成的?这里先放上一个视频。
我们的帅大叔讲解的还算清楚吧?一台燃气轮机的燃烧室中配有大概500块这样的隔热瓷片,在隔热瓷片受热一面的温度将近1600摄氏度,而另一侧的温度仅有600多摄氏度,这些大约4厘米厚的陶瓷隔开了近1000度的高温!「此处应该有掌声」(西门子SGT-4000F型燃气轮机的燃烧室)但除了抗高温这就完了么?too naive!燃烧室中的气体还会以堪比龙卷风的速度(每秒100米)不断冲击着燃烧室。
所以这些瓷片还必须能抗住强大的冲击力——甚至要比应用于航天飞机上的隔热瓷片还结实。
这是因为航天飞机上的隔热陶瓷在每次降落后和起飞前都会经过严格的检查并替换受损瓷片,而燃气轮机中的隔热瓷片需要在运行数千小时候后才会进行检修。
发电:简单循环(ISO) 47.5 MW(e) / 50.5 MW(e)联合循环 2x1 (ISO) 135.4 MW(e) / 143.6 MW(e) / energy术语SC: 简单循环CC: 联合循环SCC: 西门子联合循环DLE: 干式低排放HRSG: 余热锅炉PMG: 永磁同步发电机EOH: 等效运行小时数OEM: 原始设备制造商西门子SGT-800型工业燃气轮机集可靠耐用的工业设计与高效率、低排放的特点于一身,同时在燃料、运行条件、维护理念、成套解决方案等方面具备广泛的灵活性,可满足当前及未来的市场需求。
SGT-800型燃气轮机可为一系列工业发电客户如能源公司、独立发电商、公用事业公司和市政电力部门提供经济效益极具竞争力的解决方案。
满足不同需求的出色能力SGT-800型燃气轮机较高的效率和产汽能力使其在热电联产和联合循环电厂(包括流程工业和区域供热)中表现优异。
其耐用的设计和经过验证的高可靠性也使SGT-800型燃气轮机成为炼油厂以及其它油气客户的理想选择。
SGT-800 型燃气轮机有两种功率等级,其 ISO 额定功率为 47.5 MW(e)和50.5 MW(e)。
如果需要在较高的环境温度(高于33°C )获得优异性能,可选用高温匹配型压气机,以提高输出功率和效率。
燃气轮机的主要特点耐用的工业设计运行简单可靠的双燃料干式低排放技术出色的可用性和可靠性性能衰减率低稳定的甩负荷能力(超速小于5%)所需的供气压力较低大修间隔期及总体寿命长。
运行、燃料和应用的灵活性针对炎热和寒冷气候条件下的标准选件适应不同的运行方案和瞬态响应符合电网规范的标准选件气体燃料成分的多样化有载燃料切换能力优化成套解决方案高排烟余热,具备优异的热电联产/联合循环特性SGT-800型工业燃气轮机SGT-800型成套发电设备34SGT-800型燃气轮机技术规格轴流压气机15级轴流压气机—3级可调导向叶片电子束焊接的转子铬基合金动叶和静叶可磨蚀密封件可控扩散叶面型线燃烧室与排放控制干式低排放燃烧系统30个双燃料DLE 燃烧器安装在环形燃烧室中环形焊接金属板设计隔热的内表面涂层燃料系统单一气体燃料或双燃料(气体/液体燃料) 有载燃料切换能力甩负荷能力供气压力要求 27-30bar (绝对压力值) (390-435psi(绝对压力值))透平单模块型高效三级透平– 前两级和静叶法兰由空气冷却– 第三级有扣联叶顶围带轴承可倾瓦径向轴承和止推轴承振动和温度监控减速箱双螺旋设计冷端驱动发电机转速1,500 rpm 或1,800 rpm ,适于50 Hz 或60 Hz 的情况发电机■ 四极设计■ 额定电压:10.5 kV/11.0 kV/13.8 kV ■ 50 Hz 或 60 Hz ■ 防护等级 IP54■ 励磁电源来自永磁同步发电机(PMG )■ 符合IEC/EN 6034-1标准润滑润滑油系统安装在独立的撬块上(典型成套装置)或整合于燃气轮机撬块上(单点起吊式成套装置)■ 带直流后备电源的3x50%交流驱动润滑油泵■ 油冷却器和加热器启动变频器驱动(VSD )启动电机与变速箱连接控制系统■ 西门子Simatic 控制系统■ 分布式输入/输出其它■ 直接轴向排气■ 火灾与气体检测设备■ 压气机清洗选项空气进气过滤可选择静态过滤器、脉冲式清洁过滤器或HEPA 过滤器■ 碳钢或不锈钢制罩壳,噪声等级(85dB(A)标配)5维护灵活标准的维护方案–基于运行小时和周期的维护方案 –大修间隔时间长达60,000等效运行小时 –现场维护或模块化大修,无需特殊车间维护 – 非现场维护方案:快速更换核心机,最大化机组的可用率 维护设计–紧凑模块化结构,易于维护 –可拆卸燃烧器,便于简单、快速检查 –垂直分拆式压气机外壳,便于进出 –燃气轮机可通过滑轨自罩壳内移出 多个内孔窥视仪检查口客户支持授权服务中心的全球支持网络西门子 7/24 全天候支持,包括紧急服务和专家咨询 全面现场服务远程诊断服务,包括协同故障排除和远程解决问题 OEM 产品升级 关于运行及维护的培训多种维护及服务合同可选性能规格维护灵活,高可用性*联合循环机组 SCC-800 还可采用两台以上的 SGT-800 型燃气轮机。
它体重相当于加满油的空客A380,出力堪比1200辆保时捷911汽车的涡轮增压发动机。
它是创造世界纪录的发电设备,将天然气联合循环发电净效率提升到60.75%,以更高效率推动世界前行。
它是谁?如果说航空发动机是“工业之花”,那么超大型燃气轮机就是“皇冠上的明珠”。
重型燃气轮机是21世纪动力设备的核心,燃气轮机技术是目前世界公认标志国家工业基础先进程度的关键技术。
而超大型燃气轮机公认是最难制造的机械装备。
西门子SGT5-8000H超级燃气轮机是世界最大的燃气轮机,重390吨(相当于一架加满油的空客A380),长13.1米,宽4.9米,高4.9米,功率为375MW(相当于13架空客A380引擎功率的总和,或者尼迷兹号航母总功率194MW的近两倍)。
1台SGT5-8000H的发电量,足够1个工业化大城市用电量。
西门子SGT5-8000H超重型燃气轮机的涡轮叶片,要承受超过1500°C的高温,超过了GE90涡扇航空发动机与F404喷气发动机的涡轮进口温度。
由于涡轮叶片叶尖转速超过1700公里/小时,巨大的离心力使每个刀片一端接触到的10,000倍地球的引力。
叶片不能有任何瑕疵,误差仅为几十微米,否则就算报废。
因此有说法是一片叶片等价于一辆宝马。
西门子使用镍合金来制作轮机叶片,因为镍合金能够在负荷的方向上固化成单晶体,不易破裂。
此外,有一个双层阻热涂层能够起到隔热作用。
叶片的风冷特性也被优化了。
开发人员还优化了叶片外形,减少了压缩机叶片尖端的涡流造成的损耗。
为实现这点,他们模拟了压缩机内部的三维流体力学——对计算机模拟而言这是极具挑战的。
SGT5-8000H结合了当今最好产品线特点和科技成果,是目前西门子燃机的“当家花旦”,首台机于2011年7月投入商业运行。
实际上,早在2004年,西门子就已经完成了该产品的研发。
2007年经过一系列严格测试的首台产品,即原型机就已出厂。
但是,身为严谨的德国人,怎么会急于轻易交付产品呢?他们罔顾市场计划和成本,将这台跟一架加满油的空客一样重的大家伙,辗转运到了1500公里外的巴伐利亚。