燃气轮机的空气进气和排气系统

燃气轮机发电系统优化运行控制策略燃气轮机发电系统是当前许多电力企业采用的一种先进的电力机械设备，其以天然气、石油等为燃料，经过内燃引擎进行能量转换来提供电力。

在发电过程中，燃气轮机发电系统的优化运行控制策略显得尤为重要，需要在保证效率的同时保障发电系统的稳定运行，下面，我们将从燃气轮机发电系统的优化目标、优化手段、运行控制策略以及优化的效益四个方面对其进行分析。

一、燃气轮机发电系统的优化目标燃气轮机发电系统的优化目标主要包括以下几个方面：1.提高发电效率：燃气轮机发电系统的发电效率主要受到燃气进气温度、压力、燃烧稳定性以及旋转部件的转速等因素的影响，通过对这些因素进行控制，可以有效提高系统的发电效率，减少燃料消耗。

2.保障系统的稳定性：在发电过程中，燃气轮机发电系统的稳定性尤为重要，需要通过控制系统的进气量、排气量、燃料消耗量等参数来保证系统的平稳运行，避免因外部环境和负载变化等因素影响系统的稳定性。

3.降低维护成本：对于燃气轮机发电系统而言，其维护成本相对较高，需要定期进行保养和维修，通过对系统进行有效的优化运行控制，不仅可以降低发生故障的概率，还可以降低系统的维护成本。

二、燃气轮机发电系统的优化手段在燃气轮机发电系统的优化过程中，需要采用一系列有效的手段来实现自身的优化，在这里，我们将从燃气轮机的运行方式、燃气轮机的进气系统和排气系统以及燃料的优化使用这三个方面进行阐述。

1.燃气轮机的运行方式燃气轮机的运行方式主要包括基础负荷运行、调峰运行、启停运行、备用运行等多种方式，通过合理的选择和切换配合，可以实现对系统的优化运行控制，减少燃料消耗，降低维护成本，提高系统的效率和稳定性。

2.燃气轮机的进气系统和排气系统在燃气轮机的进气系统和排气系统中，需要对系统的进气流量、进气压力进行控制，确保燃气轮机系统的正常供氧和排气，从而保障系统的平稳运行。

3.燃料的优化使用对于燃气轮机发电系统而言，燃料的合理使用也是优化过程中的重要因素之一。

燃气轮机的原理与结构介绍燃气轮机是一种利用燃气燃烧产生高温高压气流，通过推动涡轮转动，进而驱动发电机或其他机械装置的热动力装置。

其工作原理主要包括燃气燃烧、能量转换和工作过程三个方面。

1.压缩机：压缩机是燃气轮机的核心部件之一，以提高压气机进气流动的动能，同时将气体压力提升至燃烧室所需的压力值。

压缩机通常由多级叶轮设计，叶片与壳体之间的间隙很小，以确保气流的紧凑状态。

气流在各级叶轮中加速，并在每个级别后面的导向叶片中改变流向，最终进入燃烧室。

2.燃烧室：燃烧室是将燃气和空气混合并进行燃烧的部分。

压缩机泵入的气体首先通过燃气轮机喷油器喷入燃烧室，混合燃气在点火器的点火下燃烧。

在燃烧的过程中，燃气内部的化学能被释放出来，产生高温高压的气流。

3.涡轮：涡轮是燃气轮机中的另一个关键部件，由高压涡轮和低压涡轮组成。

高温高压的燃气通过高压涡轮的叶片，使涡轮快速旋转。

旋转的涡轮通过轴向传递的力量，带动高速旋转的低压涡轮，最终推动轴线上的装置工作。

涡轮通常由高温合金材料制成，以保证在高温高压的环境下的耐磨、耐腐蚀性能。

4.排气系统：排气系统主要用于将燃气轮机的废气排放到大气中。

排气管在涡轮后面连接，将排放的废气引导出燃气轮机。

同时，排气管内部还设置了一些降温装置，以降低排气温度，减少对环境的污染。

1.压缩：压缩机将大量的空气吸入，通过多级叶轮的旋转将气体压缩成高压气体。

在此过程中，气体的体积减小，温度和压力增加。

2.燃烧：压缩后的高压气体进入燃烧室，在燃料的点火下燃烧。

这些燃烧物质会释放出大量的热能，将气体的温度提高到非常高的程度。

3.膨胀：高温高压的气体通过高温涡轮的叶片，使涡轮快速旋转。

涡轮通过轴向传递的力量带动低压涡轮旋转，同时提供给发电机或其他机械装置所需的动力。

4.排气：膨胀后的废气通过排气管排出，同时通过降温装置冷却后排放到大气中。

排气管内设有减震器和消声器，以减少噪音和震动对环境和设备的影响。

总而言之，燃气轮机利用压缩、燃烧、膨胀和排气等过程，将燃气燃烧产生的高温高压气体转化为机械能或电能。

燃气轮机的工作原理
燃气轮机是一种利用燃料燃烧产生高温高压气体做工质，通过气流转动涡轮，再将动能转化为机械能的装置。

以下是燃气轮机的工作原理：
1. 空气进气：燃气轮机的工作过程始于将空气引入进气道中。

为了达到更高的效率，一般会采用压气机提升空气的压力，以增加进气气流量。

2. 燃料燃烧：在压缩后的空气进入燃烧室之前，燃料被喷入燃烧室进行燃烧。

通常情况下，燃料燃烧产生的热量会使气体的温度和压力升高。

3. 气体膨胀：经过燃烧室燃烧后，高温高压气体进入涡轮机，气体的动能随之转化为涡轮得以旋转。

4. 涡轮工作：涡轮由多个叶片组成，这些叶片被高速旋转的气体冲击，使得涡轮自身也随之旋转。

涡轮旋转的目的是为了将气体流动时的动能转化为机械能。

5. 惯性运动：涡轮和轴传动装置的联系使得涡轮的运动将会传递给其他设备，如发电机或驱动船只的螺旋桨。

同时，惯性使得涡轮与压气机相互影响，构成了一个循环的工作系统。

6. 排气：气体工作完毕后，通过排气道排出。

部分排出的热能可以用于发电或供热。

总结起来，燃气轮机通过燃烧燃料产生高温高压气体，通过涡轮转动的方式将气体的动能转化为机械能，最终实现能量的利用。

燃气轮机的空气进气和排气系统摘要：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。

ICSQ/CNPC Ⅰ大庆油田燃机电厂企业标准Q/CNPC-DQ-RJ 0002-2013代替Q/CNPC-DQ-RJ 0002-2007组运行规程2013-05-01发布2013-05-30实施大庆油田燃机电厂发布目次目次 (I)前言 (IV)联合循环 (1)1 主题内容 (1)2 适用范围 (1)3 设备规范 (1)3.1 燃气轮机及附属设备规范 (1)3.1.1 燃气轮机主要参数 (1)3.1.2 压气机主要参数 (1)3.1.4 透平主要参数 (2)3.1.5 减速齿轮箱主要参数 (2)3.1.6 轴承主要参数 (2)3.1.7 润滑油系统主要参数 (2)3.1.8 液压油系统 (3)3.1.9 进口可转导系统设备代号、名称及设定值（见表3） (4)3.1.10 跳闸油系统设备代号、名称及设定值（见表4） (4)3.1.11 冷却水系统 (5)3.1.12 冷却与密封空气系统 (5)3.1.13 气体燃料系统设备代号、名称及设定值（见表6） (5)3.1.14 启动系统设备代号及名称（见表7） (5)3.1.15 通风与加热系统设备代号、名称及设定值（见表8） (5)3.1.16 高压CO2灭火系统 (6)3.1.17 进气与排气系统 (6)3.1.18 燃气轮机附属电机代号、名称及设定值（见表10） (6)3.1.19 燃气轮机转速继电器代号、名称及设定值（见表11） (7)3.1.20 燃气轮机振动传感器代号、名称及设定值（见表12） (7)3.2 蒸汽轮机及附属设备规范 (7)3.2.1 蒸汽轮机主要参数（见表13） (8)3.2.2 凝汽系统设备规范 (8)3.3 余热锅炉及附属设备规范 (9)3.3.1 余热锅炉 (9)3.3.2 循环水系统 (10)3.3.3 给水系统 (11)3.3.4 附件 (11)4 联合循环机组的启动 (12)4.1 机组启动规定 (12)4.1.1 机组启动状态划分 (12)4.1.2 机组的启动时间（见表26）： (13)4.1.3 严禁蒸汽轮机启动的条件 (13)4.1.4 严禁燃气轮机启动的条件 (14)4.1.5 严禁发电机启动的条件 (14)4.2 机组启动前的检查及准备 (14)4.2.1 公共系统启动前的检查和准备 (14)4.2.2 燃气轮机启动前的检查和准备 (15)4.2.3 余热锅炉启动前检查和准备 (16)4.2.4 蒸汽轮机启动前检查和准备 (16)4.2.5 电气系统启动前的检查和准备 (17)4.3 机组启动 (18)4.3.1 第一台燃气轮机启动 (18)4.3.2 余热锅炉冷态启动 (21)4.3.3 余热锅炉热态启动 (22)4.3.4 一台燃机运行时蒸汽轮机冷态启动 (22)4.3.5 一台燃机运行时蒸汽轮机热态启动 (25)4.3.6 第二台燃气轮机及余热锅炉启动 (28)4.3.7 两台余热锅炉并汽 (28)4.4 联合循环启动注意事项 (28)4.5.1 两台燃气轮机同时启动 (29)4.5.2 #1、2余热锅炉冷态启动 (32)4.5.3 余热锅炉温、热态启动 (33)4.5.4 蒸汽轮机冷态启动 (34)4.5.5 蒸汽轮机热态启动 (36)5 联合循环机组的正常运行检查 (38)5.1 联合循环机组正常运行监视 (38)5.2 联合循环机组定期巡视检查项目 (39)5.3 联合循环机组手动紧急停机的条件 (39)6 联合循环机组的停运 (39)6.1 机组二拖一运行方式下滑参数停运 (39)6.1.1 根据机组二拖一运行方式下停运一台燃气轮机 (39)6.1.2一拖一运行方式下滑参数停运操作 (41)6.2 机组停机过程中的主意事项 (43)6.2.1 燃气轮机停运过程中的注意事项 (43)6.2.2 蒸汽轮机停运过程中的注意事项 (43)6.2.3 滑参数停运过程中的注意事项 (44)6.2.4 机组停运后的注意事项 (44)7 联合循环机组的试验 (44)7.1 启炉前的各种试验 (44)7.1.1 热工、电气控制设备的各项试验的准备工作 (44)7.1.3 转机联动试验 (45)7.1.4 事故按钮试验（转机在手动位置） (45)7.1.5 水位保护试验 (45)7.1.6 水压试验 (46)7.1.7 安全阀的校验 (46)7.2 汽轮机设备试验 (47)7.2.1 泵的启停试验 (47)7.2.2 泵的事故按钮及联动试验 (47)7.2.3 主汽门活动试验 (47)7.2.4 主汽门、调速汽门严密性试验 (47)7.2.6 超速试验 (48)7.2.7 喷油试验 (49)7.2.8 真空严密性试验 (49)7.2.9 低油压保护试验 (49)7.2.10 串轴保护试验 (49)7.3 燃气轮机试验 (50)7.3.1 燃气轮机超速跳闸试验 (50)7.3.2 燃气轮机电子超速试验 (50)8 事故处理 (50)8.1 事故处理的原则 (50)8.2 汽机紧急停机条件 (50)8.3 汽机故障停机条件 (51)8.4 汽机紧急停机操作步骤 (51)8.5 真空下降 (51)8.6 发电机甩负荷 (52)8.7 汽轮机水冲击 (53)8.7.1 汽轮机水冲击的现象 (53)8.7.2 汽轮机水冲击的处理措施 (53)8.8 汽轮发电机组不正常的振动和异音 (53)8.9 油系统工作失常 (53)8.10 厂用电全停的处理 (54)8.11 蒸汽参数偏离额定值的处理 (54)8.12 运行给水泵跳闸而备用泵未联动的处理 (54)8.13 空冷岛事故 (54)8.14 水泵的事故处理 (54)8.15 燃机的异常运行及事故处理（见表30） (55)前言本规程按照GB/T1.1—2000给出的规则起草。

燃气轮机的整体结构特点燃气轮机是一种能将燃气燃料（如天然气、液化石油气等）的化学能转化为机械能的装置。

它具有以下几个重要的整体结构特点：1.气动系统：燃气轮机的气动系统负责引入、压缩、混合及喷入燃气燃料，以产生高温、高压的气体流。

该系统主要包括进气系统、压气机、燃烧器及排气系统等部分。

进气系统负责从外界引进空气，并通过滤气器去除杂质；压气机通过一系列叶片对气体进行压缩，提高气压和温度；燃烧器将燃气燃料喷入压缩气体中进行燃烧；排气系统将燃烧后的废气排出。

2.热源：热源是燃气轮机的核心部分，负责将燃气燃料的化学能转化为高温、高压的气体流。

热源主要由压气机和燃烧室组成。

压气机将空气压缩至高压状态，然后将其送入燃烧室。

在燃烧室中，燃气燃料与压缩空气进行充分的混合和燃烧，产生高温、高压的气体流。

3.动力转换系统：燃气轮机的动力转换系统负责将高温、高压的气体流转化为机械能。

动力转换系统主要由涡轮机组、发电机和辅助设备组成。

涡轮机组将高温、高压的气体流作用于其叶轮上，使其高速旋转，然后通过轴系将轴上的转动能量传递给发电机。

发电机将机械能转化为电能。

此外，辅助设备如冷却系统、润滑系统和控制系统等，可用于维持燃气轮机的正常运行。

4.尾气利用系统：燃气轮机的尾气是燃烧后的废气，其中包含了大量的热能。

为了充分利用尾气的热能，燃气轮机通常采用余热锅炉或废热锅炉来回收尾气中的热能。

通过余热锅炉，可以将尾气中的热量转化为高温高压的蒸汽，并用于供热、发电或其他工业用途。

总体而言，燃气轮机的结构特点可以归纳为气动系统、热源、动力转换系统和尾气利用系统四个方面。

燃气轮机具有高效率、可靠性强、快速启停、污染排放低等优点，广泛应用于发电、航空、石油、化工、制冷等领域。

燃机系统说明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 Ar10.7% 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·点⽕器类型：⽕花塞·⽕焰探测器数量及类型：4个UV探测器·燃烧室材质：镍基合⾦(4)燃⽓透平·型式：轴流，反动式·级数： 3 级·转⼦：中空空冷型，锻钢·导叶材质：⾼铬合⾦钢·动叶材质：⾼镍合⾦钢·⽓缸：⽔平中分式，碳钢(5)燃机发电机·型式：全封闭，⽔/空冷，同步，室外式·型号： WY16Z-037LLT·套数： 1套·额定功率：28500KW·额定电压：10.5KV·额定电流：1844A·额定转速：3000 r/min·额定频率：50 HZ·功率因素：0. 85·励磁机型式：⽆刷励磁·防护等级：IP54 室外型(6)煤⽓（BFG）压缩机·型式：单缸轴流式·级数： 20级·导叶类型：⼊⼝侧5 级导叶⾓度可调·驱动器：燃⽓透平·转速： 6462 r/min·壳体型式：⽔平中分·进⽓条件：流量：134500Nm3/h-dry煤⽓类型：BFG压⼒：＋800mmAq（g）温度：25 o C·出⽓状态：压⼒：11.8ata（1.1956 MPa）温度：350 o C1.2余热锅炉汽机发电机组型号、参数和主要技术规格(1).余热锅炉·型式：卧式、⾃然循环，双压余热锅炉·型号：Q427/571-76(9.6)-6.1(0.4)/485(210)型·额定主蒸汽流量：76t/h ·额定主蒸汽压⼒：6.1MPa(g)·额定主蒸汽温度：485℃·次⾼压汽包⼯作压⼒：6.5MPa(g)·额定低压蒸汽流量：9.6t/h·额定低压蒸汽压⼒：0.4MPa(g)·额定低压蒸汽温度：210℃·低压汽包(除氧器)⼯作压⼒：0.42MPa(g)·给⽔温度：50℃·排污率：1％·余热锅炉进⼝烟⽓流量：547t/h·余热锅炉进⼝烟⽓温度：571℃·余热锅炉排烟温度：~117℃·制造⼚家：德尔塔动⼒设备（中国）有限公司(2).汽轮机·型式：单缸、冲动式、双压补汽凝汽式·型号：LZN22-5.88/0.4型·台数：1套·额定功率：22MW（设计值22.63 MW）·额定进汽压⼒：5.88MPa(a)·额定进汽温度：480℃·额定进汽量：76t/h·额定补汽压⼒：0.4MPa(a)·额定补汽温度：205℃·额定补汽量：8-10t/h（设计值9.6 t/h）·排汽压⼒：6.93kPa·冷却⽔温（额定/最⾼）：28 /35℃·额定转数：3000 r/min·制造⼚家：南京汽轮电机⼚(3).发电机·型式：全封闭，风冷，同步，室内式。

10．进气与排气系统燃气轮机的性能与可靠性，跟进入机组的空气质量和清洁度有关，进气系统就是对进入机组的空气进行处理，滤掉固体颗粒和污染物，以提高机组的性能和运行的安全可靠性。

进气与排气系统的示意图如图3-35所示。

进气系统主要由进气过滤器室、进气压差控制箱、进气管道、进气消音器及各有关的指示仪表和控制仪表组成。

对不同的机组来说，进气过滤器室的变化也是较大的，在早期生产的燃气轮机上，如MS5001燃气轮机，其过滤器室里由棉絮状的过滤材料组成过滤系统；而在近期生产的一些燃气轮机上，如MS9001E燃气轮机，其进气过滤器室里由棉絮状的过滤材料组成粗滤，再由垂直或水平安装的一些灯笼式过滤器筒构成精滤，由粗滤和精滤两部分组成进气过滤系统。

这些灯笼式的过滤器筒具有自清洗能力，配备有自清洗系统。

根据进气系统压差控制箱的压差，自动地由压气机的某级后的抽气或排气引入一股高压空气对过滤器筒分别进行反向清吹，以清除掉过滤网筒外表面上的积垢，恢复过滤器筒的性能，这种过滤系统称为自清洗式过滤系统。

在多数过滤器室里安装有爆破门，以防止过滤系统因积垢过分严重导致进气量过少而引起压气机喘振。

空气经过滤后进入进气管道，再经进气消音器降低进气噪音后进人压气机的进气缸，然后依次经过压气机的逐级增压，最后进入燃烧室。

排气系统主要由排气消音器、排气烟囱或排气烟道和一些有关的控制仪表组成。

对于简单循环的燃气轮机来说，采用向上排气，排气烟囱就垂直地安装在排气室的顶部，而排气消音器就安装在排气烟囱里。

透平的排气从排气室里向上经排气烟囱排人大气。

对于联合循环的燃气轮机来说，透平的排气要进入余热锅炉，所以无论是卧式还是立式余热锅炉，透平的排气都是从排气室里经一水平烟道引入余热锅炉。

在机组起动或作简单循环运行时，排气经水平烟道和安装在水平烟道里的排气消音器后从垂直安装的旁通烟囱排人大气；在联合循环运行时，旁道烟囱关闭，透平排气经水平烟道和排气消音器后进入余热锅炉，最后从主烟囱排人大气。