燃气轮机技术简介以及9FA重型燃气轮机设备介绍(终版)
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9FA燃机介绍9FA燃机的研发历程美国GE公司于二十世纪八十年代中期投入了大量资金,进行F型燃气轮机的开发研制,主要是将飞机发动机的先进技术和部件移植到工业和发电用燃气轮机上,从而使其性能大幅度提高。
GE公司于1987年制成了首台60Hz的MS7001 F型燃气轮机发电机组,输出功率135.7MW,发电效率32.8%。
接着,GE公司与GEC Alsthom公司联合开发,通过MS7001 F型燃气轮机的模化放大,模化系数1.2,制成了50Hz的MS9001 F 型燃气轮机发电机组,输出功率212.2MW,发电效率34.1%。
其燃气轮机的所有部件,除轴承和燃烧室以外,都是按1.2的比例进行模化放大。
第一台MS9001 F型燃气轮机发电机组于1991年8月在美国南卡罗莱纳州的格林维尔(Greenville)厂制造成功并满意地运行。
接着,GE公司又将其MS7001 FA型燃气轮机模化缩小,模化比2/3,于1995年末研制成70MW等级的MS6001 FA型燃气轮机,通过齿轮箱减速,用于50Hz/60Hz发电。
GE公司还与其意大利的伙伴新庇隆公司联合开发了50Hz的9EC型燃气轮机发电机组,该机组结合了9E燃气轮机的设计和9F型燃气轮机的透平段技术,使9E型燃气轮机发电机组的性能有了较大幅度的提高。
烧天然气时,9EC型机组的额定功率达169MW,发电效率35%,首台9EC型发电机组于1996年秋天制成。
9F型燃气轮机的结构和性能1.9FA型燃气轮机的结构点击查看清晰大图以上是9FA型燃气轮机的纵剖面图。
该机组为典型的单轴结构,与传统的9E型燃气轮机相比较,省去了一个中间轴承,三支承变成了双支承。
动力输出由透平排气端(热端)改变为压气机进气端(冷端)。
透平改变为轴向排气,有利于与余热锅炉的连接。
其控制系统应用GE公司的Speedtronic MKV,有三冗余度,由3台计算机分担燃气轮机的控制职能,三冗余的计算机或传感器之一发生故障时,内部的表决逻辑将透平控制重新定向于两台能工作的计算机和传感器,因而有较高的可靠性。
GE—9FA燃气轮机透平叶片冷却技术分析燃气轮机在工作的过程中,燃烧室出口温度较高,超过透平叶片最大温度承受值,影响透平叶片的正常工作,如何进行透平叶片冷却至关重要。
本文以GE-9FA燃气轮机为例,从其冷却系统组成及原理分析入手,探讨了透平叶片的冷却技术和冷却原理,并指出了其易出现的故障和故障原因,旨在进一步完善GE-9FA燃气轮机透平叶片冷却技术,促进其应用和发展。
标签:GE-9FA燃气轮机;透平叶片;冷却技术0 前言提升透平进口燃气温度对于提高燃气轮机性能有着重要的作用,但这也对透平叶片的耐温性能提出了更高的要求,采用透平叶片冷却技术来提升其换热效果是保证透平叶片在高温环境下稳定运行的重要手段。
GE公司9FA燃气轮机是国内联合循环机组新型燃机,其采用的透平叶片冷却技术较为先进,冷却效果良好,下面来进行具体分析。
1 GE-9FA燃气轮机透平冷却系统一般来说,保证燃气轮机透平叶片在高温环境下稳定运行的措施有三种,①提升叶片材料耐热性能,例如采取高耐热本体材料,或在叶片表面涂隔热涂层等;②设置超温保护系统来保护叶片,避免其受到高温损坏[1];③采取叶片冷却技术。
但需要注意的是,叶片材料性能提升毕竟有限,且超温保护系统也已经固化,这两种方式的潜力有限,而透平叶片冷却技术则有着较大发展空间。
在GE-9FA燃气轮机透平冷却系统中,利用压气机内的高压空气能够冷却透平转子、透平叶片及轮盘等相关部件。
其中末级排气冷却第1级静叶,16级抽气冷却沿程轮盘、第1级动叶和第2级动叶,第9级、13级抽气冷却第2级、第3级静叶。
对于第1级静叶来说,其冷却空气流动路径为:燃烧室火焰筒外环腔→前腔、后腔→叶片内部→冷却结构→燃气通道。
对于第2级静叶来说,其冷却空气主要有两股,两股冷气进入叶片路径为:①第一股冷气:前腔→套筒→前缘;②第二股冷气:后腔→套筒→后缘。
需要注意的是,第二股冷气经过后缘之后,一部分由后缘直接排出,另一部分则与冷气进入叶片,从底部排出,在整个排出的过程中对沿路各个部件进行冷却。
燃气轮机产品及技术发展介绍《燃气轮机产品及技术发展介绍篇一》嘿,今天咱就来唠唠燃气轮机这玩意儿。
燃气轮机啊,就像是工业界的超级明星,在很多领域那都是响当当的存在。
先说说它的产品类型吧。
燃气轮机有轻型和重型之分。
轻型燃气轮机就像是灵活的小猎豹,体型相对较小,重量也轻,比较适合用在航空领域。
你想啊,飞机在天上飞,每一点重量都得精打细算,轻型燃气轮机就像一个轻巧又充满力量的心脏,带着飞机在蓝天白云间穿梭。
而重型燃气轮机呢,那就是工业里的大力士。
它体型庞大,功率也超大,在发电领域可是一把好手。
就好比是发电厂里的定海神针,稳定地输出着强大的电能。
燃气轮机的技术发展也是相当有故事的。
早期的燃气轮机啊,效率可能就像个刚刚学会走路的小孩,比较低。
那时候的工程师们估计也挠破了头,想着怎么提高这个效率呢?就像是在黑暗中摸索着前进。
随着科技的发展,新材料开始登上舞台。
比如说高温合金,这玩意儿就像是给燃气轮机穿上了一层超级铠甲,让它能够承受更高的温度。
这温度一上去,效率也就跟着提高了。
就好比你给一个运动员更好的装备,他就能跑得更快一样。
我曾经有这么一次经历。
我去参观一个发电厂,在那里我看到了燃气轮机那庞大的身躯。
当时我就被震撼到了,那家伙,轰隆隆地响着,就像一头沉睡的巨兽被唤醒了。
我在想,这么个大东西,背后得有多少人的智慧和汗水啊。
我就问旁边的工程师,这燃气轮机怎么这么厉害呢?工程师就跟我说,这可是经过了好几代人的努力呢。
从最开始的简单设计,到现在的高科技含量,就像是从茅草屋变成了高楼大厦。
不过呢,燃气轮机的发展也不是一帆风顺的。
也许有人会说,这燃气轮机虽然好,但是它的成本也不低啊。
没错,这就像是你买一个高级的手机,功能强大但是价格昂贵。
对于一些小型企业或者不发达地区来说,可能有点承受不起。
但是呢,我觉得随着技术的进一步发展,成本也许会降下来。
就像当初的电脑一样,刚出来的时候贵得吓人,现在不也走进了千家万户吗?燃气轮机的未来会是什么样的呢?它会不会像火箭一样一飞冲天,发展得更加迅猛呢?我觉得很有可能。
9FA燃机结构介绍9FA燃机结构介绍9FA燃机结构介绍压气机总体PG9351FA机组的压气机是一台18级轴流式,压缩比15.4:1,空气质量流量为623.7kg/s的多级轴流式压气机,头两级为跨音速级,带一级可转导叶。
轴流式压气机部分由压气机转子和封闭的气缸组成。
装在压气机气缸内的有:进口导叶、十八级转子和静叶和两排出口导叶栅。
每相邻的动叶和静叶列组成一级。
在每一个级内,动叶片吸收外界作功转换成提供压缩空气所需的力,而静叶片则引导空气使它以合适的气流角度进入下一级。
压缩空气从压气机排气缸出来进入燃烧室。
从压气机级间抽出的空气用作透平喷嘴、轮间和轴承的冷却和密封空气用,在启动过程中抽气作为喘振控制用。
压气机转子压气机转子是一个由16个叶轮、2个端轴和叶轮组件、贯穿螺栓和转子动叶组成的组件。
前端轴装有零级动叶片,后端轴装有第17级动叶片,16个叶轮各自装有从第1至第16级动叶片。
第一级静叶有46片;第一级动叶32片;末级静叶片(第17级)108片,后两列导向叶片EGV1=108片,EGV2=108片。
第一级动叶片高度为503.56mm,末级动叶片高度为147.17mm。
第16级压气机叶轮后端面上有导向风扇。
在第16级压气机叶轮和压气机转子后半轴之间有间隙允许导向风扇汲取压气机空气流,并将空气引向压气机转子后联轴器上的15个轴向孔,流到透平前半轴与压气机转子后联轴器相应的15个轴向孔,去冷却透平叶轮。
压气机静子气缸由压气机进气缸、压气机气缸和压气机排气缸组成,它们各自依靠中分面上的法兰螺栓紧固成一体。
进气缸位于燃气轮机的前端,在进气室内,它的主要功能是将空气均匀地引入压气机。
进气缸内壁安装有可调进口导叶(IGV)。
压气机气缸内壁装有零级至12级静叶片;压气机排气缸内壁装有第13级至第17级静叶和两列出口导向叶片;他们共同组成压气机静子。
气缸上的抽气孔允许抽出第9级和第13级的空气。
这部分空气用于冷却和密封,也用作起动和停机时喘振的控制。
GE 9FA燃气轮机关键技术分析摘要:目前来看,GE发电用燃气轮机的设计技术已经有了完整的系列,比如单轴轴流式压气机在保持已有的压气机可靠性的同时,逐步把流量、压比和效率进行提高;各种燃气轮机也渐渐形成了从A、B、C、E、EA、F、FA和FB等一系列的产品。
采用这种渐进的方式发展系列产品,可以最大限度地利用从前成熟的设计经验,使燃气轮机性能提高的同时,又保持了较高的可靠性。
关键词:9FA;燃气轮机;技术分析GE所采用的是尺寸模化设计技术,使用以直径比来定义为模化系数,模化系数和转速成反比,功率、流量和模化系数的平方成反比,在机械尺寸缩小或是放大的同时增加或是降低它的转速,这样就可以获得到机械与气动性能相似的燃气透平系列和一组压气,并且在试验台上全面的进行试验,从而使机组具有优良的起动和变工况特性得以保证。
但由于模化设计技术对于燃烧室的开发不适用,原因是燃烧室在模化设计中不能获得化学反应、相同的传热和气体混合的过程,所以仍然沿用边设计边在试验台上进行全负荷试验的方法来对燃烧室进行研发。
一、GE 9FA燃气轮机关键技术1、压气机的高压比为了使热效率和燃气轮机容量提高,GE引入了较为先进的航空空气动力学设计方法(比如具有大容量空气流量的超音速压气机叶型),FA级压气机增加了第零级(第零和第1级都工作在跨音速区),并且采用了可以大幅度增加压气机的空气流量和压比技术。
GE所采用尺寸模化设计方法来对通流面积和压气机直径放大,从而增加空气压比和流量。
如果只是简单的把压比提高,就可以使用增加压气机级数,但是对于单轴轴流式压气机来说,压比在提高过程中,压气机的效率也就越来越低,并且级数比较多的压气机在前后级间容易发生失速、不协调以及喘振等问题。
在9FA单轴燃气轮机中,GE就采用了压气机进口可调导叶(IGV),来对压气机起动时调节空气流量进行适应以及对联合循环低负荷的性能进行改善;在压气机第9 与13 级都布置有抽空气口,并且回送到压气机入口(IBH),从而使压气机进口空气温度提高,以防空气中的水汽析出,还有控制喘振的功能。