E级燃机与F级燃机的比较

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。

摘 要燃气轮机的自动化控制系统包括了保护系统和控制系统，他们是不可分割的一个整体。

在燃气轮机正常运行时，由MAVK-V系统实施控制，使燃气轮机能在所要求的参数下运行，力求安全经济。

当机组由于某些不可预测的原因而偏离正常的运行参数时，保护系统应发出报警，以便运行人员及时分析故障原因和排除故障。

当机组的关键参数严重偏离正常的运行参数而危及设备安全时，控制系统应该立刻做出反应，切断进入机组的燃料使机组跳闸。

本文主要介绍燃气轮机自动化控制系统中的五大保护（超速保护，超温保护，熄火保护，振动保护，燃烧监测保护）系统的检测实现原理以及各保护的算法。

关键词：保护 原理 检测目 录第一章9E燃机热工测量简介 (4)第一节温度的测量 (4)第二节转速和振动的测量 (5)1 9E燃气轮机转速的测量 (5)2 9E燃气轮机振动的测量 (5)第三节火焰检测 (6)第二章MARK V保护系统简介 (7)V概述 (7)第一节 MARKV硬件软件简介 (8)第二节 MARKV的保护功能 (9)第三节 Mark第三章超速保护 (11)第一节主电子超速 (12)第二节副电子超速保护系统 (12)第三节燃气轮机动态超速的抑制 (13)第四章燃气轮机的超温保护 (15)第一节透平的温度控制系统 (15)4.1-1 T*3温度控制原理以及温度控制基准 (16)4.1-2 排气温度信号的处理 (17)第二节MARK V的超温保护 (18)第五章燃气轮机的燃烧监测 (21)第一节燃烧监测的意义 (21)第二节燃烧监测软件 (22)1. 排气温度的允许分散度 (22)2. MARK V燃烧检测的原理 (24)第三节 MARK V燃烧检测保护 (24)1. 排气热电偶检测故障报警 (25)2. 燃烧故障报警 (25)3. 排气分散度过高遮断 (25)第四节燃烧监测退出 (27)第六章燃气轮机的熄火保护 (28)第一节 火焰检测系统 (28)第二节 熄火保护功能 (28)第七章燃气轮机的振动保护 (30)1. 振动传感器失效报警 (30)2. 燃气轮机组振动大报警 (32)3. 燃气轮机组振动大遮断 (32)第八章致谢 (33)第一章 9E燃机热工测量简介热工测量是指在热力生产过程中对各种热工参数的测量，包括温度、压力等等。

9E燃机电厂燃烧模式分析与管理发布时间：2023-02-28T03:34:31.772Z 来源：《中国电业与能源》2022年10月19期作者：曹政[导读] 燃气轮机是燃气电站运行系统的重要组成部分之一，其运行稳定性将直接妨碍电站运行的稳定性，曹政大唐泰州热电有限责任公司江苏泰州市 225500摘要：燃气轮机是燃气电站运行系统的重要组成部分之一，其运行稳定性将直接妨碍电站运行的稳定性，甚至对电站运行的可靠性造成直接影响。

因此需要加强研究电厂中9E燃气轮机的燃烧模式。

主要目的是探讨电厂9E燃气轮机的燃烧原理，分析其燃烧模式改变和切换的过程，提出一种可行的燃烧模式管理方法，避免燃烧模式切换的失效。

本文简要分析了燃气轮机9E的技术特点和燃气轮机电站9E的燃烧方式，并对燃气轮机电站9E的燃烧方式切换和防控管理方法进行了深入探讨。

关键词：9E燃机；电厂；燃烧模式；分析；管理引言在电厂运行中，为了减少氮氧化物排放，燃气轮机制造商一般采取向燃烧区注水或注蒸汽等措施。

但是，这种方法会对燃气轮机的性能和维护间隔造成严重影响，并且会提高空气污染物，例如CO和UHC。

鉴于这些原因，燃气轮机制造商一直在研究其他类型减少氮氧化物排放的控制技术。

例如，目前普遍作用的干式低氮氧化物（DLN）技术在预混燃烧时控制燃料与空气的混合比，使燃烧火焰的表面温度低于扩散燃烧的理论燃烧温度，从而对氮氧化物的浓度进行控制。

为了充分发挥9E燃气轮机的作用，需要对电厂9E燃气轮机的燃烧方式进行分析，参照燃烧过程对燃烧方式进行自动切换，但发展到一定程度后，仍然存在燃烧方式失效的风险。

因此，有必要增强9E燃机燃烧运行的管理，进一步提升9E燃机燃烧运行效果，发挥良好的防控作用。

1. 9E燃机的技术特征9E燃气轮机是GE开发的E级汽轮机产品。

在原有9E.03机组原理的基础上更进一步增加了F级燃气轮机技术，进一步提高了燃气轮机产品的综合性能。

参照9E燃机产品结构分析，9E燃机保持了目前大多数9E.03产品的机型结构，采取使用17级叶片，设计压力为13.1，进一步降低了研发成本，提升了整机结构循环，有效避免机组调整影响整机热系统。

㊀收稿日期:２０２０￣０１￣０８㊀㊀㊀㊀㊀㊀作者简介:由㊀岫(１９７１￣)ꎬ女ꎬ硕士ꎬ高级工程师ꎮ从事燃气轮机科研工作ꎮＧＴ１３Ｅ２燃气轮机技术特点由㊀岫ꎬ王㊀辉ꎬ卜一凡(哈尔滨电气股份有限公司ꎬ哈尔滨１５００２８)摘要:以Ｅ级燃机的典型代表ＧＴ１３Ｅ２为研究对象ꎬ详细地介绍了ＧＴ１３Ｅ２的主要性能参数㊁主要部件(转子㊁压气机㊁燃烧室㊁透平)的结构形式与特点㊁ＧＴ１３Ｅ２与其它同级别产品的结构及性能对比ꎮ对比数据可为燃气轮机选型提供依据ꎬ经对比发现:ＧＴ１３Ｅ２机组在Ｅ级燃气轮机中处于领先地位ꎮ关键词:ＧＴ１３Ｅ２ꎻ性能参数ꎻ结构特点分类号:ＴＫ４７９㊀㊀㊀文献标识码:Ａ㊀㊀㊀文章编号:１００１￣５８８４(２０２０)０３￣０１７９￣０３ＴｈｅＴｅｃｈｎｉｃａｌＦｅａｔｕｒｅｓｏｆＧＴ１３Ｅ２ＧａｓＴｕｒｂｉｎｅＹＯＵＸｉｕꎬＷＡＮＧＨｕｉꎬＢＵＹｉ￣ｆａｎ(ＨａｒｂｉｎＥｌｅｃｔｒｉｃＧｒｏｕｐＣｏ.ꎬＬＴＤꎬＨａｒｂｉｎ１５００２８ꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:ＴｈｉｓｐａｐｅｒｔａｋｅｓＧＴ１３Ｅ２ꎬａｔｙｐｉｃａｌｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｖｅｏｆｅ￣ｃｌａｓｓｇａｓｔｕｒｂｉｎｅꎬａｓｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｏｂｊｅｃｔꎬｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｉｎｄｅｔａｉｌｔｈｅｍａｉｎｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆＧＴ１３Ｅ２ꎬｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｆｏｒｍｓａｎｄｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｍａｉｎｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ(ｒｏｔｏｒꎬｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒꎬｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｃｈａｍｂｅｒꎬｔｕｒｂｉｎｅ)ꎬｔｈｅｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆＧＴ１３Ｅ２ｗｉｔｈｏｔｈｅｒｐｒｏｄｕｃｔｓｏｆｔｈｅｓａｍｅｇｒａｄｅｉｎｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ.ＴｈｅｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｄａｔａｃａｎｐｒｏｖｉｄｅｔｈｅｂａｓｉｓｆｏｒｇａｓｔｕｒｂｉｎｅｓｅｌｅｃｔｉｏｎꎬａｆｔｅｒｃｏｍｐａｒｉｓｏｎꎬｗｅｆｏｕｎｄｔｈａｔｔｈｅＧＴ１３Ｅ２ｕｎｉｔｉｓｉｎｔｈｅｌｅａｄｉｎｇｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｔｈｅＥ￣ｃｌａｓｓｇａｓｔｕｒｂｉｎｅ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ＧＴ１３Ｅ２ꎻｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｐａｒａｍｅｔｅｒꎻｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｆｅａｔｕｒｅｓ０㊀前㊀言自从上世纪３０年代第一台燃气轮机问世至今ꎬ历经８０年的发展ꎬ燃气轮机的技术已经非常成熟ꎬ透平入口温度㊁简单循环效率㊁联合循环效率㊁机组热效率等核心参数不断提高ꎬ已有燃气轮机厂商推出Ｊ级燃气轮机ꎮ虽然目前已经有技术更先进的Ｆ级㊁Ｇ级㊁Ｈ级㊁Ｊ级燃气轮机ꎬ但由于Ｅ级燃气轮机具有技术成熟㊁运行参数低㊁机组可靠性高㊁建造成本低等特点ꎬ仍然有大量的用户采购ꎮ目前ꎬ全球Ｅ级燃机市场的主要产品有美国ＧＥ公司的９Ｅ.０３/０４机型[１]㊁德国ＳＩＥＭＥＮＳ公司的ＳＧＴ５－２０００Ｅ(Ｖ９４.２)[２]㊁日本ＭＩＴＳＵＢＩＳＨＩ的Ｍ７０１ＤＡ机型[３]以及法国ＡＬＳＴＯＭ公司(２０１５年被ＧＥ公司收购)的ＧＴ１３Ｅ２机型[４](如图１所示)ꎮ１㊀ＧＴ１３Ｅ２的主要性能参数自１９９３年首台ＧＴ１３Ｅ２在日本运行以来[５]ꎬ该机型共经历了３次重要升级改造ꎬ机组的性能得到了明显地提升[６－７]ꎬ保证了该机型在Ｅ级燃机市场的竞争力ꎮ目前ꎬＧＴ１３Ｅ２在全球运行机组已达到１６０余台ꎬ已通过大于６６０００次启动和８７０万ｈ的运行验证ꎮ该机型与主要竞争对手的性能参数对比见表１㊁表２所示ꎮ图１㊀ＧＴ１３Ｅ２(１２)型燃气轮机由表１㊁表２可以看出:㊀㊀(１)０５版本ＧＴ１３Ｅ２的整体性能参数已经优于其它竞争对手ꎬ１２版本的ＧＴ１３Ｅ２在Ｅ级燃机产品中处于绝对领先的地位ꎮ(２)０５版本的ＧＴ１３Ｅ２机组出力为１８５ＭＷꎬ已经接近机组出力最优秀竞争产品ＳＧＴ５－２０００Ｅ的１８７ＭＷꎬ１２版本的ＧＴ１３Ｅ２机组出力为２０３ＭＷꎬ比ＳＧＴ５－２０００Ｅ的机组出力高出１０％ꎬ同时ＧＴ１３Ｅ２有具有比ＳＧＴ５－２０００Ｅ更低的热耗率及更高的热效率ꎮ(３)对于１２版的ＧＴ１３Ｅ２来说ꎬ得益于采用Ｆ级燃气轮机ＧＴ２６的压气机ꎬ使压比达到了１８.４ꎬ远远优于其它机型ꎮ(４)与同级别的竞争对象相比ꎬＧＴ１３Ｅ２具有更低的排气温度及排气流量ꎮ(５)在基本负荷(＠１５％Ｏ２)下ꎬ１２版本ＧＴ１３Ｅ２的ＮＯｘ排放达到了１５ｐｐｍꎬ与９Ｅ.０４机型相同ꎬ优于其它产品的２５ｐｐｍꎮ(６)与其它Ｅ级燃气轮机相比ꎬＧＴ１３Ｅ２具有更快速的启动时间ꎬ升负荷速率与其它机型相当ꎮ㊀㊀(７)对于一拖一的联合循环来说ꎬ０５版本ＧＴ１３Ｅ２的机第６２卷第３期汽㊀轮㊀机㊀技㊀术Ｖｏｌ.６２Ｎｏ.３２０２０年６月ＴＵＲＢＩＮＥＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＪｕｎ.２０２０㊀㊀表１Ｅ级燃机简单循环性能对照表厂商型号频率Ｈｚ机组出力ＭＷ简单循环热耗率ｋＪ/(ｋＷ ｈ)ꎬＬＨＶ简单循环净效率％ꎬＬＨＶ压比ＧＥＧＴ１３Ｅ２(０５)５０１８５９５２４３７.８１６.４ＧＥＧＴ１３Ｅ２(１２)５０２０３９４７４３８１８.２ＧＥ９Ｅ.０４５０１４５９７１４３７１２.６ＳＩＥＭＥＮＳＳＧＴ５－２０００Ｅ(Ｖ９４.２)５０１８７９９４５３６.２１２.８ＭＩＴＳＵＢＩＳＨＩＭ７０１ＤＡ５０１４４９８１０３４.８１４厂商排气流量ｋｇ/ｓ排气温度ħ基本负荷(＠１５Ｏ２)下ＮＯｘ排放ꎬｐｐｍｖｄ启动时间(常规启动/调峰启动)ꎬｍｉｎ升负荷率ＭＷ/ｍｉｎＧＥ５１０５０５２５２５/１５１２ＧＥ５０１５０１１５１５/１０１４ＧＥ－５４２１５３０/１０１６ＳＩＥＭＥＮＳ５５８５３６２５１２(调峰)－ＭＩＴＳＵＢＩＳＨＩ４５３５４２２５３０(常规)９㊀㊀表２Ｅ级燃机联合循环性能对照表厂商型号１拖１机组出力ＭＷ１拖１机组效率％ꎬＬＨＶ２拖１机组出力ＭＷ２拖１机组效率％ꎬＬＨＶＧＥＧＴ１３Ｅ２(０５)２６４５５５３０５５.２ＧＥＧＴ１３Ｅ２(１２)２８９５５５８１５５.２ＧＥ９Ｅ.０４２１２５４.４４２８５４.９ＳＩＥＭＥＮＳＳＧＴ５－２０００Ｅ(Ｖ９４.２)２７５５３.３５５１５３.３ＭＩＴＳＵＢＩＳＨＩＭ７０１ＤＡ２１２.５５１.４４２６.６５１.６组出力为２６４ＭＷꎬ与ＳＧＴ５－２０００Ｅ的２７５ＭＷ非常接近ꎬ高于９Ｅ.０４的２１２ＭＷ及Ｍ７０１ＤＡ的２１２.５ＭＷꎬ１２版本的ＧＴ１３Ｅ２机组出力为２８９ＭＷꎬ领先其它竞争对手ꎮ(８)对于二拖一的联合循环机组来说ꎬ０５版本ＧＴ１３Ｅ２的机组出力为５３０ＭＷꎬ稍落后于ＳＧＴ５－２０００Ｅ的５５１ＭＷꎬ高于９Ｅ.０４的４２８ＭＷ及Ｍ７０１ＤＡ的４２６.６ＭＷꎬ１２版本的ＧＴ１３Ｅ２机组出力为５８１ＭＷꎬ领先其它竞争对手ꎮ(９)对于联合循环来说ꎬＧＴ１３Ｅ２的效率高于其它的竞争对手ꎮ２㊀ＧＴ１３Ｅ２的结构特点ＧＴ１３Ｅ２采用了整体的焊接转子㊁高效的亚音速压气机㊁具有环保型燃烧器的环形燃烧室㊁高效的透平ꎬ使ＧＴ１３Ｅ２具有开停机操作简单㊁免维护的转子㊁现场组装叶片㊁主要部件维修方便等特点ꎮ下面将从ＧＴ１３Ｅ２的转子㊁压气机㊁燃烧室㊁透平等方面的结构入手ꎬ对比其与主要竞争产品的差异ꎬ分析产品的优劣ꎮＧＴ１３Ｅ２机组的长㊁宽㊁高分别为１１.１８ｍ㊁５.４ｍ㊁５.１８５ｍꎬ与竞争产品相似ꎮ总重量３４３Ｔꎬ在同级别产品中处于中游水平ꎮ机组气缸采用垂直装配ꎬ装配完成后加工骑缝销ꎬ机组总装采用卧式装配ꎬ在总装台上进行找中ꎮ２.１㊀ＧＴ１３Ｅ２转子的结构特点及技术优势ＧＴ１３Ｅ２采用焊接转子ꎬ由６段锻件焊接而成ꎬ转子的结构如图２所示ꎮ焊接运用氩弧焊打底的电弧自动焊ꎬ焊缝经图２㊀ＧＴ１３Ｅ２(０５)转子结构过严格处理与检验ꎬ性能与母材相当ꎮ由图２可知ꎬ转子中间存在一定的空腔结构ꎬ但所占比例不大ꎬ强度余量较高ꎬ设计偏向保守ꎮ对于压气机部分的转子来说ꎬ由于所处的环境温度较低ꎬ热应力问题不突出ꎬ材料便于焊接ꎬ使用焊接转子可以使毛坯简化ꎬ降低成本ꎮ对于透平部分的转子来说ꎬ由于温度梯度较大ꎬ热应力的影响较大ꎬ为保证该位置的焊接质量ꎬ每次提升温度等级或更改冷却系统后ꎬ都需要重新验证透平转子的可靠性ꎮＧＴ１３Ｅ２与其竞争产品的转子结构对比见表３ꎮ㊀㊀表３Ｅ级燃机转子结构对比厂商型号转子形式ＧＥＧＴ１３Ｅ２(１２)焊接ＧＥ９Ｅ.０４拉杆ＳＩＥＭＥＮＳＳＧＴ５－２０００Ｅ(Ｖ９４.２)中心拉杆＋ｈｉｒｔｈ齿ＭＩＴＳＵＢＩＳＨＩＭ７０１ＤＡ拉杆０８１汽㊀轮㊀机㊀技㊀术㊀㊀第６２卷２.２㊀ＧＴ１３Ｅ２压气机的结构特点及技术优势ＧＴ１３Ｅ２燃气轮机的压气机采用轴流形式及高效的三维动静叶设计ꎬ使其具有流量大㊁效率高的优点ꎮ０５版的ＧＴ１３Ｅ２采用２１级的压气机设计ꎬ优化了各级的载荷分配ꎻ具有一级可转导叶ꎬ保证了启动及低负荷情况下机组的性能ꎻ压比为１６.４ꎬ保证了空气流量及机组的效率ꎻ叶片的材料采用１２Ｃｒ钢ꎬ保证了叶片的耐腐蚀能力ꎻ同时ꎬ１－５级叶片具有防腐蚀涂层ꎬ进一步提高了压气机入口的耐腐蚀能力ꎮ相对于０５版的ＧＴ１３Ｅ２来说ꎬ１２版的ＧＴ１３Ｅ２采用Ｆ级燃气轮机ＧＴ２６压气机前１６级作为ＧＴ１３Ｅ２的压气机ꎬ使得机组轴向距离缩短的同时ꎬ压比达到了１８.２ꎬ进一步增加了机组的空气流量及效率ꎻ将０５版本的一级可转导叶调整为三级可转导叶ꎬ进一步提高了机组在低负荷情况下的性能ꎬ节约燃料成本ꎬ减少污染物排放ꎮＧＴ１３Ｅ２(１２)与其竞争产品的压气机结构对比见表４ꎮ㊀㊀表４Ｅ级燃机压气机结构对比厂商型号级数压比可转导叶ＧＥＧＴ１３Ｅ２(１２)１６级１８.２３级ＧＥ９Ｅ.０４１７级１２.６１级ＳＩＥＭＥＮＳＳＧＴ５－２０００Ｅ(Ｖ９４.２)１７级１２.８１级ＭＩＴＳＵＢＩＳＨＩＭ７０１ＤＡ１９级１４１级㊀㊀由表４可以看出ꎬＧＴ１３Ｅ２(１２)采用了１６级压气机ꎬ是所有对比产品中级数最少的ꎬ保证了机组的轴向尺寸在所有对比产品中是最小的ꎬ这样有利于机组在实际应用场景的布置ꎻ级数少的同时ꎬＧＴ１３Ｅ２的压比达到了１８.２ꎬ又是各对比产品中压比最高的ꎬ保证了ＧＴ１３Ｅ２在同级别产品中有最好的空气流量㊁机组效率ꎻＧＴ１３Ｅ２具有三级可转导叶ꎬ相对于其它同级别来说ꎬ在低负荷工况下具有更好的性能ꎮ２.３㊀ＧＴ１３Ｅ２燃烧室的结构特点及技术优势ＧＴ１３Ｅ２燃气轮机采用环形燃烧室的设计形式[８]ꎬ具有尺寸小㊁结构紧凑㊁空间利用率高等特点ꎮ０５版本的ＧＴ１３Ｅ２燃烧室ꎬ采用了７２个ＥＶ燃烧器ꎻ在燃烧室１区㊁２区使用热障涂层(ＴＢＣ)及膜式冷却方式ꎬ降低燃烧室的寿命损耗ꎬ保证了火焰的稳定ꎬ降低了ＮＯｘ排放ꎻ对之前版本的油㊁气双燃料切换系统进行优化ꎬ达到满负荷切换燃料的目的ꎮ在０５版本ＧＴ１３Ｅ２燃烧室的基础上ꎬ１２版本的ＧＴ１３Ｅ２燃烧室采用了４８个ＡＥＶ燃烧器(如图３所示)ꎮ相对于ＥＶ燃烧器来说:ＡＥＶ燃烧器升级了燃料与空气混合区域的结构ꎬ增加了燃料与空气的混合时间ꎬ使燃料与空气的混合更加均匀ꎬ降低了ＮＯｘ的排放ꎬ达到１５ｐｐｍꎻ优化了喷嘴的空气动力学ꎬ使燃烧空气的流量增高ꎬ减少了燃烧器的使用数量ꎻＡＥＶ燃烧器可使燃气生成稳定点火源的回流ꎬ减少了火焰的消失和跳动ꎬ提高燃烧的稳定性与均匀性ꎬ可使燃烧器在整个负荷范围内连续运行ꎮＧＴ１３Ｅ２(１２)与其竞争产品的燃烧室结构对比见表５ꎮ图３㊀ＡＥＶ燃烧器[１２]㊀㊀表５Ｅ级燃机燃烧室结构对比厂商型号结构形式个数ＮＯｘ排放ꎬｐｐｍＧＥＧＴ１３Ｅ２(１２)ＡＥＶ环形燃烧室４８１５ＧＥ９Ｅ.０４ＤＬＮ１分管性燃烧室[９ꎬ１０]１４２５ＳＩＥＭＥＮＳＳＧＴ５－２０００Ｅ(Ｖ９４.２)圆筒型燃烧室[１１]１６２５ＭＩＴＳＵＢＩＳＨＩＭ７０１ＤＡ分管型燃烧室１８２５㊀㊀由表５可以看出ꎬＧＴ１３Ｅ２(１２)采用环形燃烧室结构ꎬ与其它形式的燃烧室结构相比ꎬ没有过渡段或连焰管ꎬ结构更加简单㊁紧凑ꎬ空间利用率高ꎬ同时减少了冷却空气的用量ꎮ由于采用了先进的ＡＥＶ燃烧器ꎬ使得温度分布更加合理ꎬＮＯｘ排放明显优于同级别的竞争对手ꎮ２.４㊀ＧＴ１３Ｅ２透平的结构特点及技术优势ＧＴ１３Ｅ２采用了传统的反动式５级轴流式透平设计及先进的三维叶型设计ꎬ能承担机组迅速地启动和负载快速地变化所引起的载荷ꎮ０５版本ＧＴ１３Ｅ２的第一级透平翼型是在原有翼型的基础上进行优化得到的ꎬ以适应由于压气机优化所引起的质量流量的变化ꎮ１２版本ＧＴ１３Ｅ２的透平入口温度相对于０５版本的提高了２０ħꎬ达到１１３１ħꎬ因此ꎬ通过采用热障涂层技术㊁多通道对流冷却技术来降低透平内部的结构温度ꎻ将透平叶片的材料全部替换为ＩＮ７３８ꎬ来提高结构抵抗破坏的能力ꎻ通过采用全新的三维设计ꎬ来减少冷却空气的用量ꎬ提高密封效果ꎻ第五级叶片采用三维翼型㊁整体围带设计ꎬ优化了振动特性ꎮ由表６可以看出ꎬＧＴ１３Ｅ２的透平入口温度与９Ｅ机型相当ꎬ在同级别中处于较低的水平ꎬ这样可以提高机组的可靠性ꎬ减少事故发生的概率ꎻＧＴ１３Ｅ２的排气温度与竞争产品相比是最低的ꎬ这样有利于保证机组的整体循环效率处于较高的水平ꎮ㊀㊀表６Ｅ级燃机透平结构对比厂商型号级数入口温度ꎬħ出口温度ꎬħＧＥＧＴ１３Ｅ２(１２)５１１３１５０１ＧＥ９Ｅ.０４３１１２４５４２ＳＩＥＭＥＮＳＳＧＴ５－２０００Ｅ(Ｖ９４.２)４１２９０５３６ＭＩＴＳＵＢＩＳＨＩＭ７０１ＤＡ４１２５０５４２(下转第２４０页)１８１第３期由㊀岫等:ＧＴ１３Ｅ２燃气轮机技术特点㊀㊀１.２㊀真空钎焊设备真空钎焊设备采用Ｂ.Ｍ.Ｉ公司制造的Ｂ５５Ｔ真空钎焊炉ꎬ设备最高温度为最高温度１３７０ħꎬ有效工作区尺寸:９００ˑ９００ˑ１２００(ｍｍ)ꎮ１.３㊀工㊀艺将试样放入真空钎焊炉后ꎬ使真空度达到５ˑ１０－３Ｐａ后ꎬ以７ħ/ｍｉｎ速度由室温加热到５５０ħꎬ保温２０ｍｉｎꎬ继续以７ħ/ｍｉｎ速度加热到９００ħꎬ保温２０ｍｉｎꎬ继续以５ħ/ｍｉｎ速度加热到１０８０ħꎬ保温２ｍｉｎ后炉冷到１０００ħꎬ之后充氩冷却ꎮ２㊀试验结果出炉后填缝试样如图２所示ꎮ通过测量Ｌ值ꎬ计算Ｈ值ꎬ得到填缝高度ꎬ图３所示为填缝高度计算简图ꎮ填缝实验结果见表１ꎮＨ值越大ꎬ钎料流动性能越好ꎻＬ值越大ꎬ钎料的填隙能力越强ꎮ根据试验结果(图２㊁表１)可以看出:(１)钎料对母材ＧＨ３０３０的流动性最好ꎬ对母材Ｋ４３８的流动性最差ꎮ(２)钎料对同种母材接头(ＧＨ３０３０/ＧＨ３０３０)的填隙能力要比异种母材接头好ꎮ图２㊀出炉后填缝试样图３㊀填缝高度计算简图㊀㊀表１填缝实验结果母材接头(立板/底板)钎料形式ＬꎬｍｍＨꎬｍｍＧＨ３０３０/０Ｃｒ１９Ｎｉ１０片状４３０.６７片状４４０.７ＧＨ３０３０/ＧＨ３０３０粉状５３０.８片状４９０.７５ＧＨ３０３０/Ｋ４３８片状４１０.６５㊀㊀(３)钎料对不同母材的流动性:ＧＨ３０３０>０Ｃｒ１９Ｎｉ１０>Ｋ４３８ꎮ(４)片状钎料与粉状钎料填隙缝能力大体相当ꎮ(５)钎焊工艺相同时ꎬ接头钎焊允许的合适间隙由大到小依次为:ＧＨ３０３０/ＧＨ３０３０>ＧＨ３０３０/０Ｃｒ１９Ｎｉ１０>ＧＨ３０３０/Ｋ４３８ꎮ３㊀结㊀论通过实验得知ꎬ钎料ＢＮｉ７３ＣｒＳｉＢ－４０Ｎｉ－Ｓ对０Ｃｒ１９Ｎｉ１０㊁ＧＨ３０３０㊁Ｋ４３８等３种母材的流动性和填隙能力不同ꎬ为了保证获得优质的钎焊接头强度ꎬ在采用同一钎焊工艺时ꎬ不同母材应该选用不同的钎焊间隙ꎮ(上接第１８１页)３㊀结㊀论经过对ＧＴ１３Ｅ２结构的介绍及其与同级别竞争机型的对比不难发现:(１)ＧＴ１３Ｅ２机组在Ｅ级燃气轮机机组处于领先地位ꎮ(２)ＧＴ１３Ｅ２采用了锻造焊接转子ꎬ减少了拉杆转子的轮盘磨损㊁应力集中和裂纹等问题ꎬ整个寿命期不需要拆装转子ꎬ易于维护ꎮ(３)ＧＴ１３Ｅ２的压气机采用了ＧＴ２６的前１６级ꎬ具有轴向长度短㊁压比高㊁质量流量大等特点ꎮ(４)ＧＴ１３Ｅ２采用了具有ＡＥＶ燃烧器的环形燃烧室ꎬ具有结构简单紧凑㊁ＮＯｘ排放低㊁温度场分布合理等特点ꎮ(５)ＧＴ１３Ｅ２采用了传统的反动式５级轴流式透平设计ꎬ出口温度低ꎬ机组的整体循环效率高ꎮ参考文献[１]㊀ＧＥ中国发电事业部.９Ｅ.０３/０４[ＥＢ/ＯＬ].ｈｔｔｐ://ｐｇｃｈｉｎａ.ｇｅ.ｃｏｍ.ｃｎ/ｃｏｎｔｅｎｔ/９ｅ０３０４.[２]㊀ＳＩＥＭＥＮＳ.ＳＧＴ５－２０００Ｅ重型燃气轮机(５０Ｈｚ)[ＥＢ/ＯＬ].ｈｔｔｐｓ://ｎｅｗ.ｓｉｅｍｅｎｓ.ｃｏｍ/ｃｎ/ｚｈ/ｐｒｏｄｕｃｔｓ/ｅｎｅｒｇｙ/ｐｏｗｅｒ－ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ/ｇａｓ－ｔｕｒｂｉｎｅｓ/ｓｇｔ５－２０００ｅ.ｈｔｍｌ.[３]㊀ＭＨＰＳ.ＧａｓＴｕｒｂｉｎｅｓＭ７０１ＤＳｅｒｉｅｓ[ＥＢ/ＯＬ].ｈｔｔｐ://ｗｗｗ.ｍｈｐｓ.ｃｏｍ/ｐｒｏｄｕｃｔｓ/ｇａｓｔｕｒｂｉｎｅｓ/ｌｉｎｅｕｐ/ｍ７０１ｄ/ｉｎｄｅｘ.ｈｔｍｌ.[４]㊀ＧＥ中国发电事业部.ＧＴ１３Ｅ２[ＥＢ/ＯＬ].ｈｔｔｐ://ｐｇｃｈｉｎａ.ｇｅ.ｃｏｍ.ｃｎ/ｃｏｎｔｅｎｔ/ｇｔ１３ｅ２.[５]㊀学㊀牛.ＧＴ１３Ｅ２型燃气轮机[Ｊ].热能动力工程ꎬ１９９４ꎬ(６):３７８.[６]㊀吉桂明.ＡｌｓｔｏｍＰｏｗｅｒ２０２ＭＷＧＴ１３Ｅ２燃气轮机[Ｊ].热能动力工程ꎬ２０１４ꎬ(４):４５４.[７]㊀阿尔斯通推出升级版本ＧＴ１３Ｅ２燃气轮机技术[Ｊ].电气应用ꎬ２０１２ꎬ(７):８５.[８]㊀侯传群.ＧＴ１３Ｅ２燃烧系统结构与分析[Ｊ].燃气轮机技术ꎬ２００４ꎬ(３):２８－３２.[９]㊀殷华明.９Ｅ燃气轮机ＤＬＮ１.０与ＬＥＣ－Ⅲ低氮燃烧系统改造[Ｊ].技术与市场ꎬ２０１７ꎬ２４(１０):１３－１６.[１０]㊀李永扬ꎬ刘鹏飞ꎬ王毅刚ꎬ等.９Ｅ燃气轮机干式低ＮＯｘ燃烧系统改造[Ｊ].燃气轮机技术ꎬ２０１５ꎬ(２):６４－６７.[１１]㊀张守辉ꎬ王㊀爽ꎬ俞立凡ꎬ等.Ｖ９４.２燃烧室结构特点[Ｊ].发电设备ꎬ２００８ꎬ２２(６):４７３－４７７.[１２]㊀ＢｅｒｎａｒｄＴｒｉｐｏｄꎬＫｌａｕｓＤｏｅｂｂｅｌｉｎｇꎬＭａｒｋＳｔｅｖｅｎｓꎬｅｔａｌ.为中国提供更高发电效率的阿尔斯通ＧＴ１３Ｅ２和ＧＴ２６燃气轮机[Ｃ].中国电机工程学会燃气轮机发电专业委员会年会ꎬ２０１２.０４２汽㊀轮㊀机㊀技㊀术㊀㊀第６２卷。

9E型燃气轮机原理燃气轮机是一种以气体作为工质、内燃、连续回转的、叶轮式热能动力机械。

通常，燃气透平发出的机械功约2/3左右用来驱动压气机，其余1/3左右的机械功驱动负荷（发电机等）。

9E机组--PG9171E，即为箱装式发电机组MS9001系列E型，简单循环单轴机组，出力约位17万马力。

压气机进气系统相当重要，燃气轮机的性能和运行可靠性与进入机组的空气质量和清洁程度有密切的关系。

工作环境越清洁，进入压气机空气流量就越大，从而提高燃气轮机出力。

同时，大气参数即温度（Ta）、压力、湿度等变化对燃气轮机性能的影响很大。

其中大气温度对燃机出力影响最大，即Ta上升效率下降。

在压气机进气道上加装空气冷却系统，在夏季能够经济的增加基本负荷间的发电出力。

但是要进行综合后才能采用（如投资、技术、设备）。

GE公司MS9001E燃气轮机上采用分管型燃烧室。

由压气机送约20%压气机流量。

燃烧室有2个点火器（火花塞），有四个超声波火焰探测器，装有14个分管型燃烧室，以联焰管相连。

压送到燃烧室的空气与燃料混合燃烧成为高温、高压燃气，经过过渡段后进入透平第一级喷嘴，去透平中膨胀作功，从透平中将空气转向90°，至大气自然放热。

透平静子和转子冷却空气自压气机不同级处引采，正因为如此，使燃气轮机在燃气初温高达1124℃的情况，能够长期安全的运行。

对运行人员来讲，通过监视轮间温度参数可以判别泄漏的高温燃气。

通常，在燃气轮机的进气道装有过滤系统（进气滤网），空气的状况（即所含有害杂质的情况）对燃气轮机的安全可靠工作有很大的影响。

由于空气中湿度大等原因造成滤网差压高，所以定期要进行一次清洗。

进口滤网自清洗的脉冲气源来自空气预处理单元。

反冲洗从最顶端层开始清吹，每次一层，由上而下，灰从上层落到下层，最后落到集灰处。

调换滤网应在停机状态下进行，在线不调换。

并在调换过程中应清除积在进气内壳上的灰层，这样可延长滤网使用寿命。

滑油系统是任何一台燃机所必要的一个重要的辅助系统。

燃⽓轮机EOH解读燃⽓轮机等效运⾏⼩时计算分析【摘要】：燃⽓轮机制造商都有⼀个预先制定好的维修计划，以便获得最佳的设备可⽤率和最经济的维修成本，计算燃⽓轮机的等效运⾏⼩时（EOH ）就是为了判燃⽓轮机机在何时应该进⾏维修。

本⽂对三菱重⼯、西门⼦、GE 三⼤燃⽓轮机制造商的燃⽓轮机等效运⾏⼩时的计算公式进⾏了分析，以便充分了解他们的维修计划。

【关键词】：燃⽓轮机等效运⾏⼩时 EOH1 前⾔从2003年开始，我国新开⼯建设了⼀⼤批F 级的重型燃⽓-蒸汽联合循环电站，主要作为调峰机组。

热⼒机械疲劳是影响调峰机组寿命的主要因素，蠕变、氧化和腐蚀是影响连续运⾏机组寿命的主要因素。

F 级重型燃⽓轮机的初温已达1300～1400℃之间，燃⽓轮机⾼温部件（热通道部件）的⼯作条件越来越恶劣。

为了保证燃⽓轮机运⾏可靠性，就必须定期地检查、检修或更换这些热通道部件。

燃⽓轮机的⾼温部件是指暴露在从燃烧系统排出的⾼温⽓体中的部件，包括燃烧室、⽕焰筒、过渡段、喷嘴、联焰管和透平动、静叶等。

燃⽓轮机的⾼温部件必须要有⼀个预先制定好的合理的检查维修计划，可以减少电站⾮计划故障停机，提⾼机组起动可靠性。

⾼温部件的检查维修计划根据计算机组的等效运⾏⼩时EOH （Equivalent Operating Hours ）来制定。

在国家标准GB/T 14099.9 《燃⽓轮机采购》第9部分（等效国际标准 ISO 3977-9:1999）中，对EOH 的计算公式做出了规定。

但三⼤燃⽓轮机制造商（GE 、西门⼦、三菱重⼯）在各⾃的运⾏经验基础上，都规定了各⾃的EOH 计算公式，制定了相应的⾼温部件检修计划。

2 国家（国际）标准EOH 计算在国家标准GB/T 14099 《燃⽓轮机采购》第9部分中，对EOH 的计算公式做出了规定，见公式（1），公式中考虑了各种运⾏过程影响机组寿命的加权系数。

)(221112211t b t b f t n a n a T ni i eq ++++=∑=ω（1）其中：a——每次起动的加权系数；1n——点⽕起动次数；1a——快速带负荷的加权系数；2n——快速带负荷次数；2t——快速温度变化的等效运⾏⼩时数，例如，由于负荷的突变或甩负荷；in——快速温度变化的次数；t——达到基本负荷额定输出功率运⾏的⼩时数；1b——以基本负荷运⾏的加权系数；1t——在基本负荷额定功率和尖峰负荷额定功率之间运⾏的⼩时数；2b——以尖峰负荷运⾏的加权系数；2f——燃⽤污染的、超出规范或⾮指定的燃料时的加权系数；——⽔或蒸汽回注时的加权系数；3 三菱燃⽓轮机EOH计算三菱F级燃⽓轮机的热通道部件维护间隔周期见表1。

Zonghe Yanjiu♦综合研究浅析西门子E级燃机分散度王辉(江苏华电仪征热电有限公司，江苏扬州211400)摘要:排气分散度作为燃机运行监视的重要指标，对燃机的安全运行有着重要的指示作用。

现通过对A公司3台燃机排气分散度 数据的跟踪比较，分析了燃机可能存在的热通道部件问题,可为机组检修、维护提供一定的参考。

关键词:西门子燃机;筒形燃烧室;分散度;过热0引言燃气轮机主要由三大主机组成:压气机、燃烧室、透平。

压 气机用于对进气增压；燃烧室是通过对压气机的压缩空气燃 烧加热,增加工质的做功能力，增加比容(等压、增容)；透平是 通过膨胀做功，将燃气的热能转变为对燃机大轴转动的机械 能。

旋转的压气机就像一把风扇，将进气加压、驱动之后进入 燃烧系统;流体工质在燃烧室中被燃烧加热;透平则可看成是 一个风车，借助加热的流体(燃气)驱动旋转来带动压气机，并 通过旋转轴将多余的功输出(带动发电机)。

(1)压气机:轴流式,带一级进口可转导叶(IGV),每一组 动叶和其后的一组静叶组成压气机的一个级。

IGV的作用:在 启、停机过程中，低转速时，控制进气角度（降低进气功角，功 角过大，易引起叶背面进气气流旋转脱离，压气机喘振)，防止 压气机喘振。

用在部分燃机负荷带联合循环中，通过关小IGV 角度,减小进气流量，提高燃机排气温度，从而提高整体联合循环的热效率。

(2) 燃烧室(加热系统):燃烧室的作用是为压气机压缩后 的高温高压空气提供一个稳定燃烧的场所,燃烧后，增加工质的焓，提高工质的做功能力。

(3) 透平:轴流式，每一组喷嘴(NOZZLE)及其后的一组动 叶(BUCKET)组成透平的一个级。

在喷嘴中主要完成工质的膨胀过程(热能向动能的转换过程)，温度降低，压力降低，流速增加，完成焓降的过程，工质的动能增加;在透平动叶中，主要完成由动能向机械能的转换过程，速度下降，压力、温度有小幅下降(视透平的反动度)。

为了监测燃机高温部件工作是否正常，通过安装在排气通道圆周上的热电偶测温元件来获取排气温度场的分布信息。

f级联合循环效率
摘要：
一、引言
二、F级联合循环的定义和原理
三、F级联合循环的优点
四、F级联合循环的发展现状和前景
五、结论
正文：
一、引言
随着能源问题的日益严重，人们对高效、清洁的能源需求越来越大。

在这样的背景下，F级联合循环作为一种高效、环保的发电技术，受到了广泛关注。

本文将介绍F级联合循环的定义、原理、优点以及发展现状和前景。

二、F级联合循环的定义和原理
F级联合循环是一种燃气轮机发电技术，它采用两个独立的燃气轮机，一个为高压燃气轮机，另一个为低压燃气轮机。

高压燃气轮机产生的高温高压气体进入低压燃气轮机，在低压燃气轮机中释放能量，再次产生动力。

这种循环方式提高了整体系统的发电效率，降低了燃料消耗。

三、F级联合循环的优点
1.高效：F级联合循环的发电效率远高于传统的热电厂，可达到60%左右，大大降低了燃料消耗。

2.环保：由于F级联合循环采用燃气轮机，其排放的污染物远低于燃煤电
厂，有利于改善环境质量。

3.灵活：F级联合循环可以根据电力需求进行快速启停，满足电网对调峰电源的需求。

4.经济：F级联合循环的建设成本相对较低，且运行维护费用较低，具有较好的经济性。

四、F级联合循环的发展现状和前景
目前，F级联合循环在我国已得到广泛应用，尤其在天然气资源丰富地区。

随着技术的不断进步，F级联合循环在未来将会更加成熟，成为我国能源领域的重要支柱。

同时，随着全球对清洁能源的需求增长，F级联合循环在国际市场上也将具有广阔的发展空间。

五、结论
F级联合循环作为一种高效、清洁的发电技术，具有广泛的应用前景。