浅谈S109FA SS机组基础设计及施工特点
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《S109FA联合循环发电机组Mark VI控制系统》思考题1.为适应液/气相混合燃料运行,计算机控制算法把FSR分解为FSR1(液体燃料行程基准)和FSR2(气体燃料行程基准)两部分,并保持_FSR1+FSR2=FSR_。
79页2.若机组处于“预选负荷”模式下,当电网频率有波动时,负荷控制回路将如何变化?3.为了加强联合循环机组的调频性能,一般在D CS侧再设计一个一次调频功能回路。
请回答该设计的目的和意义。
4.燃料控制系统可确定进入燃烧室的各种燃料的总量。
燃料总消耗率与哪些参数有何种关系?G f∝FSR*TNHFSR-燃料行程基准TNH-转速5.试分析燃气轮机联合循环机组与常规燃煤机组的一次调频的主要区别。
45页答:1、单轴联合循环中的蒸汽轮机不接受频差信号,负荷调节主要通过改变天然气的进气量来进行。
燃煤机组中的汽轮机接受一次调频的信号并率先起作用。
2、单轴联合循环发电机组一次调频的逻辑均在DCS中实现,一次调频信号由D CS送到MARKⅥ中实现。
而燃煤机组的频差信号在汽机和锅炉的控制系统中均存在,一次调频信号属于并行作用。
6.向机组供应气体燃料时,天然气温度控制需保证具有一定过热度,试简述其原因。
95页答:为了确保天然气供给到燃气轮机时100%没有液滴。
7.9FA燃机温度控制系统的作用有哪几方面?8.用燃气轮机排气温度间接控制燃气轮机工作温度时,温控基准随环境温度而变化,因而应用温控基准随压气机出口压力而变的温控线和随燃料量而变的温控线以达到同样的效果。
试简述温度控制基准中三种温控线?9.简述进入FSR最小选择门的8个控制系统分别控制其相应的燃料行程基准。
10.简述控制入口导叶IGV的目的。
11.简述M ark VI系统的软件容错技术(SIFT)。
12.简述M ark VI控制系统三大主要控制功能及其具体内容。
13.简述S109FA联合循环机组的蒸汽旁路控制。
14.Mark VI控制的单轴燃气轮机的温度控制基准曲线有哪几条?试作图说明。
某S109FA单轴联合循环机组滑参数停机振动大分析摘要】:本文介绍了S109FA单轴燃气-蒸汽联合循环机组的滑参数停机过程和相关重要参数的变化情况。
主要通过本厂#4机与#2机滑参数停机过程数据进行对比,对本厂#4机在滑参数停机过程中振动大原因进行分析,并提出相关防范措施。
【关键词】:滑参数停机;振动大;低压缸进汽温度;高压主汽温度引言福建晋江天然气发电有限公司拥有四台S109FA单轴燃气-蒸汽联合循环机组,机组配备汽轮机型号为#158(D10优化型),为三压、一次中间再热、单轴、双缸双排气、(冲动式无抽气)纯凝式机组。
汽轮机高中压缸为高中压合缸。
低压缸为双流程向下排汽形式。
在机组需要快速进入检修状态时,机组会进行滑参数停机,停机过程利用高压减温水和温度匹配的反向作用,降低主蒸汽温度从而去降低缸温,最终实现机组快速冷却。
1、#4机和#2机滑参数停机过程数据对比2018年3月15日为配合全厂公用系统检修缩短检修等待时间,#2、#4机组采用滑参数方式停机,#2机整个滑停过程各项参数正常。
但#4机滑停过程中,出现振动大跳闸,具体过程如下21:19:机组在负荷110MW左右,轴振5X,6X开始上涨,振动持续上涨且无回头趋势。
21:53 BB6X上涨较快(BB6X:0.152mm),BB5X(BB5X:0.106mm)也持续上涨,值长令终止#4机降温操作,高压退汽22:02 机组解列,最大轴振6X为0.174mm。
降速过程中振动最大BB3X:0.254mm(转速1939rpm)机组跳闸。
转速降至1775rpm,BB5X:0.287mm。
盘车投入正常,惰走34min。
表1所示#2机滑参数停机过程相关重要参数的统计数据表2所示#4机滑参数停机过程相关重要参数的统计数据表1 #2机滑参数停机过程相关参数2、#4机滑参数停机过程振动大分析分析表1和表2数据,并查阅相关停机过程中的曲线节点,可知#4机的振动异常主要发生在#5和#6轴承,此区域属于汽轮机低压缸区域。
S109FA燃气-蒸汽联合循环机组起动失败典型案例分析薛丽华(江苏华电戚墅堰发电,江苏常州213001)摘要:本文以第一批打捆招标的九台GE公司机组为研究对象,对这些机组在运行过程中发生的起动失败典型案例进行了统计、分析和研究,并提出相应对策;关键词:联合循环;起动;案例分析0 前言1 起动失败典型案例分析经统计,引发机组起动失败事件比例较高的原因是:阀门泄漏检测失败,危险气体泄漏超标,清吹阀检测失败,LCI通讯故障,轴/瓦振动超标,部分设备装置故障,部分自动调节品质不佳等。
1.1 燃气速比阀内漏机组投运初期,因燃气速比阀内漏引发起动失败比例较高。
据2005年9月份到2007年底的资料统计,在起动过程中共发生36次该类事件,原因是机组起动泄漏检查时,燃气速比阀内漏大,造成速比阀后P2压力高引起起动失败。
某机组起动, Mark Ⅵ程序进入阀门泄漏检测,燃气辅助关断阀开启,此时燃气速比阀后P2压力即快速升高超过设定值100PSI,Mark Ⅵ发泄漏检测失败报警,ETD保护动作,机组起动失败。
由于电网急需负荷,将速比阀后P2压力定值由100PSI改为130PSI后,机组重新起动并网成功。
第二天机组再次起动,在阀门泄漏检测阶段,速比阀后P2压力超过130PSI,机组再次起动失败。
为使机组能尽快起动,速比阀后P2压力定值由130PSI 改为150PSI,才保证了机组起动成功。
机组临检中,对速比阀进行解体检查,发现阀头有严重的磨损痕迹,已不能严密关闭。
从磨损痕迹看,速比阀阀头磨损可能是天然气管道中含有杂质,被天然气夹带冲刷造成。
对磨损的速比阀阀头进行研磨修理,并对天然气辅助关断阀前的天然气滤网、天然气前置模块系统内的燃气过滤器都进行了全面的检查和清理。
采取v措施后,因燃气速比阀内漏问题引起的机组起动失败事件很少出现。
1.2 危险气体泄漏检测超标起动过程中因危险气体泄漏检测超标引发跳机的故障相当高,其中天燃气泄漏检测超标引发机组起动失败次数最多。
第7卷第3/4期燃气轮机发电技术2005年10月浅谈S1 09FA SS机组基础设计及施工特点 冯志军(张家港华兴电力有限公司,江苏张家港215627)
摘要:通过对张家港S 109FA SS机组基础建设情况的介绍,简要阐明了其设计和施工的特点。关键词:联合循环机组基础;设计;施工
当前,随着“西气东输”工程的兴建和海上油气开采量的扩大,各地开工新建了一批燃气轮机发电项目。张家港燃气发电项目是国内第一批9FA燃机建设项目之一,其1号机组于2005年6月27日顺利结束168 h试运,成为我国第一台投人商业运行的9FA燃气轮机发电机组。与该型燃机一样,其基础的建设施工在国内也是第一次,希望这当中取得的经验对于后续燃机基础的建设能有一定的参考作用。 本文所述的基础,指燃气轮机、蒸汽轮机、发电机和凝气器联合基础以及由GE供货的位于以上基础之上的辅助设备基础。1工程概况 本工程由江苏省电力设计院负责总体设计,GE公司负责燃机部分(主机岛)的设计。桩基工程由北京振冲公司施工,其中1号机组基座的混凝土灌注桩于2004年1月5日开钻,至2月19日结束。机组基座由江苏电建一公司施工,于7月9-10日完成基座底板混凝土浇注;8月1日,6.45 m平台及以下柱完成混凝土浇注;8月4日,11m平台以下柱混凝土浇注。9月28日,11 m平台混凝土浇注完成。2桩基工程 根据与GE公司签订的合同《技术规范书》,机组桩基工程由业主/设计院方负责选型和设计,并向GE提供《地质勘测报告》和《试桩报告》,GE在此基础上,经过“联合设计审阅”,提出桩位布置图和单桩使用荷载参数,设计院调整完善后正式出施工图。 “联合设计审阅”是本工程设计程序上的一个特点,它集中体现在两次设计联络会和众多的远程设计审阅即远程电视电话会议(RDR)上,每个设计参数都是经过双方确认认可的,许多重大的决定也是在设计联络会上决定的,如桩长的确定。2.1桩型 本工程桩基选型为(D 800 mm混凝土灌注桩,与国内其他第一批9FA燃机工程选择的预制桩不同,这主要是场地条件所决定的,因为本工程建设场地是已拆除的2 x 12 MW老机组厂房所在地,原有场地地下仍然存在部分碎石桩,若采用预制桩不易穿透碎石层。而灌注桩施工,我们采用的是进口旋挖钻机成孔,对于碎石桩区域,采用2x6m长钢护筒(深于碎石桩底标高)护壁,有效解决碎石层成孔难的问题。2.2桩长及沉降控制标准 试桩桩长为24.5 m,在第一次设计联络会上,为满足GE的沉降控制标准,最后调整为31.7 m. GE公司对燃机基座沉降的控制标准远远比国内标准严格,无论是最终沉降量还是相对沉降量,以下是GE沉降标准原文及译文: (1) Maximum total vertical displacement due toimmediate,elastic setlements plus long-term,time-depen-dent effect should not exceed 25 mm over 20 -year ser-vice life of plant. 在工厂20年使用期内,由于瞬间弹性的沉降加上长期的随时间发展的最大垂直方向的位移不应超燃气轮机发电技术第7卷过25 mm, (2) Maximum long-term differential settlements ofadjacent foundations with respect to each other after in-ter-connecting piping systems and ducting expansionjoints are installed should not exceed 12 mm. 有管道系统或管道膨胀接头相互连接的相邻基础的最大长期相对沉降量不应超过12 mm, 以GE的观点,国内100 mm -150 mm的最大沉降标准(DL5022-93 )甚至对大型静止的设备如主变、余热锅炉和地上储藏罐都是一个问题,除非采用特殊措施调整以上连接系统的活动。 另外,美国关于沉降标准的建筑规程或工业标准不适用于电厂设备,每个设备唯一的特性、基础形式和各自的性能期望,在某种程度上,随工程不同而不同。 GE认为,其设计的竖向沉降允许值25 mm和沉降差12 mm是根据经验、历史和为满足燃气轮机发电机组制造商要求而得出的,这也有对在燃气轮机进气口和排气系统间,管道膨胀节所允许的剪切移动能力的实际考虑,以及大口径管道系统(蒸汽、油)有限的伸缩性,取决于法兰连接和管支撑的刚度能否克服燃气轮机外壳的附加应力,以免影响机组操作。有两个选项保证这些系统的完整性,这要求: ①非常小的差异沉降。 ②非常复杂的接触面足以承担大的位移和转动
GE经验证明选项①能保证设计持久完整和动力岛及辅助系统的运行,大的沉降危害机组和其他连接的电厂系统的性能和使用寿命,或要通过过于复杂的解决办法忙于处理接口连接。 与之相比,国内标准最大沉降量一般为100 mm-150 mm (DL5022-93),而且在国内更注重相对沉降量的控制。与GE相对沉降量控制标准相比,笔者认为,国内的标准更具有灵活性,因为我国规范考虑到了相邻设备基础的中心距离L0,采用的是系数‘L。来控制差异沉降,这一点更加贴近实际。2.3施工及检测 根据第一次设计联络会达成的协议,本工程桩基施工和检测均按照国内相应规范和标准执行。只是GE认为低应变检测对于长度在lo m内的桩是比较准确高效的,因此,建议做高应变检测的桩数比率由规范的5%提高到10%,
3燃机基座 根据合同《技术规范书》,GE负责机组基础设计,即燃气轮机、蒸汽轮机、发电机和凝气器联合基础以及由GE供货的位于以上基础之上的辅助设备基础。3.1基座外形尺寸
纵向剖面图如图1所示。
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二--一一下 注uaonb
」注释:EL.(士)T.O.C
CL混凝土顶面标商
中心线1 LC X0 -13N rn1
图1燃机基座纵向横面 底板尺寸为55.82 m(长)x 10.4 m(宽)x 2.8m(高)。可见,机组基础比常规的600 MW燃煤电厂汽轮发电基础还要长,宽度要小,是一个狭长的框架
式阀板基础,这是GE公司对机组基础的沉降标准控制严格的重要原因之一。第3/4期冯志军:浅谈S109FA SS机组基础设计及施工特点3.2设计规程和标准 设计均采用美国标准和规范,主要有: AC1318-02/318R一02美国混凝土学会钢筋硷规程 AISC (ASD)美国钢结构学会容许应力设计第9版 AISC (LRFD)美国钢结构学会荷载和抗力设计第3版 AWSD1.1-02美国焊接学会钢结构焊接规程 UBC1997美国统一建筑标准 ASTM美国试验和材料学会标准 ASCE大型汽轮发电机基础设计 GE负责机组基座的设计,必然要采用美国标准和规范。燃机基座的材料组成中,除去预埋件由GE供货外,剩下的就是混凝土和钢筋,为便于原材料采购和施工,根据合同GE要将上述材料进行转换代用。3.3材料转换代用 根据《技术规范书》及设计院提供的国标混凝土和钢筋强度各等级参数,GE公司将美国设计标准的混凝土和钢筋等级转化为中国标准。3.3.1混凝土 美国AC1318规定,混凝土强度等级是根据28天龄期的圆柱体试样(高/直径=2)的抗压强度(fc' )来确定的,通常该圆柱体直径为152 mm,高305 mm,我国混凝土强度等级是根据GB 50010-2002规定的150 mm混凝土立方体抗压强度标准值(fcu,k)来确定的,此圆柱体与立方体之间的体形修正系数为0.8, 根据GE的计算,机组基础混凝土强度等级为fc'=3 900 PSI (27 N/mm2),则fcu,k=27/0.8=33.8N/mm2,即采用国标强度等级为C35的混凝土。3.3.2钢筋 美国AC1318设计,基础钢筋屈服强度为48 ksi,根据ASTM A615,48 ksi=335 MPa,弹性模量29 000 ksi=200 000 MPa,对应国标采用HRB 335热轧钢筋。3.4施工3.4.1大体积混凝土 基础底板混凝土方量接近1 600 m3,相当于国产常规300 MW汽轮发电机整个基础的混凝土方量。采用两座搅拌站同时供应混凝土,一座位于施工现场,另一座为离现场3 km的当地商品混凝土搅拌站。两座搅拌站采用同牌号水泥和外加剂,采用同配合比。 两座搅拌站同时供应混凝土的优点在于:一方面保证混凝土连续供应;另一方面,互为备用,防止意外事故发生。 机组基座上部结构混凝土方量约1 450 m3,分6.45 m层及以下柱、11.0 m层下柱和11.0 m层三次完成混凝土浇注。在6.45 m层及以下柱混凝土一次性浇注过程中,由于梁、板、柱接头处钢筋数量多、直径大,彼此纵横交错,给柱的混凝土浇灌和振捣带来很大难度,拆模后柱表面有少许蜂窝麻面现象发生。在2号燃机基础6.45 m层及以下柱混凝土浇注时,分柱和6.45 m层两次完成,效果较好。3.4.2钢筋 在GE设计的机组基础各施工图中,钢筋施工图做得非常细,除了配筋图之外,还有一册钢筋表,其内容已相当于国内施工工地的钢筋配料单,这大大方便了施工人员的图纸阅读和钢筋下料。钢筋施工还有以下特点: (1)混凝土保护层厚度普遍在75 mm一125 mm间,较国内设计厚度大。 (2)钢筋连接不采用焊接; (3)主筋搭接长度范围要弯起,使搭接面与钢筋中心线重合;3.4.3地脚螺栓及预埋铁
根据美国AC1318-02附录D一混凝土锚接,机组基础地脚螺栓和预埋铁的安装位置和标高相对于设计值的容许误差为: (1)水平位置士3 mm (2)螺栓顶标高0一+6 mm (3)螺栓垂直度《30 (4)预埋铁顶面标高0一+3 mm 比国内《火电施工验评标准》略严,这对地脚螺栓及预埋铁的安装和固定提出了较高的要求。本工程预埋螺栓总的安装原则是:对于小规格的直埋螺栓,直接用槽钢或角钢从上层钢筋表面吊挂固定的方法,对直径粗,重量大的直埋螺栓,采用槽钢和角钢支架固定。另外,在混凝土浇注过程中,一定要安排专人全程控制,这一点很重要。3.4.4排架搭设
排架搭设和国内大型汽轮发电(下转第101页)