西门子燃气轮机技术介绍开

1、詢凰罅厲©Hid19中国华电CHD_疼華弦儀微蔡吃有浜狡同詢凰罅厲©Hid詢凰罅厲©Hid西门子燃气轮机技术介绍西门子燃气轮机技术介绍内容提要1. 西门子燃气轮机概述2. V94.2燃气轮机技术3. V94.2联合循环介绍0/詢凰华厲1网1.西门子燃气轮机概述西门子燃气轮机技术介绍1西门子燃气轮机概述咿慣华奄©HID1.西门子燃气轮机概述咿慣华奄©HID1.西门子燃气轮机概述西门子燃气轮机编号方法旧编号新编号V94.3ASGT5-4000F环形燃烧室发展阶段：3二第3代压气机大小转速9 = 50 Hz8 = 60 Hz6 = 50 Hz 或 6

2、0 Hz德文：燃气轮机开头字母燃气轮机等级F = F级燃气轮机E = E级燃气轮机压气机大小转速5 =50 Hz6 =60 Hz西门子燃气轮机英文缩写tn車處©1西门子燃气轮机概述西门子燃气轮机联合循环编号方法tn車處©1西门子燃气轮机概述tn車處©1西门子燃气轮机概述旧编号n GUD 2.V94.3A新编号SCC5-4000F ntn車處©1西门子燃气轮机概述tn車處©1西门子燃气轮机概述燃气轮机型号一每套联合循环中的燃气轮机数量2 =多轴布置1S二单轴布置德文：燃气蒸汽联合循环缩写一联合循环装置数量一联合循环形式1X1： 一拖一；2X 1:

3、二拖一Single shaft：单轴一F级燃气轮机一 50赫兹一联合循环装置数量tn車處©1西门子燃气轮机概述1.西门子燃气轮机概述西门子燃气轮机技术发展年份燃机输岀功率1S占54.0053.0052.0051.0050.0049.004&.0047.0046.0045.00320.00340.00360.00380.00400.00420.00440.00460.00480.00500.00520.00540.00联合循环功率兆瓦）年份198019861989 20012003 2006 2008IS馅西门子燃气轮机产品目录SGT5-4000FSGT6-6000GSGT6-

4、5000FSGT5-3000ESGT6-4000FSGT5-2000ESGT6-3000ESGT6-2000ESGT-1000FSGT-800SGT-70QSGT-600SGT-500SGT-400SGT-300SGT-200以卜数7是功率：MW仝上海电气SHANCHAI ELECTRICSGT-100西门子燃气轮机产品技术参数燃气轮机型号SG1-1000FV64.3ASG15-2000EV94.2SG15-3000EV94.2ASGr5-4000bV94.3A电网频率,Hz50/60505050推出时间，年1996198119971995透半进气温度，°C1190107511611

5、260丿土比16.21114.017.9排气流量，kg/s192531512689誹气温度，°C583536575577燃气轮机毛功率，MW68168191287燃气轮机毛效率，%35.134.736.839.5联合循坏毛功率，MW101251290416联合循环毛效率，%52.652.256.558.2农7詢慣华奄加西门子燃气轮机技术介绍2. V94.2燃气轮机技术2、V94.2燃气轮机技术-1200Temperature °C-600uosso)温度TCcocsxiAHeat quantity =work 7WAmwmengo =Arbeit y0Entropy s k

6、J/(kg j<)15Entropie s西门了燃气轮机用于带基本负荷和尖峰负荷发电尼们和汽轮机 按同样的可靠性准则设让设计特点：单转子,双轴承传子由单个叶轮组成外缸有水平中分面；独立的静叶持环，可 随温度自由涨缩发电桩在压气机侧（冷端）轴向排气两个大的筒型燃烧室上装有多个燃烧器,火焰筒内装陶瓷遮热乩块,:- ：:-；Q/ ' ：；上海电气SHANCHAI ELECTRIC辅机单独驱动（电动）V94.3A燃机技术特点(1)发电机连接方式(5)燃烧室冷迸驱动环形燃烧室-24个组合式燃烧器陶瓷与金屈遮热瓦块(6)燃烧器-低N Ox我耒 可燃烧多种燃料,L 叶轮之庇通过Hirth齿啮合

7、*皿叶轮用中心拉杆轴向周紧V)迓半 k4级丿先进的冷却技术尸片隔热塗层 -叶型气膜冷却2)气缸 澎水平中分(4)压缩机15级乂化流动设汁进口可转导叶V94.3A燃气轮机设计特点扈罅厲CHI2、V94.2燃气轮机技术西门子燃气轮机转子设计持点：转子由单个轮盘组成单个部件由中心拉料固紧各部件用Hirth端面齿对中转子部件热惯性小结实耐用优点！誠形转子刚度大轮盘式结构重量轻汉有两个轴加（高温区没仃中间轴承）转子部件热惯性小能快速启动由运行时间隙小效率髙任额定转速以I、只何一个临界转速易:装拆中心拉杆Hirth齿啮配2、V94.2燃气轮机技术2、V94.2燃气轮机技术吊装转子现境jiHirth齿轮盘结

8、构Hirth 齿n少U/2、V94.2燃气轮机技术7呗2、V94.2燃气轮机技术带有Hirth齿的透平叶轮2、V94.2燃气轮机技术通过转子内部的冷却空气流通过冷却空气通道和Hith齿之间隙的空气循环可以全面加热和冷却转子元件优点与只有径向传热相比（焊接转予），温度变化速度快而且更均匀 热应力小迅速达到稳定工况，这样叶片顶部不会碰擦，漏气损失小中心拉杆转子设计优点:Hirth齿传递扭矩可靠采用Hirth端面齿对中，所有转子部件精确定 中心，即使这些部件径向膨胀量不同时也可保 证所有轮盘的同心度若中心拉杆的固紧力由于温度发生了变化， 转子的轴对称性不受影响转子现场可以拆装，而不需要再做动平衡轮盘

9、式结构重量轻，热惯性好，允许快速启 动转了部件刚度大，临界转速高2、V94.2燃气轮机技术2、V94.2燃气轮机技术热再启动和快速变负荷能力内部有空气流动的转子可以使它的温度变化利气缸几乎一样快在受热和冷却时，转于和气缸的直径及氏度 同时改变（被动间隙控制）径向Hirth齿使叶轮能单独热膨胀11保持同心对称的气缸设讣防止变成椭园及偏心2、V94.2燃气轮机技术VX4.2横剖面1空气流道12燃烧器3火焰筒4热燃气管5人孔6放气管7透平支架8定中心导向键9保温层I 1-上海电气SHANGHAI ELECTRIC2、V94.2燃气轮机技术VX4.2纵剖面图2、V94.2燃气轮机技术2、V94.2燃气

10、轮机技术12342、V94.2燃气轮机技术2、V94.2燃气轮机技术4.排气缸和透平轴承5丿E气机气缸和静叶持环1 压气机轴承箱2. 气缸有中心拉杆的转r2、V94.2燃气轮机技术西门子燃机转子结构2、V94.2燃气轮机技术内I包(Inner Cas ing)2、V94.2燃气轮机技术2、V94.2燃气轮机技术用千固定燃烧筒 /崔接缸(BidingChaMber)的接头2、V94.2燃气轮机技术2、V94.2燃气轮机技术<?>z圧气机静叶持环2#进气企气机静叶持环L#上海电气匚 SHANGHAI ELECTRIC燃气轮机剖面图压气机轴承座压气机左支撑dCOMPRESSOR STAT

11、ORINTERMEDIATE SHAFT中间轴2#缸压气机1#静叶持环COMPRESSOR SUPPORTRIGHT压气机右支撑压气机2#静叶持环CASING 33#缸EXHAUST GAS DIFFUSERBEARING HOUSING TURBINE透平轴承座TURBINE STATOR 透平静叶持环ROTOR排气扩散器长度SGT5-4000F燃气轮机高度10. 8 m5. 3 m308 t重量压气机白勺作用压气机的作用是提高 工质的压力；提高空 气压力，满足燃料燃 烧需要。燃气轮机压 气机一般都有很多级, 空气经过每一级都将 被压缩一次，为了能 够得到更高的压力。aV94.3A压气机叶片

12、2、V94.2燃气轮机技术西门子压气机叶片设计V94.2压气机叶片第6级静叶片燃烧室的结构形式按气流流过燃烧室的流程分1 顺流式2逆流式按燃烧室布置方式分1 圆筒型燃烧室（Simens公司V94.2双立式、V94.3双卧室和ABB公司GT-13E2） 2分管型燃烧室（GE公司9E、9FA ）3 环型燃烧室（Simens公司V94.3A和Alstom公司GT13E2）4管环型燃烧室（三菱重工M701F）2、V94.2燃气轮机技术圆筒型燃烧室具有圆筒形的外壳和火焰管多采用逆流式结构（紧凑）；可按12个;可直立或横卧于燃机上方，或直立于燃机侧面。优点：结构简单、便于维修、使用寿命缺点：空间利用率差容

13、积热强度较低；调试时所需风源较大。应用：广泛应用于小功率燃机及部分中等功率燃机。III2、V94.2燃气轮机技术环型燃烧室(SGT5-4000F)在燃烧室内壳外壳体所形成的环形空腔内，安装一个由内、外环构成的火焰 管。在环形火焰管头部沿周向均匀布置若干喷嘴和旋流器(24个)。优点:空间利用率高，尺寸小、结构紧凑;需冷却保护的火焰管面积较少，比容积热强度高;可获最佳的流路配合，压力损失小;启动点火性能好。缺点:调试时耗气量大；油气匹配难、组织燃烧难;出口温度场的稳定性差；高温下火焰管易变形；难拆卸。筒型燃烧室设计的优点燃烧室寿命长陶瓷遮热瓦抉内壁温度梯度小多燃烧器布首，能抑制偶发 的压力波动延长

14、透平寿命锂透平进口处温度分布旳匀疇到火焰伸向透平燃料灵活性改变燃料只需改变燃烧室头 部III2、V94.2燃气轮机技术筒型燃烧室1£24U组合耳形燃诜室外红式燃烧萃组介式燃烧黔环(HBR)和曲 朋烧*2、燃烧室 SGT5-4000F燃烧室是将压气机出来的高压气体与燃料混和并进行燃烧的装置。燃烧 室的功能为将燃料的化学能转变为热能'使气体温度大大增加。燃烧室 流出的高温、高压燃气具有很高的能量(热能和势能),用以进入涡轮进行膨胀作功。西门子V94.3A型燃气轮机燃烧室采用环 形燃烧室，设有24个燃烧器，24个点火器。由于燃烧室内燃烧温度 相当高，一般在1400- 1500

15、76; C,甚至更高， 这就要求构成燃烧室的 材质要具有耐高温的性 能。燃烧室的缸体一般 采用陶瓷和高温金属遮 热材料保护。环砖燃烧室SGT5-4000F计算NOx生成量图线适N 停留时间：筒形燃烧室：150«秒坏形燃烧室:30亳抄（混合式燃烧器）2.2 2.0 1.8 1,6?2V0过量空气系数入形烧缩燃在烧内留軋够效低X生量 环燃室短气燃室停时能有降No的成2、V94.2燃气轮机技术2、V94.2燃气轮机技术SGT5-4000F燃烧室结构特点融混合楓器环形白侧画1压气机排出空气用坏形空间2燃烧器组件3斜矶弋式喷嘴4燃烧室耐火砖5外气缸6人孔7夕虑油舷9高温气体出口2、V94.2燃

16、气轮机技术SGT5-4000F燃烧室结构特点2、V94.2燃气轮机技术西门子组合式燃烧器2、V94.2燃气轮机技术2、V94.2燃气轮机技术NOx、CO排放可使用天然气、柴油、石脑油、凝析油多种燃料在6080%负荷时天然气到燃料油的相互切换，仅需5分钟在大于40%负荷运行时能保持低詢凰罅厲©Hid2、V94.2燃气轮机技术詢凰罅厲©Hid2、V94.2燃气轮机技术扩散和预混燃烧扩散火焰浹混火焰犬然气（预混火焰）均匀的人然气/空 气混合物（值班火焰）3、透平燃气透平的组成X燃气透平是燃气轮机的另一主要部件，他的功能是把高温、 髙压燃气中的能量转变为机械功，约有2/3的机械功用

17、以 带动压气机压缩空气，箕余的则作为燃气轮机的输出功率 以带动负载。x透平由静子和转子构成。静子部分包括气缸、静叶及支撑 和传力系统等。透平静叶又称喷嘴，它的作用是使高温燃 气在其中膨胀加速，把燃气的内能转化为动能，然后推动 转子旋转作功。透平由转子和气缸组成。透平转子一般是 3-5级，容量越大的机组转子的级数越多。气缸分为上气 缸和卡气缸，气缸的内諒圆周上安装薛叶片，气缸上的 静卄井组分别和转手昭动叶组构歳一级。嗣 IB华奄 CHI®”2、V94.2燃气轮机技术冷却空气去 沁莎静叶片 趣 动叶片供气不是依据迷宫式气封损失冷却空气从压气机屮无灰尘处抽取中空轴起离心式灰尘分离器的作用Q

18、J詢凰罅厲©w2、V94.2燃气轮机技术Cooling Air Flows at Turbine SectionQJ詢凰罅厲©w2、V94.2燃气轮机技术Extraction Zir Bleed 2Extraction Air Bleed 1尸Compressor|Disclnarg AirupStreanij of DiffusorXXCompressor at stage #12-Cooling Air Flows at Turbine Section0/詢凰华厲1网2、V94.2燃气轮机技术透平叶片的冷却方法热燃气側冷却方式：A冲击式冷却B利用扰流片増强融漩冷却頤果C

19、内部传热D气膜冷却隔热涂层(TBC)性能1060 °C；.:心，陶瓷mt热燃气 -儿: 疋总唁二.；，?»*»*1 -.；： : V ： Z- /8«O»_一 ： I> j 17 > * I * a. »», » > 1 .790 C 込- < ： z- . / - >*： T T么£ : %； 笛:艺倍於.； :x?裕歹;:;基体金属A冷却空气么丿咿凰华2、V94.2燃气轮机技术SGT5-2000E第1、2级静叶片冷却么丿咿凰华2、V94.2燃气轮机技术么丿咿凰华2、V94

20、.2燃气轮机技术冷却空气进入冷却空气排曲第L级的叶片密封空气燃气透平口十片V94. 3A四级透平叶片燃气透平叶片冷却透平叶片冷却技术第4铮叶片： 通过经向流道捉供弟4级动叶片: 无冷却2、V94.2燃气轮机技术透平动叶片内部冷却通道2、V94.2燃气轮机技术2、V94.2燃气轮机技术2、V94.2燃气轮机技术使用陶瓷瓦块V94.2运行灵活性燃料质量:组介式燃烧器能控制热值和大然气密度波动的影响淼持稳定运多种燃料运行:可使朋天然气探油j原油和II油°从天然气到燃料油的相互切换可在带负荷时进行。部分负荷特性：在大丁£0%负荷运行时能保持低NOx及低CO排放。频率稳定性：基本方式

21、燃料阀和丿七气机进口可转导叶同时动作，10砂钟内负 荷可增，减15%.当可转导叶快速动作时，负荷增,减速度史快。2、V94.2燃气轮机技术丁100,0002、V94.2燃气轮机技术V94.2燃气轮机的维修计划维修修工作内容1）何隔时R(EOH)2)小修：从人孔进入检査燃烧室内部列燃烧器，透平第1级利末级静,动叶片压气机 进口段此外，用潜望镜检查英它部件4,Q0Q(8,000)3)热部件检査：揭开透平I:缸和静1持环进行检查，根据要求修复和更换热燃气通道部件 （加上小修工作）3$,QQO大修：打开整个机器进行检杳，另，部件修复和天修（除热部件检修工作外）66,000维修计划衣射）准备会议泮;徭会

22、仪准备会议7-f修大4修气单燃遵热通当量运行小时数"IIII0&00016t00024,00033,00066,0001）检修I .作内容在检修人纲中有详细规 定，并粮拥发现的问處作相应改变2）EOH-当量运行小时数3）燃烧天然气.连续运厅4）在100,000 EOHH，做延艮寿命计划丁100,000J詢蜃卑2、V94.2燃气轮机技术燃烧筒V942燃机易于维护和检修气缸体透平动、静叶片优势:Manno eEm燃烧筒通过人孔可进入燃烧室， 检查所有的热通道部件，而 不需要揭开气缸人可进入燃烧室，单个 拆换遮热瓦块，无需拆除燃 烧室2、V94.2燃气轮机技术2、V94.2燃气轮机

23、技术转子叶片拆卸2、V94.2燃气轮机技术2、V94.2燃气轮机技术每一片压气机和透平叶片都可 以单独更换（例如：返修 等），无需拆卸转子。上海电气SHANCHAI ELECTRIC优秀的运行维护设计 陶瓷瓦块检修0/詢凰华厲1网燃烧室内咅P SGT5-4000F环形燃烧室燃烧器出口方向透平进口方向2、V94.2燃气轮机技术大修现场转子起吊农7詢慣华奄加西门子燃气轮机技术介绍3.V94.2联合循环介绍3、V94.2联合循环介绍燃气一蒸汽联合循环原理利用燃毛桧机排毛余热应.余热锅炉中将水加翹变 为中温中压的过热蒸九，将此熱现引入现轮机膨 胀作功，这就相当于一台疫丁3很富而T4很低热源之 间工作的

24、热机，其循环效率必定较需。燃红和熱汽的组合方貞不同，联合循环可分为：余热 锅妒燮、排气补燃矍、增压燃烧锯炉燮和加热锅 妒给水型3、V94.2联合循环介绍余勲镐炉豐蹴九一蔓汽解合循猱的勲力过程思路：利用燃机循环平均吸热温度高和蒸汽动力循 环平均放热温凌屁的特点。例如燃气轮机的燃气初温高达12001500 °C,排气温度高达300500 °C。先进的蒸汽轮机，排汽温 度只有几十度，锅炉的排烟温度一般只有160200 °C O组成：燃气轮机及发电机与余热锅炉、蒸汽轮机共 同组成的循环系统，它利用余热锅炉回收燃机排气 的部分热能，产生蒸汽以推动蒸汽轮机发电，或将 部分发电

25、作功后的乏气再用于供热。形式：单轴联合循环；多轴联合循环。用途：发电或热电联产。金勲祸炉媲赋气一蔓況解合循聲的勲力过程余热锅炉矍联合循环将燃纪轮机布策救CBraylonJ循环和汽轮机朗奇 （Rankinej循环组合应一起，燃毛轮机循环隸为顶部循环或箭置循环， 把朗音循环称为底部循环或后置循环。燃红轮机排放给大毛的热量可用面积14*451表示。当采用燃毛-熱九联合循环后p燃毛枪机排放给大毛的热童就减少了柏当于肉枪机热力过程所包圆的那一块面积abcdea所表示的热量。亳无硬问，联合循环的效率将显著提富。联合循环中肉轮机输出功率釣为燃毛轮机功率 的30%50%；朕合循环的效率要比 其中的燃毛轮机效率

26、富30%50%。 朗青循环的最富厦度即蒸现初厦Ti（图中dA）取决子燃毛轮机的排毛 浜度，两者的富姜%<>图中是余 热锅炉排烟的厦度。3、V94.2联合循环介绍燃气一蒸汽联合循环优点：1、显著降低机组气耗率20%30%2、显著提高机组功率缺点：增加了蒸汽回路,使机组大为复杂。应用： 只适用于地面动力装置。单轴布置SGT5-4000F联合循环单轴布置SGT5-4000F联合循环单轴布置:结构紧凑、启停灵活(3S)径向联合抠力轴承（燃气轮机&发电机）径向联合推力 轴承（汽轮机汽轮机燃气轮机发电机汽轮机高乐缸SSS连紬器45m单轴布置SGT5-4000F联合循环多轴联合循环机组不

27、意图燃气轮发电机a b c10尊3、V94.2联合循环介绍10尊3、V94.2联合循环介绍燃气轮机V94.2 Econopac 布置及供货范围装在罩壳中的燃气轮机(2) 发电机和励磁机(3) 辅助系统，鬪如： 气体燃料组件 燃料油组件 喷水组件-润滑油组件(4) 进气系统(5) 低爪变丿I、益(6) 电力控制中心(7) 排气扩压器(8) 排气烟囱1234 5 6 /|/|/(/| /|/|口气的V W 气 机机室器排 气气烧烧平向 1 送心Econopac /5TI I*> 3、V94.2联合循环介绍> 3、V94.2联合循环介绍> 3、V94.2联合循环介绍V94.2燃气轮机电站布置（平面）> 3、V94.2联合循环介绍> 3、V94.2联合循环介绍厂房内组件布置约70米OOOA A -mu rnrn 3、V94.2联合循环介绍0/詢凰华厲1网3、V94.2联合循环介绍