燃气轮机发电技术简介(共172张课件)

燃气轮机发电技术简介1941年1900年20世纪1947年1980年MS6001GE燃机机型发展曲线2024/9/293GE燃机机型发展曲线2024/9/294GE6B燃机介绍2024/9/295GE燃机B、E家族2024/9/296GE燃机F家族2024/9/2979FA燃机立体图2024/9/2986B燃机简介燃气轮机是以连续流动的气体为工质、把热能转换为机械功的旋转式动力机械。包括压气机、加热工质的设备、透平、控制系统和辅助设备等。燃气轮机区别于汽轮机有三大特征：一是工质，它采用空气而不是水，故可不用或少用水；二是多为内燃方式，使他免除庞大的传热与冷凝设备，因而设备简单，启动和加载时间短，电站金属消耗量、厂房占地面积与安装周期都成倍的减少，但直接燃用廉价而丰富的煤就变得困难；三是高温加热高温放热，使它有更大的提高系统效率的能力，但也使它在简单循环时热效率较低，且高温部件的制造需更多的镍、铬、钴等高级合金材料，影响了使用经济性与可靠性。2024/9/299燃气轮机的简单循环

1）理想情况下燃气轮机的简单循环的四个过程组成：（1）压气机中空气的绝热压缩过程。（2）燃烧室中的等压燃烧过程。（3）透平中的绝热膨胀过程。（4）排气在大气中的等压放热过程。由此可见，循环是由两个等压过程及两个绝热过程组成的。在P-V图上和T-S图(温熵图)上的表示如下。P2﹡P1﹡S1S2PVTS1432s1s21243w1W1=q1

–q2P1﹡P2﹡q1q22024/9/29126B机组简要说明机组结构简要说明

PG6581B快装式燃气轮机电站的主体由控制室、燃气轮机间和负载设备三大部分组成。燃气轮机间（以下简称燃机间）装有燃气轮机及其辅机。所有这些设备均装在一个大型的工字钢焊接底盘上，底盘上装有防风雨、隔音、隔热罩壳。罩壳上有门、通风窗及可拆除的罩顶,便于设备的检查和维修。室内设有消防系统。燃气轮机由17级的轴流压气机、3级透平和10个分管式燃烧室组成。燃机间的前端也称辅机间，其作用是容纳燃气轮机运行所需要的各种辅助设备，主要的有润滑油系统、油箱（辅机间底盘内腔）、冷油器、起动及盘车系统、辅助齿轮箱、燃料系统、就地仪表盘、液压油系统等。控制室为一个装有空调的独立隔间，位于辅机间前方并与辅机间成一直线。控制室内容纳具有控制、指示和保护功能的设备，主要有轮机控制盘、发电机控制盘、发电机保护盘及马达控制中心。2024/9/2913负载设备包括负荷齿轮箱和闭式空气冷却同步发电机及有关设备。为适应户外安装的需要，这些设备加装有防风雨的罩壳。除上述的主体部分外，机组还包括：

a.架设于机组上方或侧向的进气装置，主要设备有进气过滤室，进气消音器及进气管道。

b.架设于机组顶上或侧向的排气装置，主要设备有排气消音器、排气管道及作热补偿使用的膨胀节。

c.设置于机组外侧的自动消防装置。

d.设置于机组外侧的压气机抽气处理装置（进气过滤器自清洁吹扫用气）。

e.设置于进气过滤室下的备用空气压缩机装置（进气过滤器自清洁吹扫用气）。

f.设置于机组外侧的压气机水洗站。

g.设置于机组外侧的两台透平气缸冷却风机。

h.设置于机组外侧的润滑油油气分离系统。2024/9/2914燃气轮机原理基本原理：燃气轮机主要由三大主机组成：压气机，燃烧室，透平。压气机：对进气增压；燃烧室：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：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。旋转的压气机就象一把风扇，将进气加压并驱动之进入燃烧系统。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，为加热的流体（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）。燃气轮机的主体及其有关的部件，包括轴流式压气机、燃烧室、燃气透平等各部套,从压气机的进口法兰开始至燃气透平排气室的出口法兰为止及一号轴承、二号轴承等。上述部件全部安装于燃机间内公用底盘之上。2024/9/2915燃机外形见图、2024/9/2916压气机示意图2024/9/2917压气机结构介绍压气机的定子。2024/9/2918压气机转子压气机动叶片：压气机动叶片共十七级，空气经过十七级的压缩后流到燃烧室中。每只动叶片都有燕尾形叶根，这些叶片轴向地装入压气机各叶轮榫槽内，然后经冲铆固定在叶轮上。

2024/9/2919压气机、燃机转子2024/9/2920压气机组装2024/9/2921压气机转子压气机转子是由十七只叶轮组合的盘鼓式结构。十七只叶轮盘通过十六根长螺栓拉杆牢牢地拉紧，而成为一整体。轴上加工出一号轴颈、推力盘、各油封挡台阶，气封挡台阶以及与辅助联轴节相连的法兰。这十七只轮盘的外径处被拉削制成燕尾形叶根槽。压气机的各级动叶片，可分别装入与之对应的各级叶轮中去。2024/9/2922透平结构介绍

相对于压气机来说，透平的一个显著不同是工作气体温度高。因而，透平在结构上还应满足下面一些要求。（1）承受高的温度。（2）承受热应力和热冲击。（3）保持热对中。静子：透平静子由气缸、静叶及支承和传力系统等组成。是透平中静止的部件。透平气缸：透平气缸是燃气轮机中继压气机气缸之后的又一大的铸造缸体，透平气缸肩负着透平通流部分的各动、静零部件支承与对中，确保各零部件的轴向和径向的定位尺寸及各种间隙尺寸。由于高温的燃气要从透平气缸中的通流部分通过，因此，合理地组织好热膨胀是很重要的，这一点不仅影响机组的安全运行，也影响着机组的性能。转子：本机组的转子组件，由压气机转子、透平转子及定距轴组成。各转子由配合止口对中，借螺栓将连接件紧牢。

2024/9/2923透平定子

第一级透平喷嘴由透平静叶和喷嘴内外环组成喷嘴扇形块组件，共有18只扇形块，每个扇形块有二只静叶片。第一级透平喷嘴共有36只静叶片。这些喷嘴扇形块加工有双排单侧倒T形钩台，可沿圆周方向装至透平转环钩槽内。转环设有水平中分面，在水平中分面处有支承搭子被压板固定在透平气缸的下半水平中分面凹槽上。喷嘴在高温通流部分中的位置是十分重要的。为此，在喷嘴的上下半各有一个起定位作用的偏心销，用以控制喷嘴的中心位置。在静叶内环与一级喷嘴支承环的外径相连处用垫片和螺栓固紧，以防止压气机的排气进入燃气流通道。为使一级喷嘴在高温燃气流中保有一定的使用寿命，喷嘴静叶片设计为空心的，用压气机排气予以冷却。2024/9/2924透平二级喷嘴及气封：经透平第一级动叶膨胀做功后的燃气流入透平第二级喷嘴槽道内，继续膨胀做功。透平第二级喷嘴由十六只喷嘴扇形块构成。每只扇形块内有三只静叶片，48只静叶片。静叶片与喷嘴扇形块的内外环铸为一个整体，在其外环处，加工有供安装用的止口凸肩。喷嘴扇形块通过该凸肩装在透平的第一级复环和第二级复环的环形槽内。为延长二级喷嘴的使用寿命，喷嘴静叶片设计成空心结构，用压气机抽气予以冷却。为使通流部分的高温燃气能充分在流道内膨胀做功，在透平二级喷嘴内环处，设有气封扇形块，在该气封的内径表面加工出带有尖口的若干个长短气封齿，同转子隔圈外径上的凸凹台阶构成了迷宫式的气封结构。同时，在气封扇形块的两侧面有气封片，与动叶片根部的气封台肩也构成一气封。所有这些，尽量使得燃气不会从静子（喷嘴内环）和转子外径间的间隙中无价值地流过。在喷嘴气封下半的进排气侧，左、右两侧各装二只测量一级叶轮后和二级叶轮前的轮间温度的热电偶元件。2024/9/2925透平三级喷嘴及其气封

从透平第二级动叶流出的燃气直接进入第三级喷嘴槽道内膨胀。透平第三级喷嘴由十六只喷嘴扇形块构成，每只扇形块有四只静叶片，64片。由静叶片和内外环铸成一体，构成喷嘴静叶环组件。在每一块喷嘴扇形块的外环上，都加工有两道带有钩槽的凸肩，用以装在透平第二级复环的排气侧和第三级复环的进气侧的环形槽内。安装或拆卸时，只要将喷嘴扇形块从水平中分面处滑出即可。这种结构保证喷嘴与缸体有着良好的对中，既保证机组可靠运行，又使机组在所要求的通流间隙内工作，从而保证了机组的热力性能可以达到。透平第三级喷嘴组件的静叶片为实心结构，在与静叶片精铸为一体的内环上加工有两道环槽，用以安装透平第三级喷嘴气封扇形块。为减少由于各喷嘴扇形块之间的间隙而产生的漏气，在各喷嘴扇形块的相邻接合面上安装有气封片，既保证有一定的间隙，又可减少漏气。为减少静子喷嘴与转子外径间的漏气，在第三级喷嘴的内环上安装了气封扇形块。与二级喷嘴气封一样，在气封扇形块的外径内侧加工有钩槽，以便将气封扇形块安装在喷嘴内环上。并用气封固定销定位。在气封扇形块的内径，加工出长短不等的气封齿，这些齿与转子隔圈外径上的凸凹不平的台阶，形成一迷宫式气封。同时，在气封扇形块的进、排气两侧，各装有一轴向气封片，与迷宫式气封一道，起着良好的密封作用。

2024/9/2926透平动叶片

透平动叶片透平动叶片共有三级。每级叶片均有枞树形的叶根，叶片从轴向装入转子叶轮榫槽内，并为锁紧销所锁住而不致轴向移出。第二、三级动叶片的叶顶，被加工出有气封齿的结构。这些气封齿与装在透平缸内的第二、第三级复环内壁的齿，形成一迷宫式气封结构，减少叶顶漏气。三个级的动叶片的安装与拆卸，无需将整个透平转子解体。

2024/9/2927透平转子分解图2024/9/2928透平转子透平转子是由三只叶轮，两只气封隔圈，定距轴及一个端轴，经十二根长拉杆螺栓拉紧而成的一个组件。每级叶轮的轮缘都被拉削成具有枞树形的榫槽。三级动叶片分别轴向装入各个级的叶轮榫槽内，并为锁紧销锁住而不致轴向窜出。各级动叶片的装拆，均无需解体透平转子。在透平转子的二只气封隔圈的外径处均加工凸凹气封台阶，这些台阶分别与透平二级喷嘴、三级喷嘴的气封齿构成迷宫式气封，以减少高温燃气从此处泄漏。在透平转子的半轴上，加工有二号轴颈。同一号轴颈共同担负着支承转子于轴承中的任务。在输出端有法兰及其配合止口，通过该结构与负荷联轴节相连，保持整个负荷端的转子系统有良好的对中性。组装完好的压气机转子和透平通过压气机的第十七级叶轮和定距轴上的凹凸止口予以紧密配合，达到良好的对中，最后用高强度短螺栓将两个转子拉紧。2024/9/2929透平转子动叶片共3级2024/9/2930燃烧室结构介绍燃烧系统燃气轮机燃烧室是向燃气透平提供高温燃气的部件。来自压气机具有一定压力的空气在燃烧室中与经燃料喷嘴射入的燃料进行掺混形成易燃混合物，通过燃烧将燃料的化学能转变为热能，从而产生了高温燃气。这股高温高压的燃气经过渡段进入透平膨胀做功。PG6581B燃气轮机的燃烧系统主要包括有：燃烧室、过渡段、燃料喷嘴、联焰管、弹簧定位点火器、火焰检测器等。

分管式燃烧室结构示意图分管型燃烧室的简图。图12—16火花塞的拆除1火花塞组件2垫圈3燃烧室外壳火花塞、联焰管、火焰检测器燃烧室的火焰是由弹簧定位火花塞点燃空气与燃料混合物以后产生的。两只火花塞分别安装于10#燃烧室和1#燃烧室。在机组起动时，火花塞处于点火工作的位置，当点火成功，机组转速上升，燃烧室内压力升高后，火花塞会在压力作用下退出点火位置。具有火花塞的1#、10#燃烧室点燃后，其余无火花塞的燃烧室则借助于联焰管点燃。为使机组安全连续运行，在2#、3#、7#、8#燃烧室各安装一紫外线火焰检测器。在机组起动和运行过程中，随时可以监视燃烧室是否熄火。如果点火失败或熄火，控制系统将使机组停机。2024/9/2933燃烧室由外壳2和火焰筒3等零件组成。由压气机送来的高压空气流进入外壳与火焰筒之间的环腔14时，将分流成为几大部分。其中一部分称为“一次空气”，它分别流经旋流器9、端部的配气盖板7、过渡锥顶6上的鱼鳞孔，以及开在火焰筒前段的两排一次射流孔10，进到燃烧区11中去。在那儿，它与由燃料喷嘴8喷射出来的燃料进行混合和燃烧，变成1800～2000℉的高温燃气。所谓“一次空气”就是指为了保证燃料完全燃烧所必须供应到燃烧区中去的那部分燃烧用的空气。另一部分空气称为“冷却空气”，它是穿过开启在火焰筒壁上的许多排冷却鱼鳞孔4，逐渐进入火焰筒中，并力求沿着火焰筒内壁流动。这股空气能在火焰筒壁面附近形成一个温度较低的空气冷却膜，它具有冷却高温管壁，使其免遭火焰烧坏的作用。此外，还剩余下来的另一部分空气则称为“二次空气”或“混合空气”，它是由开在火焰筒后段的混合射流孔12，射到由燃烧区流来的1800～2000℉的高温燃气中去的，它对高温燃气掺冷，使其温度比较均匀地降到透平进口的平均温度值。2024/9/2934燃烧室结构介绍燃烧室布置图1火花塞2火焰探测器安装接头燃烧室外壳、火焰筒及过渡段

PG6581B燃气轮机的燃烧室为分管式，共有十个，呈倾斜状沿圆周方向等分地安装在压气机排气缸的后垂直法兰面上。该燃烧室为逆流式结构。压缩空气从压气机排气缸扩压器逆流地沿火焰筒的外侧和前、后导流衬套的内侧流向燃烧室的火焰筒头部机构和燃烧室火焰筒内。2024/9/2935燃烧室结构012024/9/2936双燃料喷嘴2024/9/2937喷嘴拆卸拆卸雾化空气锥所用的爪形六角工具2024/9/2938喷嘴通道由中间小孔到第三圈小孔，依次为燃油、雾化空气与气体燃料流道2024/9/2939燃烧室部件分解图02图12—2燃烧室部件分解图1双燃料喷嘴2垫圈3铰接式盖板4火焰管5垫圈6前导流套7燃烧室外壳8垫圈9后导流套10过渡段2024/9/2940火焰筒2024/9/2941一级喷嘴一级喷嘴冷却气孔（内端冷却空气孔）2024/9/2942二级静叶安装（上半缸静叶的安装），图为部分安装完好后2024/9/2943一级动叶2024/9/2944一级动叶叶面冷却孔一级动叶（新）排气边小孔，排气边出现的小凹槽是为了减小离心力的作用而设置2024/9/2945一级动叶业根冷却孔2024/9/2946动叶整体图2024/9/2947IGV2024/9/2948IGV局部放大图2024/9/2949IGV角度尺2024/9/2950燃气轮机从大气中抽取大量空气经过滤器过滤后进入压气机进行压缩，压缩后的空气进入燃烧室与燃料混合燃烧，产生高温烟气推动燃气透平带动发电机发出电力，这就是燃气轮机循环系统。灭火装置包括：灭火装置箱体、二氧化碳贮液瓶及瓶头阀、启动装置、启动管道、集流管、安全泄气阀、液流单向阀、压力开关、灭火剂管道、喷嘴、火灾探测器、报警灭火控制器、声光报警器、手动控制盒等。遮断油自节流孔出来后，分成两路。此外，起动装置还可以“冷拖”机组，对机组进行高速盘车。第1，2和3级喷嘴的检查和记录情况。检查火花塞组件无有弯曲而影响自由活动，同时查看电极和绝缘体的情况。检查导流套的焊缝有无裂纹。在降温过程中，气体会产生冷凝现象，有凝结水析出，这是进气过滤元件所不许可的，故需进行干燥除湿处理。其中探头共六只，安装在轮机间四只，气体燃料小室内二只。流量为946L/min（250GPM），压力为0.对于快速变化的燃气温度，动叶的边缘或喷咀比较厚的体积部分对温度变化的响应更快。解体检查是打开气缸检查透平内部的部套，它按各种不同要求来进行。同时，在气封扇形块的两侧面有气封片，与动叶片根部的气封台肩也构成一气封。为延长二级喷嘴的使用寿命，喷嘴静叶片设计成空心结构，用压气机抽气予以冷却。另一个氮气瓶在延时5秒后也以相同方式开启，打开补放二氧化碳瓶组（共14瓶）。典型的缝隙冷却的火焰筒图12—37典型的缝隙冷却的火焰筒1火焰筒止动块2铆钉3燃料喷嘴安装环口4帽组件5联焰管安装环口6环形套7弹簧密封8火焰筒止动块位置9联焰管位置10典型衬套11冷却孔12衬环13火焰筒的联焰管法兰14火焰筒的联焰管密封环15火焰筒的联焰管凸缘2024/9/2951带焊接凸台或锁片的火花塞组件

图12—43带焊接凸台或锁片的火花塞组件图注：火花塞逢隙设定在0.085—0.095in1安装法兰2弹簧3拉紧杆4缸筒5端部延长杆6绝缘套7见放大图8焊接舌片9固定螺母10垫圈11活塞组件12垫圈13火花塞护套14芯组件15火花塞衬垫16锁片17活塞组件18顶2024/9/2952燃机总成图2024/9/2953燃机流程图2024/9/2954燃机整体组成说明燃气轮机是由紧密联系着的三大部件——压气机、燃烧室、透平所组成的。它们在结构上的紧密联系表现在：布置在统一的整体结构中，即它们的外壳（气缸、机匣）相互连接为一个整体，统一支撑在同一基座上。压气机和透平转子这些运动部件在机械上相互连接，构成统一的转动部件，既实现燃气轮机内部工质的压缩，又完成对外输出机械功的功能。而转子与气缸之间又在机械方面和空气动力方面有紧密的配合作用。由静子（气缸）与转子的配合形成顺畅的工质流动通路。空气自大气吸入，经压气机压缩，在燃烧室中与燃料混合燃烧成为燃气，再通过透平做功后排出，整个过程一气呵成，没有不必要的中间传输和流动转折所造成的额外总压损失。2024/9/2955燃机齿轮箱2024/9/2956燃机齿轮箱2024/9/2957

辅助齿轮箱为一个多轴的传动机构，一共有五根平行的轴，其中一号轴的一端通过起动离合器与起动设备相连，另一端通过辅助联轴器与压气机联接，其余各轴则由齿轮变速后驱动上述各泵。在一号轴上还设有超速飞锤，作机组的机械超速保护之用。齿轮的润滑由轴承润滑油母管供给。辅助齿轮箱在燃气轮机组的起动设备与压气机之间。起动时，辅助齿轮箱将起动设备及变扭器组件输出的扭矩传递给燃气轮机轴。起动完成以后，又可逆向将燃气轮机轴输出扭矩经过相应的齿轮驱动下列各泵：

主润滑油泵主液压泵2024/9/29586B燃机燃机辅助系统1.起动系统和盘车系统

2.润滑油系统

3.液压油系统

4.遮断油（控制油）系统

5.燃料系统

6.危险气体检测系统

7.冷却密封空气系统

8.开式循环冷却水系统

9.CO2灭火系统10.通风和照明系统

11.压气机与透平清洗系统

12.压气机抽气处理系统

13.油气分离系统

2024/9/2959起动系统和盘车系统1.棘轮盘车装置：装在变扭器涡轮轴上，用于低速盘车。2.起动系统：液力变扭器起动起动装置主要作用是，为燃气轮机由零转速过渡到清吹、点火、自持、脱扣状态提供必要的动力。为了获得最佳的动力特性，采用液力变扭器与起动电机匹配，从而把电机的扭矩外特性转换成适应“燃气轮机”起动的最佳输出特性。

此外，起动装置还可以“冷拖”机组，对机组进行高速盘车。输入轴与输出轴无机械联接，所以两轴可以有不同转速，当变扭器工作腔充满油时，电动机带动泵轮旋转对油液作功，使油获得速度环量来冲击涡轮，对涡轮作功，再经一对齿传送功率，带动燃气轮机启动。

2024/9/2960润滑油系统润滑系统是任何一台燃气轮机中必备的一个重要的工作系统。它的作用是：在机组的启动、正常运行以及停机过程中，向正在运行中的燃气轮发电机组的各个轴承、传动装置及其附属设备，供应数量充足的、温度和压力合适的干净的润滑油，以确保机组安全可靠地运行，防止发生轴承烧毁，转子轴颈过热弯曲，高速齿轮法兰变形等事故。一部分润滑油流出来后，经过过滤用作液压控制油或成为液压供给系统的工作流体。2024/9/29612024/9/2962更换所有损耗件、正常磨损和撕裂的零件，如密封件、锁片、螺母、螺钉和垫料等。燃气轮机循环热效率的影响因素其它措施还包括维护进口过滤系统和进口蒸发冷却器，以及周期性检查和修理压气机叶片。蒸汽／水喷射对叶片寿命影响第一级透平喷嘴共有36只静叶片。取出透平叶片，对叶片和叶轮的燕尾槽作无损检查(评估第1级叶片的保护涂层剩余寿命)。压气机动叶片：压气机动叶片共十七级，空气经过十七级的压缩后流到燃烧室中。压气机和透平转子这些运动部件在机械上相互连接，构成统一的转动部件，既实现燃气轮机内部工质的压缩，又完成对外输出机械功的功能。当烧用较重质燃料油时，对燃料处理系统给予正确维护，而当燃料中有危险的杂质时，应立即设法恢复燃料原有的质量或停车处理。燃机发电机组用（余热锅炉，汽轮机控制也可纳入其中）其它措施还包括维护进口过滤系统和进口蒸发冷却器，以及周期性检查和修理压气机叶片。同燃气轮机简单循环一样，当压比一定时，联合循环效率随燃气透平进气温度T3提高而显著增加。分管式燃烧室结构示意图它们在结构上的紧密联系表现在：每只动叶片都有燕尾形叶根，这些叶片轴向地装入压气机各叶轮榫槽内，然后经冲铆固定在叶轮上。

整个润滑油系统的组成1.润滑油箱：润滑油箱安装在机组辅机间的底座下面，其名义容量为6435L（1700GAL）。在油箱上还安装有：a．主润滑油泵出口泄压阀VR-1，其整定压力为0.483±0.014MPa。b．控制油供油压力的调节阀VPR-1，其整定压力为0.455±0.007MPa。c．润滑油母管的油压调节阀VPR-2，其整定压力为0.179±0.007MPa。d．主润滑油箱内的两个U型管结构型式的冷油器及其切换阀。e．两个可以更换滤网芯子的润滑油滤及切换阀。f．浸入润滑油箱的润滑油加热器23QT-1；功率：10.2kW，电压：380V，三相。g．两个供遮断控制油用的过滤器及其切换阀。2.一台由附件齿轮箱轴驱动的主润滑油泵，流量为1741L/min，压力为0.82MPa（表压）。3.一台由交流马达驱动的辅助润滑油泵88QA；流量为1741L/min（460GPM），压力为0.45MPa（65PSIG），电机功率30kW，转速3000r/min，电压380V，三相，50Hz。4.一台用直流马达驱动的应急润滑油泵88QE；流量为946L/min（250GPM），压力为0.206MPa（30PSIG），电机功率7.5kW，转速1500/3000r/min，电压110V（或120V）直流。2024/9/2963润滑油供油流向·附件齿轮箱

·燃气轮机的推力轴承

·燃气轮机的1号轴承

·燃气轮机的2号轴承

·负荷齿轮箱

·发电机轴承·液压油系统2024/9/2964润滑油系统启动在主润滑箱中安装有润滑油加热器

23QT-1和温度开关26QN-1和

26QL-1。当润滑油箱的润滑油温高于10±2.7℃时，温度开关

26QN-1闭合，机组才能进入允许起动状态。在燃气轮机的启动过程中，当有外界交流电源时，润滑油系统的润滑油首先应该由交流马达驱动的辅助润滑泵来供给。只有当机组的转速升高到

14HS动作时，这台泵才能停止工作。此时，由机组附件齿轮箱直接驱动的主润滑油泵已经能够建立起足够的油压，自此以后，润滑油系统的润滑油将改由主润滑油泵来供给。

在机组的停机过程中，随着主机转速的下降，使润滑油系统的油压降低到0.082MPa（表压）时，交流辅助润滑泵

88QA就自行启动。此后，在停机和冷机的整个过程中，这台泵将连续运行，只有当运行人员在控制盘上把主控制开关切换到“停”的位置上去，即给出第二次停机信号后，它才能停止工作。

在燃气轮机的启动过程中，假如没有交流电源，润滑油系统的润滑油就改用直流马达驱动的应急润滑油泵来供给。该泵需要一直运行到机组转速增加到额定转速的

40%时为止。倘若那时润滑系统的油压还不能达到压力开关

63QL的整定值，那么在机组转速达到额定转速的

40%后，这台泵将继续运行。在停机过程中，只有当机组转速降低到额定转速的

25%左右，润滑油系统的油压已降为

0.041MPa（表压）时，应急润滑油泵才会自动投入运行。

2024/9/2965液压油系统液压油系统为燃料系统和进口可转导叶系统的控制执行元件提供所需要的高压油。液压油取自于机组的润滑油系统。液压油系统的主要部件有：·一只主液压泵

·一只辅助液压泵

·两个液压油滤油器及其间的一个切换阀

主液压泵是一只轴向柱塞泵，由附件齿轮箱驱动。辅助液压泵是由单独的电动机带动，完成辅助主液压泵的任务。两只泵的吸油分别来自润滑油母管，而后泵入各自的液压油岐管。

当主液压泵的出口供应压力不能满足机组运行要求的时候，辅助液压泵就要投入运行。例如机组在启动时或者轮机在低转速状态的时候，主液压泵不能满足所需的油压。压力开关

63HQ-1感受了这种低的油压，便送出信号，去起动辅助液压泵，并且还触发一个信号器，进行低压报警。

2024/9/2966两套液压油岐管组合各是单独的组合件，两者的组成和作用完全相同，只不过一套岐管接在主液压泵来油管路，而另一套岐管接在辅助液压泵的来油管路。每套岐管组合都由一个溢流阀，一个排气阀和一个单向阀集合而成，其管路联接均在内部沟通。溢流阀

VR22调节辅助液压泵的出口油压，而溢流阀

VR21则在主液压泵的压力调节万一出现故障，出口油压超过泵的调整压力时，进行限压，防止压力过高，避免主液压泵的油回路损坏。单向阀在溢流阀之后，当停机时，能保持各自的油路中充满着油。排气阀能将积存在泵的输出管路中的气体排出。

从两套液压岐管来的高压油汇集在同一个油管中，经过滤油器

FH2-1或者

FH2-2将油中的杂质和磨损颗粒滤掉，以防止进入电液饲服阀及其它控制元件。每一个滤油器的滤芯是纸质的，过滤精度为0.5μm。在本系统工作期间，用其中的一个滤油器，通过一个手动切换阀，可使两个滤油器相互切换而不妨碍系统的正常工作。但是在切换之前，必须开启注油阀，对备用的一个滤油器充油，待这个滤油器充满之后，才能进行切换。

2024/9/2967

控制油（遮断油）系统

控制油系统亦称遮断油系统，它是燃气轮机基本的控制和保护系统，它连接于燃气轮机控制盘和燃气轮机部件之间，用来控制供给和切断机组的燃料。来自机组润滑油系统的遮断油起着遮断的作用（燃机非正常停机和危急停机），同时使液压信号传递给燃料截止阀，实行正常的起动和停机遮断油自节流孔出来后，分成两路。一路供给到机组超速遮断油门，另一路通过一个单向节流阀后，分别供给到机组燃料系统的气体燃料组合阀，这个截止阀又和电磁阀20FG-1并联。电磁阀的动作控制燃料系统，使机组运行和停机。系统还直接连接到

12HA超速遮断报警装置，当危急遮断系统动作使机组停机时，发出报警信号。

2024/9/2968燃料系统燃料系统是用来将一定压力和流量的气体燃料输送到燃气轮机的各个燃烧室中，以满足起动、加速和带负荷需要。气体燃料组合阀是气体燃料系统中最关键的一个部件。组合阀系由两个独立的阀（速比阀和控制阀）组成。气体燃料首先经过速比阀，然后再经过控制阀去燃烧室。速比阀的功能是使燃机转速信号与速比阀后压力成一定的比例关系，即某一转速信号对应有一个速比阀后压力。速比阀后压力由压力传感器测量，作为反馈信号与转速信号对应的压力给定值进行比较。另一小闭环回路是位置控制回路，由位置传感器（LVDT）测量阀的位置，作为位置控制回路中的反馈信号。此反馈信号与主控信号进行比较，其差值经放大后去电液伺服阀，带动油缸活塞，使阀门改变开度。速比阀和控制阀均为单向作用阀，即阀的打开是靠电液伺服阀控制的油缸下部进入液压油推动活塞使阀打开的，而阀的关闭是靠电液伺服阀控制的油缸下部泄油的同时，阀的上部弹簧力下压造成的。速比阀中装有一只截止阀

VHS-1，截止阀是由遮断油压控制的，当机组遇到危急情况，遮断油压突然下降，快速泄去油缸下部的油液，速比阀在顶部大弹簧的作用下，立即关闭，切断燃机的气体燃料供应，使机组紧急停机。为减少速比阀开启时提升力，在速比阀的阀碟中装有预启阀。开启速比阀时，先打开预启阀，减少阀进出口压差，然后再开启大阀。

控制阀是由一个位置回路控制的，决定阀的行程的主控信号是由轮机控制盘来的燃料基准信号

FSR，位置反馈信号与燃料基准信号进行比较，其差值经放大后去电液伺服阀，带动油缸活塞，改变控制阀的开度，直至偏差信号消失为止。由以上介绍可知，通过控制阀的气体燃料流量是由燃机转速和燃料基准信号值所决定的。

压力传感器（96FG-2A、96FG-2B、96FG-2C）；位置传感器（

96GC-1，2、96SR-1，2）；压力开关（

63FG-3）；电液伺服阀（

65GC、90SR）的整定值2024/9/2969危险气体检测系统

为防止气体燃料小室和轮机间出现过量的气体燃料泄漏，设置了危险气体检测系统。该系统分探头和检测仪两部分。其中探头共六只，安装在轮机间四只，气体燃料小室内二只。检测仪安装在控制室内。当轮机间或气体燃料小室的危险气体的浓度达到设备汇总

ML0414部套所规定的设定值时，检测仪的报警继电器触发

MK-V1控制盘，MK-V1发出报警信息，提醒操作人员采取措施。

2024/9/2970冷却密封空气系统1压气机的第五级抽气用于机组的前后支持轴承和推力轴承的密封

在机组正常运行时，从压气机第五级抽气槽道中抽出的空气，经管道引至机组的

1号轴承和

2号轴承的油封处，用以封住滑油而不致外漏，空气可通过排油管道随排油进入油箱，最后可从排气管排入大气。

2压气机第十三级抽气用于透平第二级喷嘴的冷却：为了保证透平第二级喷嘴长期稳定地工作，其冷却采用压气机第十三级后的抽气，抽气由四根管子引来，管子上设有节流孔板和截止阀，以调节抽气量和水洗时关断阀门。

3压气机排气的冷却作用：从压气机第十六级和第十七级转子叶轮之间流出的空气，从透平转子叶轮的中心孔沿第一级和第二级叶轮的轮面流至叶轮轮缘，空气从第一级和第二级动叶片根部的孔流进叶身的径向孔，然后冷却空气从动叶片叶顶上的孔流出，最后，随通流部分的燃气流入排气室内。这股空气使得透平第一级叶轮的出气侧和第二级叶轮的进气侧面都得到了冷却，一级动叶和二级动叶也获得了冷却。上述这股空气同时继续流向第二级透平叶轮的中心孔，穿过中心孔后沿二级透平叶轮的排气侧面向轮缘流去，冷却了叶轮型面后便从三级喷嘴气封的内圆侧流向第三级透平叶轮的轮缘，最后流入通流部分，与燃气一并流向排气室。

压气机第十七级后的排气，穿过压气机的排气气封，从排气缸的内缸与转子定距轴间的空间流至透平第一级叶轮进气侧的型面，进而冷却叶轮轮缘、动叶根部，最后从一级喷嘴气封和一级叶轮间的轴向间隙流至通流部分与高温燃气汇合。

压气机的排气通过安装间隙流进透平一级喷嘴叶片的空腔中，从而对喷嘴叶片进行了冷却。在一级喷嘴的内弧及喷嘴外环的内径壁面均有许多小孔，冷却空气从这些小孔排气带走热量，起到很好的冷却作用。透平第一级复环由从复环的前侧面上的小孔引入的压气机排气冷却，冷却后流入通流部分与燃气混合进入下游。

4由一对专门设置的冷却风机提供的冷却空气，用以冷却透平气缸和透平排气缸的部件，并可降低机组

2号轴承的工作环境温度。二台风机安装在机组的一侧，管路穿过底盘将冷却空气从透平缸锥形壁面上的法兰孔送入透平气缸的环形空腔内，然后通过透平气缸缸体的若干个轴向孔，冷却空气流入透平排气缸的支承筋板夹层中。冷却空气再从这些夹层间隙出来，一路沿透平排气缸的内环壁面流至透平第三级叶轮的排气侧型面上，在冷却了叶轮型面后，冷却空气与燃气汇合，排入排气室。另一路沿排气扩压器内环面与隔热层之间的夹层，经排气扩压器后端上的两根管子穿过机组罩顶排入大气。这路冷却空气保证了二号轴承所处的空间温度不致于太高，从而为其提供了较好的工作环境。

2024/9/2971

冷却水

当供水系统采用开式循环时，供给机组使用的冷却水应符合美国通用电气公司规范

GEK—28170的要求。当供水系统采用闭式循环时，供机组使用的冷却水应符合美国通用电气公司

GEI—41004F的要求。2024/9/2972CO2灭火系统高压二氧化碳灭火装置是

PG6581B燃气轮机机组的一个重要保护装置。一旦机仓室内发生火灾，该装置立即释放二氧化碳气体，同时关闭仓室的通风口。在初放系统释放后30s内使仓室内二氧化碳容积浓度达到

34%（即为灭火浓度）。为防止暴露在高温金属中的可燃性物质在火灾扑灭后再次复燃，补放系统可保持灭火浓度的时间不少于40min。灭火方式：自动灭火、应急电动灭火、应急手动灭火。

灭火装置包括：灭火装置箱体、二氧化碳贮液瓶及瓶头阀、启动装置、启动管道、集流管、安全泄气阀、液流单向阀、压力开关、灭火剂管道、喷嘴、火灾探测器、报警灭火控制器、声光报警器、手动控制盒等。当火灾探测器探到高达

316℃的温度时就发出火警信号给报警灭火控制器，灭火装置发出声光报警信号，在延时

30s后氮气瓶上闸刀式电磁阀动作刺穿工作膜片释放氮气，氮气通过启动管道先打开初放二氧化碳瓶组（共7瓶）。另一个氮气瓶在延时

5秒后也以相同方式开启，打开补放二氧化碳瓶组（共14瓶）。先释放的二氧化碳还去关闭各仓室的通风挡板，同时压力开关动作，给轮机控制盘送去二氧化碳释放信号。

2024/9/2973通风和照明系统1通风在轮机间罩顶上装有罩壳通风机88BT-1，机组启动点火后，此风机自动投入，将轮机间的热空气抽到罩壳外使轮机间形成负压，这样外界的新鲜空气通过辅机间和轮机间的通风窗进入轮机间，加速轮机间内空气对流，从而降低轮机间正常运行时的空间温度，并使可燃性气体混合物不易形成。气体燃料小室采用强制通风，外部空气由罩壳门的底部百叶窗吸入，然后由顶部抽风机排出小室，这样可尽量降低小室内可燃气体的浓度。对于负荷齿轮箱装有罩壳的机组，齿轮箱罩壳顶部装有1台通风机，将室内的热空气抽出，达到通风散热的目的。2照明辅机间、负荷齿轮箱间及发电机间均装有交流220V及直流120V照明灯。正常运行或维修时交流照明灯工作，直流照明灯备用。当机组用交流电源发生故障时，直流照明灯自动投入

2024/9/2974压气机与透平清洗系统压气机水清洗系统包括装于压气机进气喇叭口处的

7只固定式水洗喷嘴、水洗站及相应的联接管道。本机组采用离线清洗方式，即机组解列后，在冷拖转速下进行水清洗。正确使用本清洗系统能有效地去除压气机透平叶片上的各种水溶性物质以及各种油、烟沉积物，从而恢复压气机的压比和流量，提高机组的出力。

清洗喷嘴有手动及固定式两种，前者用来清洗进气室和喇叭口，以免把进气室的积垢带进压气机，由用户根据需要自行配备。冲洗效果可以凭肉眼观察或者测量排出物之导电率，或者对排出物进行光谱分析检查微量金属含量来确定。

2024/9/2975压气机抽气处理系统压气机抽气处理系统是一个带有独立底盘的空气处理站，用于将供进气过滤器反吹系统（即自清洁吹扫系统）作在线吹扫。从燃气轮机压气机抽取压缩气体作为进气过滤器的吹扫主气源，是为了方便地获取经过过滤处理的洁净气体，并可靠地保证吹扫气体的压力，同时提高系统的可靠性。但由于压气机排气为高温，高压气体，故需要降压、降温，使气体的参数满足进气过滤器扫吹控制系统的要求。在降温过程中，气体会产生冷凝现象，有凝结水析出，这是进气过滤元件所不许可的，故需进行干燥除湿处理。为此，空气处理站中采用翅片管，通过与大气的对流换热使气体降温，采用压力调节阀

VPR67对压力进行调整，并配有一套双联可自动切换的空气干燥器进行干燥除湿处理。

2024/9/2976

油气分离系统

该系统主要由油气分离器、油气分离器支架、管路及阀等组成。该系统主要作用是将发电机、负荷齿轮箱及机组滑油箱冒出的含油气体分离。处理后的空气排到大气，油气中分离出的油回到油箱。不锈钢除雾器和气体分配器是采用一种特殊的不锈钢丝网，经精密加工制成。可除去气体中所夹带的雾沫，并将被处理的油气在壳体内进行均匀的分布。以保证油气液的有效分离。

粗粒化聚合分离元件，是采用一种高分子材料，经过特殊加工制成，对油气中的油粒具有良好的吸附捕捉聚合分离性能。可捕捉气体中大于

2μm的油珠和各种气雾杂质。油气分离器是利用一种特制的离心式风机采用负压引风的方式，亦即将离心风机安装在油气分离器的气体排出管系上。采用负压的方式，将需处理的油箱气体和其它需要处理的油气吸入油气分离器内进行处理分离。

2024/9/2977孔窥镜检查在GE重型燃气轮机的压气机气缸和透平外壳上都设有通孔，以便采用光学孔窥镜对烟气流道作视查，包括压气机轴的中间各级，透平叶栅第一、二和三级，以及透平喷嘴隔板。这些通孔是穿过压气机气缸、透平外壳和内部透平静叶围带的径向对中孔道，并设计成能让光学管道窥镜插入压气机和透平的通流面积，图所示。2024/9/2978孔窥镜检查预留孔

在各级复环处分别加工一些径向孔，安装用来观察探伤、测量间隙等的仪器，这些孔均需与透平气缸同时配钻并安装。2024/9/2979窥视孔示意图2024/9/2980GE燃机检修间隔确定要求2024/9/2981燃料因素

燃气轮机烧用的燃料种类，从清洁的天然气到残渣油，它们对于维修的影响示例于图。较重质的碳氢燃料具有维修因素从3至4，一般释放较大数量的辐射热能，其结果使燃烧室硬件的寿命缩短。燃料里还经常含有腐蚀元素，如钠、钾、钒和铅，能导致加速透平叶片和喷嘴的高温腐蚀。轻质油，按规定，一般不含有大量的腐蚀元素，但输送到现场时，可能混入有害的杂质。从图可见，GE公司对轻质油的经验是维修因素可从最低的l(相当于天然气)到较高的3。除非运行经验有其他的建议，否则一般推荐轻质油的维修因素为1．5。液体燃料含有的杂质也能影响燃气轮机的辅机部套的寿命，如燃料泵和流体分配器等。2024/9/2982如图所示，天燃气燃料，凡符合GE规定要求，被看作燃机最佳燃料，并认为没有负影响。然而，如果天然气里有凝结的液体碳氢化合物，并被带进燃气轮机的燃烧系统，那么将造成高温烟气通道部件寿命的减少。如果碳氢化合物被带进非常小的数量那是可以忍受的，一旦出现液体碳氢化合物的薄雾，可以认为有可能已大量混入。在极端情况下，带进的液体碳氢化合物会使高温烟气通道的硬件暴露在极端的超温状态下，并明显地减少高温烟气通道部件的寿命和修理间隔期。用户可控制通过加热天然气使其在气体燃料控制阀前具有至少28℃的过热度。2024/9/2983注意，防止透平喷嘴和叶片的高温腐蚀，并采用以下措施，潜在的高维修费和可用率的减少可以缩小或避免：对供气方限定一个正确的燃料规格提供定期的燃料质量取样和分析项目当烧用较重质燃料油时，对燃料处理系统给予正确维护，而当燃料中有危险的杂质时，应立即设法恢复燃料原有的质量或停车处理。杂质除了出现在燃料以外，也可通过吸人的空气进入透平和从为了控制N0x排放或扩大出力而喷射的蒸汽或水带进来。从蒸发冷却器带进是另外一个污染源。在某些情况下，发现这些污染源所导致的高温烟气通道部件的衰变，和燃料含有的杂质所造成的后果相同。GE制定了相应规格限制燃料、空气和蒸汽／水含有杂质的最大浓度。例如对应于燃料从各种来源的限制是钠与钾之和为1ppm，铅为1ppm，钒为0．5ppm和钙为2ppm2024/9/2984燃料类型对燃机维修周期的影响曲线2024/9/2985燃烧温度影响

在尖峰负荷下运行，由于较高运行温度要求更频繁的维修和更换高温烟气通道的部套。从叶片部件寿命的观点，每一小时在尖峰负荷下的运行的燃烧温度作用，相当于在基本负荷下运行6小时。这种运行方式的维修因素为6。图12表达了MS600lB／MS7001EA／MS900lE型机组部件寿命相应受燃烧温度变化的影响。较高的燃烧温度减少高温部件的寿命，而较低燃烧温度增加部件寿命。这样提供了一个条件对尖峰负荷运行的负效应，用部份负荷运行来平衡。然而，必须认清减少负荷不一定意味着永远是减低燃烧温度。在余热应用时，产生蒸汽提高效率，有时通过关闭可变进口导叶减少进口空气流量而使出力先减低,排气温度提高,这时燃烧温度并没有降低，除非负荷降低到额定出力的80％以下。2024/9/29862024/9/2987蒸汽／水喷射对叶片寿命影响为了控制排放或增大出力而采用的喷射水(或蒸汽)的方法，即使所用的水符合GE的规格要求，仍能影响部件的寿命和维修间隔期。这是因为加入的水改变了高温烟气的传递特性。一般来说，较高的烟气热传导性会增加传递给叶片和喷嘴的热量，从而导致较高的金属温度和减少部件寿命。部件寿命受影响和透平的控制方法有关系。在多数的基本负荷运行机组的控制系统采用喷水方法时降低燃烧温度，这样在烟气侧增大热传递的效果是相反的，因而对叶片寿命无影响。然而，在某些机组中，其控制系统是设计成在喷水时仍保持恒定的燃烧温度。其目的是增大机组出力，但如前所述，部件寿命降低。采用这种控制方法的机组通常作为尖峰运行，其年运行小时数较低，用户把部件寿命的降低因增大出力而认为是合理。GE公司把这两种运行模式分别称为干控制曲线操作和湿控制曲线操作方法。图15展示湿和干控制曲线和由此两种不同运行模式所造成的不同特性。2024/9/29882024/9/2989蒸汽／水喷射对叶片寿命影响另一个与喷射水有关系的因素，是对透平部套增大了空气动力负荷，这是由于喷水而提高循环压力比的结果。这增加的负荷使第2和第3级喷嘴的下游挠曲率也增大，并导致这些部套的修理间隔期缩短。然而，由于引用GTD—222，一种新高蠕变强度合金作为第2／3级喷嘴材料，将缩小或避免这种影响。对于控制喷水运行机组，当第2和第3级喷嘴是GTD-222材料制造时，其维修因素为1，当喷嘴用FSX414制造和喷射5％水时，其维修因素为1．5。对湿控制曲线运行，当喷水为5％时，其维修因素约为2。2024/9/29902024/9/2991负荷循环周期影响

关于循环方式产生的影响，从满负荷跳闸甩负荷对部件寿命的影响相当于8次正常起／停循环方式。这是因为在叶片和喷嘴产生热应力。较高的应力意味着很少的几次循环就会产生裂纹。图中表示叶片应力范围的不同，即比较按正常起停循环方式和甩负荷的循环方式。与此类似，紧急起动使机组从静态在少于9分钟内升到满负荷，对部件寿命的影响相当于20次正常起动循环方式。对正常起动后快速升负荷方式其维修因素为2。2024/9/29922024/9/29932024/9/2994启动负荷对燃机维修周期影响曲线2024/9/2995空气质量对维修的影响

维修和运行费用也受透平吸入的空气质量的影响。除了空气中杂质对高温烟气通道部套的有害影响外，如尘灰、盐和油等杂质也能对压气机叶片引起磨蚀、腐蚀和结垢。20微米颗粒进入压气机能引起明显叶片磨蚀。超细污垢颗粒进入压气机以及吸人油汽、烟、海盐和工业排气都导致结垢。压气机叶片的腐蚀使叶片表面产生凹痕，它不仅增加表面粗糙度，也成为产生疲劳裂纹的潜在部位。这些表面粗糙度和叶片外形变化会降低空气流量和压气机效率，同样导致燃气轮机的出力和总热效率降低。一般来说，压气机的性能恶化是燃气轮机降低出力和效率的主要原因。由于压气机叶片结垢而引起的可恢复的损失，一般占性能损失的75％至85％。压气机的结垢使空气流量减少到5％时，会降低出力达13%和增加热耗达5.5%。可通过正确操作和维修步骤来减少这种结垢式的损失。在线压气机清洗系统可用于带负荷运行压气机的清洗，以便在出现明显结垢以前保持压气机的效率。停机清洗系统是用于清洗压气机的严重结垢。其它措施还包括维护进口过滤系统和进口蒸发冷却器，以及周期性检查和修理压气机叶片。2024/9/2996空气质量对维修的影响还存在一些不可恢复的损失。在压气机，有些典型原因是非沉积性叶片表面粗糙，磨蚀以及叶片顶部擦伤。在透平，潜在的原因有喷嘴喉口面积变化，叶片顶端间隙增大和漏气。即使是一台维护很好的燃气轮机，一定程度的不可恢复性能老化是不可避免。采用定期的监视和记录机组性能参数是一项非常有效手段，益于诊断压气机可能的性能恶化。2024/9/2997维修检查维修检查的形式一般可分为日常维护、运行和开缸解体检查。日常维护检查包括对各辅助系统的维护和各装置校核。运行检查是在机组运行时对关键运行参数的观察。解体检查是打开气缸检查透平内部的部套，它按各种不同要求来进行。解体检查的步骤从燃烧室检查开始到高温烟气通道检查，然后扩展到大修检查，这些检查的细节分述如下：2024/9/2998日常状态检查日常状态检查可在所有型号燃气轮机中进行，但一般适合用于尖峰和中间负荷运行的机组，对这些机组来说起动可靠性最为紧要。这种检查的内容包括定期维护保养蓄电池系统、更换过滤器、检查油位和水位、清净继电器和检查有关装置的校核。这种维护保养可在用电低谷期间进行而不影响透平的可用率。定期的起动试验是常规检查的基本内容之一。2024/9/2999运行检查运行检查是在机组运行时进行，包括总的和连续的观察。新机组初次起动阶段和机组大修以后，先把基准的运行数据记录好。这个基准数据作为参考，可供以后机组性能恶化时测量比较。记录的数据应是正常状态下机组的起动参数以及关键的稳定状态的运行参数。所谓稳定状态的条件是确定为在15分种周期内，轮间的温度变化不超过3℃。数据应在固定时间间隔内测定，其记录数据能用于评估透平性能和以运行时间为函数的维修要求，包括负荷对排烟温度，振动，燃料流量和压力，滑油压力，排出烟气温度，排烟温度场变化和起动时间，用这些参数作的图将有助于提供判断系统状态。一旦数据偏离于正常时，有助于精确地预示故障出现、标定的变化或部套的损伤。2024/9/291002024/9/29101A、B、C级检修范围2024/9/29102计算运行时间来确定维护周期2024/9/29103计算启动次数来确定维护周期2024/9/291042024/9/291052024/9/291062024/9/291072024/9/291082024/9/291092024/9/291102024/9/291112024/9/291122024/9/29113负荷与排烟温度负荷和排烟温度之间的关系须从观察和比较上述的数据而得。环境温度和大气压力对机组效率有一些影响。高的排烟温度说明可能是内部零件的故障、过量漏气或空气压缩机的结垢等的结果。振动水平

机组振动应予观察和记录。较大的变化或连续增长的趋势，表示需要采用改正措施。燃料流量和压力应观察燃料系统找出燃料流量和负荷之间的关系。燃料系统中的燃料压力也应观察。燃料压力变化说明燃料喷嘴被堵塞，或燃料流量表的元件损坏或标定不正确。2024/9/29114排烟温度和温度场变化应予观察的最重要的控制功能是排烟温度控制和超温跳闸保护。透平排烟温度场的变化应经常地被测量和监视，排烟温度场的大幅度变化或连续地增大趋势，说明燃料系统的恶化或燃料分配问题。若此问题得不到纠正，下游高温烟气通道的部件的寿命会缩短。起动曲线起动曲线是一个最好参考，依靠它对后来的运行参数可进行比较和评价。一条起动参数曲线包括转速、燃料信号、排烟温度等,一旦出现从正常状态的偏离时，有助于精确地预示故障出现、标定的变化或部套的损坏。惰走时间惰走时间是评价轴承对中和轴承情况的重要参数。正常停机关闭燃料供应的时间到转子静止的时间可用于进行比较和评价。

2024/9/29115燃烧系统检查

燃烧系统检查是相对较短的停机解体检查，内容包括燃料喷嘴、火焰管、过渡段、联焰管和档板、火花塞组件、火焰检测器等。检查重点在火焰管、过渡段和燃料喷嘴，并考虑是否需要被更换和修理。这些项目的正确的检查、维护和修理有助于延长下游部件的寿命，如透平喷嘴和叶片等。燃烧室解体检查时，火焰管、过渡管段和喷嘴用新的或修理好的部套更换，以减少停机时间。被换出来的火焰管、过渡管段和燃料喷嘴在机组投入运行后进行清洗和修理，然后作为下一次燃烧系统检查使用。MS6001／7001／9001型机组对典型燃烧系统检查的要求为：2024/9/29116典型燃烧系统检查要求检查和鉴定燃烧室部套。检查和鉴定每一个联焰管、挡板和火焰管。检查燃烧室内有无碎片和外来物。检查导流套的焊缝有无裂纹。检查过渡管段的磨损和裂纹。检查燃料喷嘴前端的堵塞，前端孔的磨损和前端的安全锁。检查喷嘴组件内所有液体、空气和天然气通道有无堵塞、磨损、烧毁等。检查火花塞组件无有弯曲而影响自由活动，同时查看电极和绝缘体的情况。2024/9/29117更换所有损耗件、正常磨损和撕裂的零件，如密封件、锁片、螺母、螺钉和垫料等。进行第一级透平喷嘴分隔板的视检，和透平叶片的孔窥镜检查，记录这些部件的磨损过程和恶化情况。这个检查有助于编制高温烟气通道检查的计划安排。从燃烧室连结处用孔窥镜观察轴流压气机末端的叶片情况。视检压气机进口和透平出口处，查看进口导叶片、进口导叶轴衬、末级叶片和排气系统部套。测量第2和第3级喷嘴内侧壁和叶片身之间的轴向间隙，这项工作使用锥形仪接在孔窥镜上进行。燃烧系统检查完成以后，机组可重新投运，被换出来的火焰管和过渡管段可以在工作台上检查和修理，根据需要，可由有能力的在现场人员，或远离现场的指定工厂维修服务中心承担。倘若现场有合适的试验设备，被换出来的燃料喷嘴可在现场清洗和在现场做流量测定。2024/9/291182024/9/29119高温烟气通道检查高温烟气通道检查的内容，包括全部燃烧系统检查内容，并增加检查透平喷嘴，静持环和透平叶片。为了进行此检查，透平上半缸应吊开。气缸吊走以前，为了保持正确的机器中心线，采用机械支撑物(千斤顶)是必要的，以确保转子和静子的对中，取得精确的半缸的间隙和防止静止气缸的扭曲。MS7001EA机组支撑程序展示于图。为了进行高温烟气通道的检查，所有燃烧系统部件和第一级透平喷嘴组件必须移去。第2和第3级透平喷嘴组件是否移去，决定于肉眼观察和间隙测量的情况。叶片一般可在原来位置上检查。有时也值得用荧光穿透检查法(FPI)检查叶片部分，找出有无裂纹。同样，在进行任何高温烟气通道检查时必须测出完整的内部透平的径向和轴向间隙。对MS6001／7001／9001机组的典型高温烟气通道检查要求为：2024/9/29120机械支撑物(千斤顶)2024/9/29121典型高温烟气通道检查要求第l，2和3级叶片的检查和记录情况。第1级叶片保护涂层应进行评估其剩余涂层寿命。第1，2和3级喷嘴的检查和记录情况。后几级喷嘴隔板的检查和记录情况。查看气封片的擦伤和间隙。记录叶片顶部间隙。检查叶身气封的间隙、擦伤和变形。查看透平叶片围带的间隙、磨蚀、氧化、擦伤和堆积情况。查看和更换损坏的轮间热电偶。进人压气机进口处并观察压气机前端的情况。特别注意进口导叶(IGV)，查看有无腐蚀、轴衬的磨损可由过大的间隙判定，查看导叶有无裂纹。从燃烧室连结处，用孔窥镜观察轴流压气机的后端的叶片情况。视检透平出口处有无裂纹,烧蚀等问题。2024/9/29122第1级透乎喷嘴组件是直接暴露在从燃烧过程排出来的高温烟气中，在透平部分承受最高烟气温度。这样的情况经常使喷嘴出现裂纹和氧化。第2和第3级喷嘴是承受高温烟气的弯曲负荷，它和运行温度联合起来导致下游的挠曲和重要轴向间隙的缩小。按一般规律，第1级喷嘴需要在高温烟气通道检查时进行修理。第2和第3级喷嘴也需要修复来达到正确的轴向间隙。正常情况下，透平喷嘴能修理若干次以延长其寿命，并根据修理费和更换费相比结果，决定修理或更换。2024/9/291232024/9/29124典型的大修检查内容MS60001B／MS7001EA／MS9001E机组典型的大修检查内容为：所有径向和轴向间隙和它们的原始值进行核对(打开和关闭)。检查气缸、外壳和支架／扩压器有无裂纹和磨蚀。检查压气机进口和压气机通流部分有无结垢、磨蚀、侵蚀和漏气。检查可变进口导叶有无腐蚀、轴衬磨损和导叶裂纹。检查压气机转子和静子上的叶片有无擦伤、弯曲和裂纹，并核对叶顶间隙。

核查透平静持环的间隙，磨蚀、擦伤、裂纹和堆积情况。检查透平喷嘴和隔板的气封和吊钩装配有无擦伤、磨蚀、侵蚀和热变形。2024/9/29125取出透平叶片，对叶片和叶轮的燕尾槽作无损检查(评估第1级叶片的保护涂层剩余寿命)。第1级叶片在高温烟道检查未做重涂者应更换。检查轴衬和气封的间隙和磨损情况。检查进气系统有无腐蚀、开裂的消音器，和松动的部件。检查排烟系统有无裂纹，损坏的消音板或隔热板。核查对中线一一燃气轮机至发电机／燃气轮机至辅助齿轮。其它辅助设备等2024/9/291262024/9/29127关于涂层涂层对保护第一级叶片起着很大作用，以确保得到高强超合金的全部功能和使叶片断裂寿命满足设计的要求。冷却叶片一般可用于1085℃以上的燃烧温度。若金属暴露在这样环境下会加速其蠕变率，同时通过增高温度和应力的联合作用导致不到期的断裂和减小材料的强度，这个老化过程是由于无保护基材合金的氧化的结果。关于涂层的重要性，必须认识到即使是最好的涂层也有有限的寿命，但涂层的情况对决定叶片更换寿命起着很大作用。采用剥落和重涂的修复是延长叶片寿命的一个方案，但若选定重涂的方法，那么必须在原涂层破坏和底金属被暴露以前进行。正常情况下，对MS7001EA级透平，意味着重涂工作将在高温烟气通道检查时进行。假如不在高温烟气通道检查时进行重涂，一般延用到大修检查时叶片的寿命已被耗尽，这时叶片应被更换。对冷却孔无涂层的叶片不考虑重涂方案，由于现场剥刮叶片施工限制，也不采用多次重涂的方案。叶片重涂的经济性要看在更频繁的间隔期内重涂费用和更换叶片费用的对比。这项权衡的经济评估认为，重涂对大型机组有意义，对较小功率机组其意义也较小。2024/9/291282024/9/29129惰走时间惰走时间是评价轴承对中和轴承情况的重要参数。正常停机关闭燃料供应的时间到转子静止的时间可用于进行比较和评价。2024/9/291309FA联合循环燃机发电机组的组成从热力系统而言，燃气轮机联合循环发电装置由两个子系统组成：一个燃气轮机及其辅助系统；一个汽轮机及其辅助系统。余热锅炉作为换热器，则是两个子系统的耦合点。一般将燃气轮机称为联合循环（余热锅炉型）的主机，将汽轮机、余热锅炉等称为蒸汽系统。联合循环发电装置按轴系配置有单轴联合循环和多轴联合循环。循环的有用功输出来自一根轴的联合循环为单轴联合循环，循环的有用功输出来自一根以上的轴的联合循环为多轴联合循环。联合循环发电装置的成套配置的主要目的就是将上述两个子系统（燃气和蒸汽）配备完全、以实现发电功能，并将其性能优化完善，再在此基础上选定轴系的配置方式。2024/9/29131燃机白雷登循环与汽轮机郎肯循环ST12345678910白雷登循环朗肯循环联合循环即为把燃机白雷登循环和蒸汽机郎肯循环结合在一起，形成一个总的循环系统。2024/9/291322024/9/29133燃机简单循环流程图白雷登循环燃气－蒸汽联合循环的类型

常规的联合循环有五种基本类型方案（1）无补燃的余热锅炉型联合循环，所有的热量都从循环的燃气轮机部分加入联合热力循环。该方案中燃气轮机的高温排气被引到装在其后面的余热锅炉中去加热给水，产生蒸汽，以推动汽轮机做功。（2）补燃的余热锅炉型联合循环，此方案是在燃气轮机与余热锅炉之间的通道中（或余热锅炉中）加装补燃器，用燃气轮机排气中剩余的氧气来帮助另行喷入的燃料进行燃烧，以提高排气温度，使余热锅炉产生参数更高、数量更多的蒸汽，借以增加汽轮机的功率或对外有效的供热量。（3）排气全燃型联合循环，它是一种排气助燃型联合循环，工质中剩余的氧几乎全部与燃料发生化学反应。该方案是利用燃气轮机排气作为常压锅炉的助燃介质，并同时回收排气余热。（4）增压锅炉型联合循环，它是把蒸汽发生器放在循环的燃气侧燃烧室之后和燃气透平之前的联合循环。（5）给水加热型联合循环，它是一种把燃气轮机的排气主要用于加热联合循环系统给水的联合循环。2024/9/29135联合循环系统编号MS系列燃气轮机

SSTAGCC2燃气轮机台数

0无意义

9燃气轮机系列

FA燃气轮机型号

S109FA：：表示由:1套7FA燃气轮机，1台余热锅炉，一台汽轮机发电机组组成，即轴系为单轴

S209FA：表示由2套9FA燃气轮机发电机组，2台余热锅炉，一台汽轮机发电机组组成，轴系为多轴。

2024/9/29136我国燃机电厂装机情况欧美发达国家的经验表明：从安全和调峰的角度出发，在电网中安装8%-12%的燃气轮机发电厂是合适的。目前我国燃气轮机装机容量只占3.7%，发达国家燃气轮机装机容量平均占27.6%。从下列2个统计表中可以看出，直到目前为止，我国燃煤装机容量都一直在70%以上，世界发达国家煤消耗平均数值为21%。随着西气东送二线的开通，川气东送，中亚以及俄罗斯天然气输送管道的贯通，沿海LNG运输量增大以及IGCC技术的成熟，我国必然还要继续上马一批燃气轮机电厂。2024/9/291372007年世界主要发达国家一次能源消费构成国家石油/%天然/%煤炭/%核电/%水电/%美国39.925.224.38.12.4俄罗斯18.257.113.75.25.9日本44.215.724.212.23.7德国36.224.027.710.22.0法国35.814.84.749.15.6加拿大31.826.39.46.625.9英国36.238.118.26.51.0意大利46.439.09.704.9中国19.73.370.40.85.9以上各国平均34.26727.05622.4810.9676.3672024/9/291382021年世界主要发达国家一次能源消费构成国家石油/%天然/%煤炭/%核电/%水电/%美国38.627.022.88.72.9俄罗斯19.755.213.05.86.3日本42.617.023.414.13.6德国39.324.224.510.51.5法国36.215.94.238.45.3加拿大30.426.78.36.428.2英国37.439.214.95.80.7意大利46.39.58.206.4中国18.63.770.60.76.4以上各国平均34.327.621.110.16.82024/9/29139代表当代最新技术水平的燃气轮机性能一览表2024/9/29140燃气轮机循环热效率的影响因素1.大气温度Ta对联合循环效率的影响2.温比τ、压比π对燃气轮机简单循环热效率ηgt的影响3.压比π对联合循环各部分输出功率的影响4.主蒸汽初压对联合循环效率的影响5.主蒸汽初温对联合循环效率的影响2024/9/29141大气温度Ta对联合循环效率的影响大气温度对于简单循环的燃气轮机及其联合循环的出力和效率都有相当大的影响。对于简单循环的燃气机，随着大气温度的升高，燃气轮机的出力和效率都将有所下降。对于联合循环来说：

(1)随着大气温度的升高，对联合循环性能影响最大的燃气轮机出力和效率都有所下降。

(2)随着大气温度的升高，冷却水温也会相应升高。汽轮机的背压就会升高，采用冷却塔二次循环冷却的比采用直流冷却的受气温影响更大。汽轮机的出力和效率会有所下降。

(3)但燃气轮机排气温度的升高因素，部分抵消了排入余热锅炉的烟气量的减少因素，使汽轮机做功能力的减少有所缓和。因此综合这三方面的因素，联合循环出力和热耗受大气温度的影响比燃气轮机简单循环要和缓一些。2024/9/29142温比τ、压比π对燃气轮机简单循环热效率ηgt的影响摘录自论文)燃气轮机简单循环功率－压比之间的关系2024/9/29143压比π对联合循环效率的影响同燃气轮机简单循环一样，当压比一定时，联合循环效率随燃气透平进气温度T3提高而显著增加。T3越高，循环平均吸热温度越高，循环效率也越高。因为当压比一定时，T3越高，燃气轮机比功越大，且燃气轮机排烟温度也提高。在其他参数不变时，余热锅炉内可供吸收的能量增加，于是蒸汽部分输出功增加。尽管此时联合循环的燃料消耗量也增加，但联合循环功率增加得快，因而使联合循环的热效率提高。这也表明提高T3始终是提高联合循环效率的主要措施。这与理论是一致的。2024/9/29144压比对联合循环供电效率的影响2024/9/29145不同压比下联合循环各部分的输出电功率2024/9/29146蒸汽部分输出功占联合循环输出总功的份额随压比的变化2024/9/29147主蒸汽初压对联合循环效率的影响在其他优化参