燃机第一级静叶环
M701F-3型燃气轮机二级轮盘间隙温度探讨
TECHNOLOGY AND INFORMATION136 科学与信息化2023年12月下M701F-3型燃气轮机二级轮盘间隙温度探讨杨添名北京京丰燃气发电有限责任公司 北京 100074摘 要 M701F-3型燃气轮机轮盘间隙温度，是检测机组是否正常运行的重要参数，第2、3、4级的轮盘腔室温度用热电偶监测，热电偶从静叶环导管插入气封体蜂窝密封底部。
当轮盘温度高报警时，意味着透平烟气系统出现异常。
为避免转子轮盘烧损，必须降低燃机负荷，从而降低轮盘间隙温度。
本文通过对冬季燃机运行时，机组频发二级轮盘间隙温度高报警进行原因分析，并对后续解决问题提出相应的处理措施和改善方案。
关键词 轮盘间隙温度；透平；燃气轮机；静叶Discussion on Two-Stage Disc Gap Temperature of M701F-3 Gas Turbine Yang Tian-mingBeijing Jingfeng Gas Power Generation Co., Ltd., Beijing 100074, ChinaAbstract The disc gap temperature of M701F-3 gas turbine is an important parameter to detect the normal operation of the unit, and the temperature of the 2nd, 3rd and 4th wheel disc chambers is monitored by using thermocouples, which is inserted into the honeycomb sealed bottom of the air sealed body from the static blade ring conduit. When the high disc temperature is alarming, it means an abnormality in the turbine flue gas system. In order to avoid rotor disc burning, the load on the turbine must be reduced, and thus the disc gap temperature can be reduced. This paper analyzes the causes of the frequent high temperature alarms of the secondary disc gap when the unit is running in winter, and proposes corresponding treatment measures and improvement plans for subsequent problems.Key words disc gap temperature; turbine; gas turbine; static blade引言某电厂采用天然气为燃料的410MW 级的燃气-蒸汽联合循环机组，燃气轮机采用具有可调入口导叶（IGV ）的17级高效轴流压气机，透平部分由4级静叶环和4级反动式叶片组成。
燃气轮机透平
GAS TURBINE
前
言
燃气透平，又称燃气涡轮或 透平膨胀机，是燃气轮机装置中 向外输出机械功的部件。 轴流式透平级的工作原理
1
级的概念
目录
2
基元级的速度三角形
1
级的概念 concept of level
透平级
一列静叶栅（或称喷嘴环） 和其后面的一列动叶栅 （或称工作叶轮）共同构 成轴流式透平的一个级。
w1 c u1 2c1u1 cos 1
2 1 2
静叶
u
动叶
c1 sin 1 sin 1 w1
动叶出口处 2-2
动叶栅通道收敛，气流 膨胀加速，则压力降低、 相对速度w2增加； 且气流方向改变、转折 较大， 2> 1 ； 那么气流以绝对速度 c2流出动叶栅，与叶 栅额线的夹角为 2。
单级透平：整台透平只有一 个“级” 多级透平：整台透平包含有 几个“级” 一般轴流式燃气透平采用多 级。
级的概念 concept of level
三个特征截面：
0-0静叶进口； 1-1静叶出口； 2-2动叶出口。
2
如果工作叶轮以圆周 速度u旋转，那么气 流的绝对速度c就是 其相对速度w和圆周 速度的矢量和。 c=w+u
祝你有个美好的一天
喷嘴 0-0
燃气流过喷嘴后，压 力降低、温度下降， 流速c增加； 喷嘴相当于一个静止 喷管（减压增速） 流道截面逐渐收敛。
静叶
p1 < p0 ， T1 < T0 c1 > c0
动叶进口处 1-1
气流以速度c1和气流 角 1自喷嘴流出； 动叶栅以 u1 旋转； 那么气流以相对速度 w1与进气角 1进入 动叶栅。
c2 w u 2 w2u2 cos 2
燃气机组生产工艺流程图
燃气轮机的工作过程是最简单的，称为简单循环；此外，还有回热循环和复杂循环。燃气轮机的工质来自大气，最后又排至大气，是开式循环；此外，还有工质被封闭循环使用的闭式循环。例如：燃气—蒸汽混合循环电厂。燃气轮机与其他热机相结合的称为复合循环装置。
燃汽轮机整体结构
16
燃机剖面图
2.1 9FA燃烧室火焰筒图片
2.2 西门子燃机的燃烧器采用多喷嘴预混燃 烧器,另外在燃烧器末段装有一个空气旁路阀.
干式、低氧化氮筒式燃烧器
2.3 SIEMENSV94.2燃烧器燃烧室内部结构
专家在检查燃烧室
2.5 F级燃机燃烧室
火焰探测器
2.6 燃烧室的过渡段
2.7 燃烧室的燃料喷嘴
3、透平透平是将压气机和燃烧器产生的高温高压燃气热能转变为机械能的设备。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。气缸分为上气缸和下气缸，气缸的内部圆周上安装静止叶片，气缸上的静叶片组分别和转子的动叶组构成一级。
低NOX预混燃烧室该燃烧室的构造有以下几个特点：（1）喷嘴组采用了预混喷嘴和扩散喷嘴相结合的方式，这是降低NOX的关键，采用 这种方法燃烧 NOX 的排放量大约是20ppm（2）设立了能用最小的燃烧量稳定火焰的值班喷嘴，稳定了燃烧，防止了燃料与空气的比率的失衡（3）使用了能大幅度减少冷却空气的新型冷却壁（4）尾筒装有一个能将空燃比控制在最佳状态的旁路阀
1.2 主要工艺系统特征
10
1.2.1燃气轮发电机组电站采用12台西门子公司生产的燃气轮机，型号为 SGT6 - 5000 F(5)，该燃气轮机包括13级基本上轴 流压气机、天然气柴油燃烧器系统和一个4级轴涡轮机。燃烧涡轮机在压缩机入口端直接连接发电机和驱动器。空气压缩机需要从周围的空气通过一个进气总管和进口，加压和送到燃烧器。燃料被送入燃烧器和压缩空气一起燃烧。由此产生的热的,压缩燃烧气体流从燃烧室进入涡轮。气体膨胀和驱动涡轮机。生成的机械能在涡轮驱动发电机和压缩机。发电机的输出连接变压器和母线。燃机尾气进入余热锅炉产生蒸汽，驱动汽轮机发电机做功。
中国首次自主铸成300兆瓦级重型燃机大尺寸一级静叶
2019.1 EPEM 97电力装备Electric Equipment中国首次自主铸成300兆瓦级 重型燃机大尺寸一级静叶柯 报我国首件自主化300兆瓦级F 级重型燃气轮机涡轮第一级静叶铸件12月25日通过鉴定。
这是我国在重型燃机热端核心部件上取得的第一个重要突破，也是国家科技重大专项“航空发动机和燃气轮机”迄今最重要的里程碑式的成果。
据国家电力投资集团有限公司(以下简称国家电投)介绍，被誉为装备制造业“皇冠上明珠”的燃气轮机在国内已有50年发展历史，但此前我国仅具备重型燃机冷端部件制造与总装能力，尚未掌握其热端部件设计制造核心技术，也没有相关自主研制能力。
涡轮第一级静叶作为重型燃机典型的热端零部件，其核心制造技术一直处于国外绝对封锁状态。
来自“两机”专项专家咨询委员会、三大动力、北科大、国机集团、抚顺特钢等的13位专家一致认为：国家电投旗下中国联合重燃、中科院金属所、江苏永瀚等协同攻关，既交付了一套质量合格的实物叶片，更交付了一套固化的工艺体系和质保体系，为涡轮叶片定型设计打下良好基础，同时创造多项纪录：国内首次自主设计重型燃机大尺寸一级静叶；国内首次冶炼出完全自主知识产权的一级静叶母合金，攻克了纯净化冶炼技术；国内首次自主铸造重型燃机大尺寸一级静叶，攻克了大尺寸复杂叶片的精密铸造技术。
专家咨询委员会（图片来自国家电投）据悉，“两机”专项于2015年正式启动实施，是国家科技重大专项中最新的一项；2016年又被国家“十三五”规划列为百项重大工程之首。
中国联合重燃为“两机”专项中重型燃机的实施主体。
目前，世界上只有美、英、俄、德、法、日等少数国家具备独立研制先进燃气轮机的能力。
这些国家借助技术优势和综合国力，开发了从几十千瓦到几十万千瓦的不同功率档次的燃气轮机，并将其广泛应用于军民领域。
燃气轮机主要采用“轻型燃气轮机由成熟航空发动机改型研制，重型燃气轮机移植航空发动机技术研制”的发展途径进行大力开发和应用。
三菱M701F4燃机透平#2轮盘腔室温度高处理
三菱M701F4燃机透平#2轮盘腔室温度高处理作者：吴为彪来源：《科学与财富》2017年第27期摘要：本文介绍了三菱M701F4燃机透平冷却空气系统概况，并对中海油珠海天然气发电有限公司M701F4燃机某次冷态启动过程中出现的透平#2轮盘腔室温度高事件经过、原因分析、处理情况及采取的措施进行了详细的论述，对同类型机组处理类似问题具有一定的参考作用。
关键词： M701F4；#2轮盘腔室温度高；原因分析；处理引言燃气轮机发电作为清洁能源得到了越来越多的青睐，由于发电效率高，功率大，三菱M701F4燃机在我国的投产项目不断增加，但是关于M701F4的运行经验还比较有限。
本文就三菱M701F4燃机在某次冷态启动过程中出现的透平#2轮盘腔室温度高事件的经过、原因及处理进行了总结，希望给同类型机组的技术人员提供参考和帮助。
1、透平冷却空气系统概况中海油珠海天然气发电有限公司配备两套三菱M701F4级联合循环热电机组。
三菱M701F4燃气轮机冷却空气系统执行两个基本功能，第一个功能是给暴露在烟气通道，温度高于工作金属的温度极限的部件提供直接冷却；第二个功能是给透平环境控制提供服务，为确保整个透平维持设计的环境。
如图1所示，冷却转子和透平动叶的空气来自压气机排气，压气机排气经过水冷式冷却器（TCA）并过滤后冷却转子。
直接冷却发生在每一级动叶枞树形根部，这种冷却方式向暴露在燃气高温通道的动叶和透平转子轮盘间提供热障。
透平静叶通过几种不同的方式进行冷却。
第一级静叶使用压气机排气从燃机内部进行冷却。
第二级、第三级、第四级静叶分别使用第14 级、第11 级、第6 级压气机抽气进行冷却。
静叶还为冷却空气提供通到级间气封腔室的内部通道。
冷却空气被导入由级间气封和转子形成的通道，最后通过相应的气体流道。
该冷却空气维持轮盘处于可以接受的环境温度中。
如图2所示，第2、3、4级的轮盘腔室温度用热电偶监测，热电偶插入级间迷宫的空气通道中，当轮盘温度超过报警值时，为避免转子轮盘烧损必须通过降负荷以降低轮盘温度。
燃气轮机压气机静叶环电子束焊接变形研究
Ｉ 零件名称 材料
热处理状态 室温组织 毛坯种类
向， 才能在实际生产 中成功的将 精制加工零件焊 接成具有规定的高公差度要求的产品。 压气机静叶环是燃气轮机 的核心部件 ， 造 制 精度将直接影响到整个机组 的效率 ， 研究其 电子 束焊接变形对焊接生产及机组的安全运行都有着
十分重 要 的意义 。
收稿 日期： ｏ ６ １ ２ ｏ— ４ 作者简介 ： 张从 平（ ９ ８ ， ， １ ６ 一） 男 东方汽轮机厂镧造技术处 高级工 程师 ， 副主任锻冶师 ， 工学硕 士 ， 主要 从事 焊接试 验研 究、 焊接工艺审核及审定工作 。
ｌ 环 ０ ５Ａ 淬 回 火Ｔ 少 锻 静叶 １ ０ 火＋ 火 回 ＋ 量Ｆ 件 ７Ｂ
维普资讯
ＨＥＡＶＹ ＣＡ
《 大型铸锻件 》
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》实验研究 ｌ
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燃 气 轮 机 压 气 机 静 叶环 电子 束 焊 接 变 形 研 究
图 １ 静 叶环电子束焊接示意 图
燃 气 轮机压 气 机 静 叶 环母 材 为 １７５ Ａ（ Ｏ ＯＢ 相 当于 国产 化材 料 １ ｒ２ ， Ｃ １Ｍｏ 见表 １ 。产 品外形 尺 ）
料处于高温时难 于测定 ； 热力 分析过程 中的误差 积 累等 。 焊接变形是影响焊接件质量和生产效率的主 要 因 素之 一 ， 它不 仅影 响着 焊 接构件 的制造 过程 ， 而且影响其使用性能。在这方面 ， 采用 电子束焊 的产 品具 有 变 形 量 很 小 的 优 点［ 。尽 管 如 此 ， １ ］ 仍
ｗｅ ｄ ｎ ｅ ｏ ｍａ ｉ ｎ，ｆ ｒ ｈ ｒ ｒ ｈ ｏ ｌｏ ｈ ｅ ｏ ｍａ ｉ ｎ ｃ ｎ ｒ ｌ ｎ ａ ｅ ｎ ａ ｔ ｉ ｅ ． ｌ ｉｇｄ ｆｒ ｔ ｏ ｕ ｔ ｅ ｍｏ ｅ ｔ ｅ ｇ ａ ｆｔ ｅ ｄ ｆ ｒ ｔ ｔｏ ｌ ｇ ｈ ｓ ｂ ｅ ｔ ｎ ｄ ｏ ｏ ｉ ａ Ｋｅ ｙ ｗｍｘｓ ｇ ｓ ｔ ｒ ｉ ｅ ｔ ｔ ａ ｅ ｌ ｐ）ｅ ｅ ｔｏ － ｅ ｍ ｌ ｉ ｇ ｅ ｏ ｍａ ｉ ｎ ｌ ： ａ ｕ ｂ ｎ ；ｓａ ｉ ｖ ｎ ｃ ｏ ｌ ｒ ｎ ｂ ａ ｗｅｄ ｎ ；ｄ ｆ ｒ ｔ ｃ ｏ
M701F燃气轮机抽气系统简介
提高喘振余量，防止喘振：
1 防止喘振的措施主要有中间放气和旋转导叶两种 方式。压气机抽气为中间放气。
2 在机组启动和在同步转速附近，抽气阀保持全开。
3 在机组停机，无论是正常停机还是事故停机，抽 气阀均保持全开。
4 抽气阀打开时，抽出的空气进入燃气轮机的排气 段。
燃气透平零部件的冷却：
提高透平进口温度是提高燃气轮机性能的有效措施， 但这在很大程度上受到透平部件（叶片）结构强度 的限制。提高燃气初温，主要靠：
3 透平第1级静叶用来自压气机出口的空气 冷却。第2级、第3级、第4级静叶用来自压 气机高、中、低压的空气来冷却。
结束
M701F燃气轮机 抽气冷却系统简介
产品开发处燃机室
抽气冷却系统设置的目的：
1 增加压气机喘振余量，防止压气机在启动和停机 时发生喘振。 2 冷却燃气透平高温部件，动/静叶。
抽气系统简介：
压气机抽气分为高压，中压，低压3级抽气，各 配一个抽气阀（气动蝶阀）。 三菱M701F燃气轮机压气机为17级，透平为4级 1 低压抽气----------压气机第6级 2 中压抽气----------压气机第11级 3 高压抽气----------压气机第14级
1 对高温部件选用超级热强合金材料。
依靠透平材料的不断改进，燃气初温大约每年提ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ10℃左右
2 对高温部件进行冷却。
燃气初温提高的幅度大大增加，平均每年约提高20℃~ 30℃。
冷却系统简介：
1 燃气初温（T3*）达到1400℃。
2 透平转子和动叶用压气机出口的空气冷却。 这股空气经过外部的冷却器降温过滤后进入 燃气透平冷却。
M701F型燃气轮机冷却空气系统
Ｍ 型 燃 气 轮 机 冷 却 空 气 系 统 Ｔ１ ０Ｆ
黄 力 森 ，陈红 英
（ 湾 燃 机 电 厂 ， 东 深 圳 ５ ８ ５ ） 前 广 １ ０ ４
日本 三菱公 司 生产 的 Ｍ７ １ ０ Ｆ型 燃 气 轮 机 （ 机 ） 燃
作时 ， 片 内部 的冷却 空气 会 从 叶片表 面 渗 出 ， 带 走 叶 可 大量 热量 ， 在 叶片表 面形 成 保护 气膜 ， 又 故它 能 达到 极 其 良好 的冷却 效果 。
ｉ 锐 ￡ 燃 ｌ １
图 ｌ Ｍ７ １ ０ Ｆ型 燃 气 轮 机 冷 却 空 气 系统
气 系统 ， 燃气 透平 转 动 部 分 是 采 用从 压 气机 出 口抽 出
的一股 冷却空 气 ， 过 一 台用 天 然 气 来 冷却 压 缩 空 气 通
经过 ＴＣ 冷却 器 的 冷 却 空 气 分 成 二 股 ： 股 经 Ａ 一 第 １ 轮 盘上 的径 向孔 引 至 第 １级 动 叶根 部 ， 流人 级 再 第 １ 空 心动 叶 内 部 冷却 通 道 进 行 冷 却后 ， 叶 顶 和 级 从 叶 片出气 边 小孔 排 至 主燃 气 流 中 ； 一 股 空 气经 第 １ 另
采 用 ４ 叶片 ， 的平均 焓 降值较 低 ， 级 级 因而 燃 气透 平 热 效 率高 。但是 ， 在燃 气透 平人 口温 度较 高 的情 况 下 ， 叶 片冷却 的难度 更 大 。静 叶环 套 和 动 叶 顶 部 的 阻 气环 ， 将 高 温燃 气 与外 缸 隔 开 ， 成双 层 缸 结 构 ， 缸 承 载 ， 形 外 静 叶环套 形成 的 内 缸 受 热 ， 内 外缸 夹 层 中通 冷 却 空 在 气， 夹层 具有 隔热 和 充当冷 却空 气通 道 的双 重功 能 。 具有 一定 压力 、 度 的冷却 空气 ， 温 对燃 气 透平 各 级 动 、 叶栅进行 冷 却后 ， 静 掺人 做功 主 气流 。由于燃 气 透 平各级 冷却通 道 的阻 力和最 后掺 入 主气 流处 的 压力 各 有不同， 因此需 选 择 压 气 机 中 不 同 压 力 的抽 气 点 来 供 应 冷 却空气 。 图 １所 示 为 Ｍ７ １ ０ Ｆ型 燃 气 轮 机 冷 却 空
燃机叶片冷却技术对透平初温的影响
抽气都经过过滤才进入燃气轮机 。燃 机第
断提高 。 大约 以每年 １ ～ Ｏ Ｏ ２ ℃的速度增 加 ，
新 型产品第一级燃机部件 已开始应用 １ 级冷却源还要 经过抽气冷却器 。抽气冷
采 用气 膜冷 却 技 术 的 叶 片 可 使 燃 气 轮 机 的 隔 热 涂 层 （Ｂ 。 隔 热 涂 层 正 在 发 展 和 试 却器是燃气与抽气的热交换器 ，燃气是热 Ｔ Ｃ）
纹
结 晶 铸 造技 术 ：美 国 Ｇ Ｅ公 司 Ｈ 型 、Ａ 型 Ｆ 超级合 金（ Ｔ 一 １） 向凝 固铸造 技术 ， Ｇ Ｄ １１ 定
３ 叶片非 工作 面冷却 技术 介绍
叶 片采用超 级合金 （ ＭＳ － ） 晶技 术 和 ３１ 叶 片 的冷 却 源 Ｃ Ｘ ４单 ． 传 统的叶 片冷却可 以用空气 冷却 ， 如
Ｍｓ０ １ Ａ燃 气 轮 机 为 基 础 的 三 压 再 热 式 高的燃 气温度下安全工作 。 ９０Ｆ
对流 、 冲击 、 膜 冷 却 是 常 用 的 几 种 叶 气
蒸汽系统的联合循环 。 在透平前温 １ ８ ℃ ２３ 发展叶片非工作面 的冷却技术 ８ ２ ． 下 。竟 获 得 ５ ％的 热 效 率 （ 电效 率 ６ 供
３ 张 树 治 ． 气 轮 机 发 电机 组 的 开 发 与 应 用 ｍ． 燃 电信 科 学 ，９ ９ ８ １９ （ ）
压气 机 的抽 取 量 。因 为 从 压 气 机 抽 取 的冷 升温 ，再排 出与余热锅炉出来的再热蒸汽 ２ 杨 南 星 ．天 然 气联 合 循 环 发 电技 术 的 最 新进
Ｍ７ １ ０ Ｆ燃机第一级静 叶叶型面 内部有
值 的燃气温度 下 ．叶片金 属温 度仍低于其 ３个 带 孔 的隔 仓 。进 入 隔 仓 中 心 的 冷 风 通
杨凌燃机热电厂基本情况介绍
杨凌燃机热电厂基本情况介绍一、概况我公司所属杨凌燃机热电厂是一座采用天然气为燃料的联合循环发电厂，总装机容量为55WM。
机组配置为1台39.62WM（ISO）燃气轮发电机组＋1台66T/h的余热锅炉＋1台15WM蒸汽轮发电机组，最大供热能力50吨/小时。
截止到2008年3月关停时止，杨凌燃机热电厂累计完成发电量为13.1亿千瓦时（其中燃机发电量为9.6亿千瓦时，汽机为3.5亿千瓦时），供热量98.5万吉焦，累计完成运行小时数为31778小时。
平均气耗率为0.27 M3/KWh（即每方天然气发电3.7千瓦时），平均厂用电率为3.8％。
二、主要设备和系统1、燃气轮发电机组及其辅机系统燃气轮发电机组主设备是由一台PG6561B型的燃气轮机和一台QFR-40-2型发电机组成。
燃气轮机由南京汽轮机电机有限公司制造，其主要部件及控制系统由美国GE公司生产，ISO输出功率为39.62 MW，额定转速为5133r/min，排气温度为532℃，排气量为519T/h，天然气耗量13900m3/h，采用MARK-Ⅴ控制系统控制。
发电机也是由南京汽轮机电机有限公司制造，采用密闭双循环风冷系统，并装有空气冷却器来冷却空气。
其主要参数为：额定功率为40 MW，额定电压为10.5KV，额定电流为2749A，功率因数0.8，额定转速为3000r/min。
燃气轮机既可单循环运行，也可燃气—蒸汽联合循环运行。
2、余热锅炉系统余热锅炉由杭州锅炉集团有限公司制造，是三压、自除氧、无补燃、自然循环型余热锅炉，其型号为：Q407/532—66（5）—3.82（1.275）/450（220）。
中压部分最大蒸发量为66T/h，额定蒸汽压力为3.82MPa，额定蒸汽温度为450℃。
低压部分最大蒸发量为5T/h，额定蒸汽压力为1.275MPa，额定蒸汽温度为220℃。
3、汽轮发电机组及其辅机系统汽轮发电机组主设备是由一台C15-3.43/1.27型的汽轮机和一台QFW-15-2A型发电机组成。
9FA燃机介绍
9FA燃机介绍9FA燃机介绍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GECAlsthom公司联合开发，通过型燃气轮机的模化放大，模化系数1.2，制成了50Hz的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A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A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SpeedtronicMKV，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。
燃气轮机发电技术简介
2013年11月8日星期五
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燃机外形见图、
2013年11月8日星期五
-17-
压气机示意图
2013年11月8日星期五
-18-
压气机结构介绍
压气机的定子。
2013年11月8日星期五 -19-
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。
2013年11月8日星期五 -27-
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。
P
2 3
T
P2﹡
3
q1
s1
w1
s2
2
P2﹡
W1= q1 –q2
4
P1﹡
1 4 1
P1﹡
q2
V
S1
S2
S
2013年11月8日星期五
-13-
6B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。
燃气轮机本体结构
旋转的压气机就向一把风扇，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）。 注:约 1/3 的机械功用来驱动发电机
1
1.2 9E 燃机的型号与 GE 命名规则 9E 燃机型号：PG9171E 型 PG：表示 PACKAGE GENERATOR(箱装式发电设备） 9：表示设备系列号，表示 9000 系列机组 17：表示机组大致的额定出力大小（万马力），即：17 万马力，约：12.5 万 KW. 1：表示单轴机组 E：表示燃气轮机的型号，即 9 系列中的 E 型。 1.3 燃气-蒸汽联合循环
键槽座： 在透平缸下半部上有一个纵向导键，与底盘上的键槽座配合，防止了透平缸
左右侧运动。
5
绝对死点：机组在热膨胀时，相对地面而言，总有一个点是固定不动的，这个点 就是绝对死点。
由于后两个支架沿轴向刚性很大，左右方向也定死，所以该处就成为绝对死点。
3.压气机(compressor)
3.1 概述
型式：轴流式压气机 压比：12.3（实际 10 多） 每一级压比：1.15-1.35 级数：17 级 空气流量: 1,453 × 103 kg/h 叶顶最高速度：340 m/s
2
1.4.主要性能参数
燃机轻油基本负荷下主要性能参数： 标准工况: 环境温度 15℃，1 个大气压,75%左右相对湿度 燃油流量：31T/H 压比：12.3 透平前温（T3)：1124℃ 排气温度（T4)：538℃ 额定出力：123.4MW 热效率 ：33.55％ 热耗率 ：10730KJ/KWH 燃机天然气基本负荷下主要性能参数： 保证总功率：125900Kw 保证总热耗：10650kJ/kwh 效率计算
燃气轮机压气机静叶环电子束焊接变形研究
焊接变形是影响焊接 件质量和生产效 率的主要 因素之一， 它不仅影响着焊接构件 的制造过程， 而且影响其使用性能。在这方 面， 采用电子束焊的产品具有变形量很小 的 优点【 。尽管如此 ， １ Ｊ 仍然需要能够较准确地
预测这种变形 的数量和方向， 才能在实际生
这是 由于叶片 在拂配过程 中存在不均 热源形式 、 焊接速度及焊接顺 序等。由于压 匀的间隙 ， 电子束焊接时随着进气侧 叶片拂 气机静 叶环 是 引进技术 ， 构设计 不 可更 配间隙的减小， 出气侧导叶片的拂配间隙 结 使
情况等。重要的制造相关量包括拂配质量 、
改， 因此 ， 这里着重讨论 、 分析制造相关量对 增加 ， 同时叶片间的径向间隙也将增大。翻 焊接变形 的影 响 。 身， 焊接 出气侧时 问隙又略为减小 ， 但总的 结果是 使 出汽侧导 叶片 的拂 配 间隙增加 。
质量和几何尺寸精度要求高 ， 电子束接头形 式为不全熔 透的双 面焊缝 ， 电子束 焊缝 且
多， 焊接 变形趋 势 大， 焊接质量难 以保 汪。 静叶环 的典型结构如图 １ 所示 ， 主要数据见
、 。 产 中成功地将精制加工零件焊接成具有规 图 ２ 图 ３ 表 １ 燃 机静 叶环 材料 、 状态 及组 织
定量研究 和理论依据。为 了使研究结果具
３２ 焊 接过 程产 生 的变 形 ．
有普遍性 ， 采取跟踪生产数据的方法研究焊 为 了减少试验 中的测量误差 和偶然误
对于制造静叶环这类环形结构件 ， 电子 接 变形 。
束焊具有许多优点 。但是 ， 静叶环的尺寸精
确性要求很严格 ， 这就要求在进行电子束焊 差 ， 要求尽可能多地测量不同的静 叶环。在
M701F型燃气轮机冷却空气系统
量 。采用天燃气来冷却压缩空气又可以使冷却空气的 热量得到回收 ,机组的热耗率也稍有降低 。
TCA 冷却器的冷却风机能达到在燃机最大运行 条件下的冷却空气容量 ,当热的压缩空气穿过 TCA 冷却器管道时 ,它的温度会从 450 ℃下降到 200 ℃左 右 ,然后回到燃气透平对高温组件进行冷却 。通过监 视 TCA 冷却器冷端的冷却空气温度来确定冷却风机 投运台数 ,使转子的冷却空气温度被控制在允许范围 内 。如果用来冷却转子的冷却空气温度高于 260 ℃以 上就发出报警信号 。一旦燃机达到额定转速 ,由冷却 风机排出的热空气也引入 TCA 冷却器冷却 ,以充分 利用余热 ,天然气温度由 TCA 冷却器上游的温度控 制阀来控制 ,在此过程中 ,从热空气把热量传递给天然 气 ,在 TCA 冷却器中 ,燃气的温度从 32 ℃提高到 210 ℃,然后燃气进入燃烧室中进行燃烧 。图 6 为 TCA 冷 却器结构示意 。
2 透平冷却空气 ( TCA) 系统
M701 F 型燃机用 TCA 冷却器来冷却从压气机出 口的空气 ,再经过一台外置过滤器过滤 ,然后送回到燃 气透平的转子中去冷却前 3 级叶轮和动叶片 。这样 , 可以使冷却的效果更好 ,而且可以减少冷却空气的流
π{ 热力发电 ·2006 (10)
图 6 TCA 冷却器结构示意
图 3 各种冷却技术及冷却效果对比
由于 M701 F 型燃机第 1 级静叶和动叶的工作条 件恶劣 ,所以静叶和动叶所采取的冷却技术也最为复 杂 。第 1 级空心静叶采用头部喷流冷却 、冲击冷却 、气 膜冷却和销片冷却 。静叶内部用 3 个带孔的导管将冷 却空气隔开 ,冷却空气通过内外缸之间的夹层引入静 叶 ,从静叶的一端流入空心静叶内部的 3 个导管 ,进入 导管中心的冷却空气通过导管壁的小孔垂直射向空心 静叶内表面 ,利用冲击冷却形成湍流换热 ;静叶出气边 横向布置的鳍片增强了冷却空气与静叶表面的换热效 果 ,在叶片出气边形成气膜冷却和销片冷却 ;沿静叶进 气边及叶片表面小孔喷出的冷却空气同时又环绕叶身 形成气膜冷却 ,同时在各部分还伴有对流冷却 。这样 的冷却效果是很明显的 ,但冷却空气流量相比并没有 明显的增加 。第 1 级静叶的冷却技术如图 4 所示 。
汽轮机隔板、隔板套和静叶环
国产优化引进型300MW汽轮机组高、中压缸调速器端汽封
它由高压缸端部内汽封和高压缸端部外汽封组成。安装在外缸环形槽中的汽封称为 内汽封；用螺栓固定在外缸端面的汽封称为外汽封。内汽封体上装有２个汽封环， 形成轴封的第１段，各环由８块扇形体组成。而在外汽封体上装有２个汽封环，形 成轴封的第２段和第３段，外汽封环由４块扇形体组成，高中压缸调速器端轴封分 成３段，构成“Ｘ”、“Ｙ”两个腔室。每个汽封环上装有１２片高低交错排列的 汽封片，共计４８片。径向间隙Ａ＝0.5mm±0.05mm ,Ｂ＝0.5mm±0.05mm， 轴向间隙Ｃ＝9.65mm,Ｄ＝9.65 mm。
（a ）发电机端轴端汽封；（b ）调速器端轴端汽封
轴封
高压转子轴封
高压转子轴封
低压转子轴封
轴封环
二、隔板（或静叶环）汽封
作用
冲动式汽轮机隔板前后压差大，而隔板与主轴之间又 存在着间隙，因此必定有一部分蒸汽从隔板前通过间 隙漏到隔板后面与叶轮之间的汽室里。由于这部分蒸 汽不通过喷嘴，同时还会恶化蒸汽主流的流动状态， 因此形成了隔板漏汽损失。为减少该损失，必须将间 隙设计得小一点，故设有隔板汽封，通常隔板汽封间 隙为0.6mm左右，汽封片一般较多。隔板汽封环装在 隔板体内圆的汽封槽中，汽封采用梳齿式。 反动式汽轮机无隔板结构，只有单只静叶环结构，静 叶环内圆处的汽封称为静叶环汽封，隔板汽封和静叶 环汽封统称为静叶汽封。
结构图
（a）高低齿 （b）平齿 （c）斜平齿
二、枞树形汽封
燃气轮机静叶持环
燃气轮机静叶持环全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：燃气轮机静叶持环是燃气轮机中一个非常重要的零部件，它承载着静叶的重量，固定在转子上，保证了静叶在高速旋转时的稳定性和可靠性。
在燃气轮机的运行中，静叶持环扮演着至关重要的角色，因此其设计和制造需要严格的要求和流程。
燃气轮机是一种利用气流动力驱动的内燃机，广泛应用于航空、船舶和能源等领域。
燃气轮机由压气机、燃烧室、涡轮和排气系统等部件组成，其中静叶是连接转子和定子的重要组成部分，起到了导流和固定气流的作用。
而静叶持环则是固定在转子上的金属环，用来保持静叶的位置和平衡。
静叶持环通常由高强度合金材料制成，例如镍基合金、钛合金等，以确保其在高温、高压和高速条件下的稳定性和耐久性。
在制造过程中，首先需要进行CAD设计和模拟分析，确定静叶持环的几何形状和结构，以及材料的选用和加工工艺。
然后进行数控机床加工、热处理和表面处理等工艺，最终得到符合要求的静叶持环零部件。
在燃气轮机的装配过程中，静叶持环需要精确匹配转子的几何尺寸和表面形状，保证静叶的安装和固定。
静叶持环还需要经过严格的质量检验和试验验证，确保其在高速旋转和高温工况下的可靠性和耐用性。
只有经过严格的制造和检测流程，静叶持环才能确保燃气轮机的正常运行和高效工作。
燃气轮机静叶持环是燃气轮机中一个不可或缺的重要零部件，它的设计和制造需要严格的要求和流程。
只有通过先进的制造技术和严格的质量控制，才能保证静叶持环的性能和可靠性，确保燃气轮机的正常运行和高效工作。
希望未来在燃气轮机领域的发展中，静叶持环能够继续发挥重要作用，为推动燃气轮机技术的进步和发展做出贡献。
第二篇示例：燃气轮机静叶持环是燃气轮机中非常重要的一个零部件，它承载着静叶的重量，同时通过持环将静叶固定在转子上，保证了静叶与转子的相对位置不发生偏移，从而保证了燃气轮机的正常运转。
在燃气轮机中，静叶持环的质量和性能直接影响到整个燃气轮机的性能和可靠性。
AE94.3A燃机RDS运行分析
AE94.3A燃机RDS运行分析发表时间：2018-12-04T10:47:33.120Z 来源：《河南电力》2018年12期作者：李北峰[导读] AE94.3A燃机为了获得更高的燃气-蒸汽联合循环发电厂效率，采用了一种间隙优化系统，这种系统在安萨尔多燃气机组上被称为RDS。
（国家电投（中电）四会热电有限责任公司）摘要：AE94.3A燃机为了获得更高的燃气-蒸汽联合循环发电厂效率，采用了一种间隙优化系统，这种系统在安萨尔多燃气机组上被称为RDS。
RDS的应用在一定程度上提高了机组的效率，但是在实际运行当中也出现了一定的问题，本文着重从RDS的运行方式和运行中出现的问题给予介绍。
关键词：AE94.3A；RDS；燃机；燃气；效率一、燃气轮机、压气机设备概况我厂燃气轮机由上海电气&安萨尔多公司联合设计制造，型号为AE94.3A单轴重型燃气轮机，TETC温度（566℃）、排烟量大（2668.4t/h）。
燃机单循环出力为317.1MW（ISO工况），联合循环额定出力为473MW（纯凝工况下）。
安萨尔多AE94.3A型燃气轮机采用15级轴流式压气机，压比为20。
压气机由压气机转子和静子（气缸）组成。
其中静子（气缸）由前轴承座，1#静叶持环、2#静叶持环组成，采用水平中分面式结构。
二、RDS概况、系统组成与工作流程RDS概况：RDS 模块用于控制推动转子移动。
燃机RDS 系统全称转子位移优化系统，是燃气轮机重要的辅助系统之一。
它是一种液压机构，通过控制燃气轮机转子的轴向位移，以优化燃机效率。
系统组成与工作流程：RDS供应单元采用模块化设计，2个100%的RDS油泵、1个蓄能器、RDS控制块及相关的仪表组装在一块地板上，便于安装、操作和维护。
来自润滑油系统的润滑油进入RDS油泵，经过RDS油泵升压、过滤器过滤，分别经主推、副推进油管进入燃气轮机推力轴承工作面和非工作面的液压活塞，实现燃气轮机转子的推动，其回油回到润滑油箱。
燃气轮机静叶持环
燃气轮机静叶持环
燃气轮机的静叶持环是指安装在静叶（Stator Blade）上的一个环形部件，用于支撑和固定静叶。
静叶持环在燃气轮机中扮演着重要的作用，确保静叶位置准确、稳定，从而影响整个燃气轮机的性能和运行效率。
静叶持环通常由高温合金材料制成，具有良好的耐热性和机械强度，以应对高温高速运转时的振动和压力。
静叶持环的设计需要考虑以下方面：
1. **尺寸准确**：静叶持环的尺寸需要与静叶匹配，确保静叶能够准确安装在持环上，保持正确的位置和角度。
2. **材质选择**：选择耐高温、耐腐蚀的高温合金材料，以确保在高温高速环境下具有良好的性能和寿命。
3. **结构设计**：设计合理的结构，保证静叶与持环之间的连接牢固可靠，不会出现松动或位移。
4. **热膨胀考虑**：考虑到燃气轮机工作时因温度变化产生的热膨胀问题，需设计合适的热膨胀补偿措施，避免因
热膨胀而导致静叶失稳或损坏。
5. **维护保养**：定期检查静叶持环的磨损和疲劳情况，进行必要的维护和更换，延长持环的使用寿命。
通过合理设计和正确使用静叶持环，可以有效地确保燃气轮机的正常运行和高效性能，提高燃气轮机的可靠性和稳定性。
燃机知识问答
1、请说明我厂燃机型号，简述燃机三大部件的构成。
燃机是美国GE公司生产的PG9371FB型燃机。
燃机由18级轴流式压气机、18个低NOx燃烧器组成的燃烧系统、3级透平组成。
2、简述我厂压气机转子结构。
压气机转子采用外围拉杆螺栓连接的盘鼓式结构。
转子刚性强，离心力靠轮盘承受。
拉杆压紧端面，靠摩擦传递扭矩。
轮盘之间靠中心止口销定位。
拉杆两端用异型螺母锁紧，防止松脱。
2、简述我厂透平转子结构。
透平转子采用外围拉杆式的盘鼓结构，依靠压紧面上的摩擦力传递扭矩，压紧的传扭面不完全在同一个半径的圆柱面上。
3、简述我厂压气机9级、13级抽气的作用。
压气机的第9级设有4个抽气口，每2个抽气口合并为一根管子，一路送入3级透平静叶，作为燃机第3级静叶的冷却气源；另一路通过防喘阀后排入燃机排气管。
压气机的第13级设有4个抽气口，每2个抽气口合并为一根管子，一路送入2级透平静叶，作为燃机第2级静叶的冷却气源；另一路通过防喘阀后排入燃机排气管。
4、简述我厂燃机燃烧器型号、布置方式，有几种燃料喷嘴？燃烧室为DLN2.6+型式。
18个圆周布置。
每个燃烧器内有6个燃料喷嘴，按5个围绕1个的方式布置。
中圈送入来自PM1控制阀的预混天然气。
外圈5个送入来自D5控制阀的扩散天然气，或来自PM2或PM3控制阀来的预混天然气。
5、我厂燃机火花塞、火检探头各有几个，如何布置？2个高压电极火花塞，2号、3号燃烧器各一个。
点火时由弹簧推入，当转子转速升高至85%转速，压气机排气压力自动退出火花塞。
4个火焰探测器为紫外线探测器，15号、16号、17号、18号燃烧器各一个。
6、简述压气机进气系统的作用。
进气系统目的是向燃机压气机提供清洁、无尘的空气，并且最大限度地降低气流和压气机噪声。
（改善压气机进口的空气质量。
消音器能消除压气机的低频率噪音，以及降低其他频率范围的噪音。
将进气压降保持在允许范围，保证燃气轮机的性能。
）7、简述燃机进气系统空气流程。
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论《燃机第一级静叶环数控自动化加工技术》
的降本增效
节能降耗增效，技术带动产业发展，提升产业新水平，是公司长久发展的关键。
在我车间2013年新实施的《燃机第一级静叶环数控自动化加工技术》是我车间节能降耗增效的典范。
在G0015之前的燃机第一级静叶环镗床加工288只反刮孔我们一直采用的加工方法是用高速钢的双刃反刮刀，加刀杆定位套，柄部用强力夹头夹持的加工方法。
此法用过渡套定位支撑，加工刚性好，但每个孔都需人工拆装刀具，且需三人配合操作加工，人力消耗大，加工不流畅，无法用数控自动化加工，极大的影响了加工效率。
且工人必须始终站在工作台上，造成只能上下半分开加工，产生工件装夹误差，上下半的变形误差，影响加工精度。
2013年为了解决现工艺的不足，使工件能整体数控自动化加工，减少加工误差，我们要求技术工艺设计了高强度钢制作的偏心反镗刀杆，要求此刀杆满足三条件：1，单刃反刮刀能从孔口直接进入。
2，刀杆强度足够，单面三毫米能一刀过，并满足13丝的孔径公差。
3，夹固式刀片且要锋利。
有如此先进刀杆刀具，我就可以上下半合拢加工，运用数控台面自动分度和主轴旋转自动定位偏移进行程序控制自动化加工。
改进加工后取得的节能增效的效果：(1)各孔在圆周上的等分度误差在2丝之内。
(2)消除了上下半距基准高度尺寸误差。
(3)沉孔的粗糙度由12.5提高到3.2。
(4)每台零件节约直接发生工时80小时，约
为2万多人民币。
(5)工人劳动强度由3人紧张操作转变为1人轻松操作。
总之此工艺革新大大的提高了加工质量，又提高了加工效率。
取的了优良的“节能降耗增效”效果。