GT13E2联合循环技术简介(综合)

一、KA13E2联合循环技术
1.5 GT13E2 联合循环电站实现最高的可利用率和可靠性 GT13E2 成熟的燃气轮机技术，有超过1百万小时的运行业 绩 联合体在联合循环电站方面拥有丰富的运行经验 减少冗余 (凝汽和冷却水泵), 例如：凝汽器使用独立的水箱 系统可以改善运行的可利用率

KA13E2燃气—蒸汽联合循环技术
哈尔滨汽轮机厂有限责任公司 2012.05
一． GT13E2燃-联合循环技术 二． GT13E2燃机技术优势 三． 与GT13E2相配汽轮机
一、KA13E2联合循环技术
1.1 哈汽燃-蒸联合循环（EPC）
哈汽与Alstom组成联合体，共同开发 国内、外E级燃机市场 GT13E2集成了所有成熟技术已被大 量的联合循环电站所验证。 哈汽作为联合循环机组总包商，依 靠其成熟的电力设备设计和制造经验 ，已在国内获得首个GT13E2项目。
二、 GT13E2燃机技术优势
2.1、GT13E2燃机技术特点
特点 • 大型空冷式电机 • 已运行1000台 • 运行超过4000万小时 • 设计简单，提供高可靠性和维护性 • 安装和调试时间短 • 节省运行成本 • 采用AlstomMICADUR绝缘系统
空冷式电机（Air-cooled Generator)
一、KA13E2联合循环技术
1.2 哈汽燃-蒸联合循环（EPC）
2012年4月，哈汽与南天电力签订合同，由哈汽公司作为EPC承 制扩建工程第二套燃-蒸联合循环机组（原定9E机组），配套燃气 轮机采用ALSTOM公司成熟技术产品GT13E2。
一、KA13E2联合循环技术
1.3 南天燃-蒸联合循环-一拖一（双轴）（EPC）
项
目
单
位
数
18
据
9级后、13级后 900 节流配汽 50 63.8 80 58.6
25
汽轮机主要技术特点
1. 单缸结构：
采用了900mm的长叶片，可以设计成单缸单排气结构 2. 三压设计： 计算显示，采用三压的蒸汽系统比双压系统的汽轮机出力提高大约1200kW以 上。HRSG排气温度低10度 中压压力可以根据用户不同随意调整，满足不同供热参数需要 3. 下排汽、后轴承落地式设计：
低压缸设计特点
落地轴承在大型空冷机组上的应用
低压缸设计特点
落地内缸在大型空冷机组上的应用
谢 谢
THANKS A LOT
2.1、GT13E2燃机技术特点 • 72个标准燃烧器设计，用于 Alstom全部燃机产品 • 无过渡段或联焰管 • 不需进行燃烧器检查 • 保证空气与燃料完全混合 • 燃料注入高速空气流，形成涡流 • 火焰稳定，并与燃烧器产生间隔
环形燃烧室（Full Annular)
二、 GT13E2燃机技术优势
GT13E2的联合循环的全厂技术规范
以南山项目为例： 在ISO条件下，联合循环总出力250MW 燃机出力174MW、汽轮机76MW 全厂热耗率6792kJ/kWh，电效率达到53%以上 单位小时所消耗的天然气燃料量近37t/h 空气流量1980t/h
蒸汽循环采用三压形式
GT13E2的蒸汽循环的主要技术特点
无论是燃机还是蒸汽机都使用终生免维护的整体焊接转子 使用最少的系统和部件而达到最先进的汽水循环 预先进行工程设计 对主要部件和系统布置进行优化以便为维护检修创造最佳 的条件
二、 GT13E2燃机技术优势
2.1、GT13E2燃机技术特点
特点
高效的亚音速压气机 采用环保型燃烧器的环形燃烧室
高效的透平 整体的焊接转子
2.1、GT13E2燃机技术特点 特点 • 使用锻造轮盘的整体焊接转子 • 终生免维护的转子 • 燃机叶片使用轴向枞树型叶根 • 在车间可以完成全部平衡 • 在现场使用三个平衡面可以重 新做平衡 优势 • 没有螺栓连接产生的磨损、应 力集中和裂纹等问题 • 在整个寿命期转子不需再拆装 • 减少维护时间 焊接转子（Welded Rotor)
汽轮机技术规范 汽轮机技术规范
编号
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 机组型式 汽轮机型号 燃机性能保证时汽轮机出力 汽轮机最大出力 主汽压力 主汽温度 主汽进汽量 中压补汽压力 中压补汽温度 中压补汽流量 MW MW MPa ℃ t/h MPa ℃ t/h
项
目
单
位
数来自百度文库
据
三压、单轴、单排气、凝汽式 LN74-7.45/1.05/0.30/500 73.5 80.0 7.45 493 211.53 1.05 278 51.42
GE公司9E燃机的启动带满负荷时间 为32分钟 快速启动及快速带负荷时间为16.5 分钟
GT13E2可以更快速启动，适应调峰响应能力更优。
三、 汽轮机技术特点
目
燃机简评
录
全厂热力技术规范
蒸汽循环的主要特点 汽轮机技术规范 汽轮机主要技术特点
GT13E2燃机简评
燃机主要技术特点及优点


焊接转子——结构简单，事故率低，维护量小，不操心
透平进气温度低——可靠性高，事故率低 透平为5级——排气温度低，蒸汽循环功率比重小，整体循环效率高
GT13E2燃机简评
燃机主要技术特点及优点

燃机是效率很高的机械，也是很娇气的设备，必须注重可靠性
燃机的热通道部件的可靠性，是制约设备寿命的主要因素，也 是制约燃机电厂效益的主要因素


高的效益 = 高的效率×高的可靠性×高的负荷率
基本参数
36.4% 174 1111 511
5
NOx (ppm)
15-25
二、 GT13E2燃机技术优势
2.1、GT13E2燃机技术特点
• • • • • •
21级压气机 (压比16.9) 可转导叶 启动时高可靠性 优化每级载荷分配 叶片12Cr钢，耐腐蚀 1-5级防腐蚀涂层
压气机可转导叶能保证机组负荷至50%(Compressor)
9E
燃烧室 GT13E2
EV环形燃烧室 NOx排放25ppm 无需检查及维护 可燃用中热值燃气 NOx排放25ppm 12000小时维护 燃用中热值燃气必须更换燃烧室
9E
DLN1分管型燃烧室
二、 GT13E2燃机技术优势
2.2、GT13E2与9E燃机启动运行
GT13E2燃机可以在优化启动模式 下实现15分钟带满负荷 正常启动为24分钟带满负荷
1. 蒸汽循环的功率比重小
燃机的效率高、排烟温度低、留给蒸汽循环的能量少
汽轮机功率小——冷端损失小，联合循环效率高
2. 汽轮机主汽温度可以较低 可以采用较低的参数，保证可靠性 快速启动，提高机组变工况能力 3. 汽轮机宜设计成抽汽式 在母型机上通过改进设计成适当压力的单抽或双抽机组 4. 采用非再热循环 由于机组容量较小，采用再热循环后的出力收益不大，但是却会使得HRSG 和ST.设备复杂程度增加较多
二、 GT13E2燃机技术优势
2.2、GT13E2与9E燃机结构对比
转子 GT13E2
使用锻造轴的整体焊接转子 压气机叶片径向安装，透平叶片轴向纵树型 无拉杆连接产生的磨损，应力集中和裂纹问题 整个寿命期不需要拆装转子 全部叶片可以现场拆装，减少了维护时间 轮盘拉杆式 压气机透平均轴向叶根，压气机叶片安装 必须拆转子 可能会出现裂纹等情况 多次拆装转子 必须回制造厂装叶片
- 我们发展的目标就是最大地满足客户需求
一、KA13E2联合循环技术
1.5 GT13E2 联合循环电站实现最高的可利用率和可靠性
特点
模块化，使电厂布置更加紧凑 优化的布置以使大修更加方便 全蒸汽旁路以便燃机可以独力运 行 优势 缩短了建设工期(低于20个月) 使土建费用控制在最低水平 对蒸汽机和余热锅炉进行检修时， 燃机仍可运行 联合循环效率高
进一步减小低压轴承标高随排汽温度变化的风险，提高转子运行的稳定性
汽轮机也可以设计成轴向排汽形式
汽轮机主要技术特点
采用三压设计对抽汽的影响： 1. 与双压相比，能够增加抽汽量。
2. 抽汽量相同时，中压通流部分的级效率下降较小
汽轮机通流图 三压纯凝式汽轮机通流图
汽轮机通流图 三压抽汽式汽轮机通流图
优势
无论开机还是停机，操作简单
免维护的转子可以全部在现场组 装叶片 主要部件维修方便
二、 GT13E2燃机技术优势
2.1、GT13E2燃机技术特点
结构紧凑，适于维护型燃气轮机机组
二、 GT13E2燃机技术优势
2.1、GT13E2燃机技术特点
基本性能参数
No.
1 2 3 4
性能
简单循环效率（%） 简单循环功率（MW） 透平进口温度（℃) 排气温度（℃)
二、 GT13E2燃机技术优势
2.1、GT13E2燃机技术特点
• 高效率5级设计 • 低维护成本 • 36000 EOH 检查间隔 • 材料INCONEL IN738 零件 寿命长 • 1st动静叶和2nd动叶TBC涂 层 • 采用多级对流冷却
常规型透平设计(Turbine)
二、 GT13E2燃机技术优势
11
12 13
低压补汽压力
低压补汽温度 低压补汽流量
MPa
℃ t/h
0.30
171 18.08
24
汽轮机技术规范
编号
14 15 16 17 18 19 机组总级数 补汽位置 低压末级叶片长度 配汽形式 系统对外供汽压力1.0MPa时对外供汽量 对外供汽后汽轮机出力 系统对外供汽压力0.68Pa时对外供汽量 对外供汽后汽轮机出力 t/h MW t/h MW mm
No.
1 2 3 4 5
动力岛系统
燃机+电机 余热锅炉 汽轮机 发电机 DCS
供应商
一、KA13E2联合循环技术
1.4 燃气-蒸汽联合循环电站最优的设计方案 性能和经济性的综合考虑对热力循环进行优化 更短的建设基于周期 更低的初始投资 更低的运行成本 最大的运行灵活性 最高的可利用率和可靠性