9E燃机燃烧系统简介
9E燃机讲义第二讲
9E燃机讲义
第二讲 燃机暖冰
传动齿轮和VIGV的控制布置
• 联焰管：
• 全部十四个燃烧室通过联焰管相互连接。这 些联焰管使火焰从点燃的燃烧室蔓延到未点 • 燃的燃烧室。
燃烧室详图以及流程图
• 1.4.3.火花塞及火焰检测器 • 火花塞： • 燃烧室的火焰是通过安装在燃烧室外壳(十一号 和十二号)的两个高压电火花塞放电来点 • 燃的。 • 这种火花塞通过点火变压器接收能量，在点火 时，一个或两个火花塞产生的火花点燃各 • 自燃烧室里的气体燃料，被点燃的气流通过连 接相邻燃烧室反应区的联焰管交叉点燃其他的 • 燃烧室。
火花塞点火器
• 火焰检测器： • 在起动过程中，检测火焰的出现和消失并将信号传输到控制系统是 很关键的。因此在四 • 个燃烧室上（十四号，一号，二号和三号）安装了由八个传感器组 成的火焰监控系统以及安 • 装在透平控制盘上的电子放大器。 • 由紫外线火焰传感器组成的火焰检测器包含一个充气探测器。这个 火焰传感探测器里的 • 气体对于碳氢化合物火焰发出的紫外线放射很敏感。由放大器提供 的一个直流电压覆盖至探 • 测器终端.火焰出现时,探测器里的气体离子允许连接,激活电路里的 电子输出火焰信号.相反的, • 没有火焰的时候会输出相反的信号”没有火焰”. • 火焰产生以后,如果传感器定义火焰损失(或缺少)的电压被复位,会向 燃机电子控制线路 • 的继电器面板发出信号,透平点火跳机回路,起动装置回路等的辅助 继电器会使机组停机.报警器会显示点火失败或熄火.如果只有一个 火焰检测器探测到熄火信号,控制回路在这种情况下 • 仅仅报警. • 关于火焰探测器的更多信息,见燃气轮机控制和保护系统.
9E燃机系统说明
MS9001E燃气轮机的管道系统第一节滑油系统一、概述润滑油系统为燃机和发电机的轴承提供冷却的、洁净的润滑油。
燃机、发电机、变扭器和辅助齿轮箱所需的滑油都来自共同的滑油系统。
该系统包括一个主滑油泵、一个与主滑油泵相同容量的由交流马达驱动的辅助滑油泵、一个直流应急油泵、一个有冷油器的油箱、轴承前端压力调节器和一个压力释放阀。
在燃机正常运行时，滑油是由连接在辅助齿轮箱上的主滑油泵来提供的，在启动、停机和冷却过程中由交流滑油泵提供，或者在某些情况下交流泵退出备用时，由应急滑油泵来提供滑油。
这些泵安装在滑油箱的上部。
温度和压力开关和压力表用于控制、显示和保护滑油系统。
二、系统设备88QA-1：辅助滑油泵电机90KW/2960RPM/400V88QE-1：紧急滑油泵电机7.5KW/1750RPM/125V DC23QA-1：88QA电机加热器润滑油箱: 容量: 3300GAL(12491升)71QH-1：滑油油位高报警报警：10IN/返回：12IN71QL-1：滑油油位低报警报警：17IN/返回：16INLT_0T-1A：滑油箱内低油温电阻式测点LT_0T-2A：滑油箱内正常油温电阻式测点23QT-1，2：滑油箱内部加热器VR1：主滑油泵出口减压阀100+2/-0PSIG（6.9BARG）63QQ-8：变扭器调节滤网压差大报警报警：21.75PSIG(1.5BAR)63QA-2：滑油压力低启动88QA动作：40.6±1PSIG(2.8BAR) /返回：45±2PSIG(3.1BAR) 96QA-2：VPR2阀出口滑油压力变送器VPR2-1：轴承进油压力调节阀设定：25±2PSIG(1.73BAR)63QQ-1：主滑油滤压差大报警动作：15±1PSIG(1.035BAR)/返回：12.7±3PSIG(0.88BAR) LT_TH-1A，1B，2A，2B，3A，3B：轴承滑油母管热电偶式测点LT_BT1D-1A，1B：推力瓦回油温度LT_B1D-1A，1B：#1瓦回油温度LT_B2D-1A，1B：#2瓦回油温度LT_B3D-1A，1B：#3瓦回油温度LT_G1D-1A，1B：#4瓦回油温度（发电机#1瓦）LT_G2D-1A，1B：#5瓦回油温度（发电机#2瓦）63QT-2A：发电机侧滑油压力低测点动作：8±3PSIG(0.552BAR)/返回：9±0.5PSIG(0.621BAR) 96QT-2A：发电机侧滑油压力变送器三、马达的投入和退出1.88QA的投入与退出1.1自动控制电源开关在工作位,电源指示灯亮,操作选择把手应在“AUTO”位.1.2启停情况开机过程中：透平转速≥95% 退出停机过程中：透平转速≤94% 投入保护启：以下任一条件满足时，88QA保护启动。
9E燃机火灾保护系统详述及相关保护逻辑
火灾保护系统（1）慨述高压CO2灭火系统是9E燃机一个十分重要的保护系统。
特别是在辅机间、轮机间及负荷间中，由于运行时仓室内温度很高，一旦有滑油、燃油（或气体燃料）的泄漏，很容易发生火灾。
发生火灾后，如不能及时扑灭，将使机组受到严重的破坏。
因此，使高压CO2灭火系统始终处于良好的备用状态，详细掌握这一系统的情况，进行严格的检查和维护是每一个运行人员必尽的职责。
高压CO2灭火系统随燃气轮机机组一起供货。
该系统的设计思想是：一旦在仓室内发生火灾，该系统立即释放CO2气体，同时关闭仓室的通风口，使CO2气体充放在仓室中，将仓室内氧气的含量从大气的正常含量21％减少到15％以下，这样的氧气浓度不足以维持燃油或滑油的燃烧，从而达到灭火的目的。
另外，考虑到暴露在高温金属中的可燃物质在灭火后的再次复燃的可能性，该系统提供有后续的CO2排放系统，可使CO2浓度保持在熄火浓度达40或60分钟之久，从而把再次起火的可能性减小到最低程度。
（2）系统的组成A: 火灾探头：跟据机组仓室运行温度的不同，按CO2火灾保护将燃机化分为两个域（ZONE 1、ZONE 2）,其中辅机间和轮机间属ZONE 1域，负荷间属ZONE 2 域。
在ZONE 1中又分为两个区（AREA 1、AREA 2）,其中辅机间属AREA 1区，轮机间属AREA 2区。
在辅机间内（AREA 1）安装有两组四个温感的火灾探头：45FA1A,45FA1B及45FA2A,45FA2B;在轮机间内（AREA 2）安装有三组六个温感的火灾探头：45FT1A,45FT1B及45FT2A,45FT2B及45FT3A,45FT3B;在负荷间（ZONE 2）安装有两组四个温感的火灾探头:45FT8A,45FT8B 及45FT9A,45FT9B;B: CO2气瓶：燃机CO2灭火气瓶供布置有70个;其中:用于ZONE 1喷射的有57个气瓶。
在这57个气瓶中有12个气瓶为初始（快速）释放气瓶，它能启动迅速灭火的作用，其喷管管径为50mm，在1分中之内能将仓室中CO2的浓度提高至34％以上的体积浓度;其他45个气瓶为长时（慢速）释放气瓶，它的作用是维持仓室内的CO2浓度，使氧气含量保持在15％以下达40分钟之久，其喷射管径为20mm,保证仓室内不复燃。
9E.03(原9E)燃机—灵活合适的性能
9E.03（原9E）燃机—灵活合适的性能自从1978年引入以来，9E.03燃机在发电和工业应用中已累计了超过3千万小时的运行业绩，9E.03燃机的使用场合通常都是在极为恶劣的环境中—从沙漠干热型气候到热带潮湿型气候、或者是极地寒冷型气候。
有超过7百多台的业绩。
9E.03燃机历经多次性能改进，目前出力达131MW。
在209E.03联合循环中，出力可达393MW，效率超过52%；在109E.03联合循环中，出力可达195MW，效率超过52.0%。
对于一些想要得到额外的性能改进的用户，GE 的可提供可供用户选择的性能改进包，可使简单循环的出力提高2.1%，同时热耗率可降低1.7%。
GE的干式低氮燃烧系统（DLN）也有在9E.03燃机上应用，可以使NOx排放控制在15ppm 以内（Dry Low NO x），如果使用干式低氮燃烧系统（Ultra Low NO x），NOx排放可以低至5ppm 以内。
9E.03燃机燃料适应性灵活，包括天然气、轻油、重油、石脑油、原油、渣油—它可以再带负荷时在线从一种燃料切换到另一种燃料。
它还可以燃烧多种中、低热值的合成气，包括炼油、钢铁行业产生的合成气。
9E.03燃机是一种快速发电解决方案，也适合于整体气化联合循环（IGCC），以及机械驱动等场合。
它可靠、初投资低、设计紧凑布置灵活—并且易于分期建设而增加发电出力。
9E.03燃机简单循环性能9E.03燃机主要特点17级轴流压气机，带进气可调导叶（IGV），压比为12.6:1。
压气机转子每一级有独立的轮盘，各轮盘间由螺栓拉紧连接在一起。
●3级透平，每一级有独立的轮盘，各轮盘间由螺栓拉杆连接在一起。
●整个转子由三个轴承支撑。
●燃机透平及压气机为水平中分面法兰连接，易于拆装。
●14支环管燃烧器，安装于压气机排气缸上。
●功率输出轴在热端，燃机为径向侧排气。
●燃机额定转速为3,000rpm，可直接驱动50Hz发电机。
9E燃机系统介绍
以下的资料来自燃机论坛的燃机人的帖子，在此对他表示感谢9E燃机的启动燃机的启动涉及一些相关启动装置。
我厂9E燃机的启动装置主要包括启动电机88CR,盘车电机88TG,液力变扭器，液力变扭器导叶调整电机88TM,辅助齿轮箱，充油式半柔性联轴器等辅机。
盘车电机与启动电机之间，通过柔性联轴器相联，启动电机与液力变扭器之间，液力变扭器与辅助齿轮箱之间是通过靠背轮螺栓相连（刚性连轴器），辅助齿轮箱与燃机大轴（压气机）是通过充油式半柔性联轴器相联。
启动电机带动燃机启动，当燃机的进气流量达点火需求后，燃机点火完成（经一分钟的轻吹过程），燃机点火后继续升速，当燃机转速达自持转速后，启动电机停运，其间，液力变扭器导叶角度也按要求不断调整（通过88TM)实现。
脱扣后，燃机转速在透平的带动下不断上升，直至FSNL(FULL SPEED NO LOAD).9E燃机停机及冷机•正常停机—（NORMAL SHUTDOWN)，它是油运行人员手动放出停机命令或由于机械或调节问题而不需紧急停机，由保护装置发出自动停机命令（L94AX);对于我厂9E燃机，自动停机将出现在下面几种情况：燃机大轴启动故障（L48CR);液力变扭器故障（ L94TC);顶轴油泵故障（L94QB);雾化空气温度高（L94AAZ);发电机温度高高或故障（L94GHT);轻油温度低（L26FDLZ-ALM);某一组振动传感器故障（L39VD2);发电机电器故障（L86NX);负荷通道温度TTIB1高（L94LTH);滑油母管温度热电偶（LTTH1,LTTH2,LTTH3）三个中有两个故障（L94LTTH）;等。
•紧急停机—（EMERGENCY SHUTDOWN）.通常，我们称之为跳闸。
它是通过运行人员按下紧急停机按钮或在某些较为严重的故障情况下，由保护装置动作来实现机组跳闸。
燃机故障跳闸的情况较多，主要从：振动保护，燃烧检测（分散度，排气温度），超温，超速，熄火，滑油压力，滑油温度，进气压降，燃油截止阀前压力等方面来实现。
9E燃机电厂燃烧模式分析与管理
9E燃机电厂燃烧模式分析与管理发布时间：2023-02-28T03:34:31.772Z 来源：《中国电业与能源》2022年10月19期作者：曹政[导读] 燃气轮机是燃气电站运行系统的重要组成部分之一，其运行稳定性将直接妨碍电站运行的稳定性，曹政大唐泰州热电有限责任公司江苏泰州市 225500摘要：燃气轮机是燃气电站运行系统的重要组成部分之一，其运行稳定性将直接妨碍电站运行的稳定性，甚至对电站运行的可靠性造成直接影响。
因此需要加强研究电厂中9E燃气轮机的燃烧模式。
主要目的是探讨电厂9E燃气轮机的燃烧原理，分析其燃烧模式改变和切换的过程，提出一种可行的燃烧模式管理方法，避免燃烧模式切换的失效。
本文简要分析了燃气轮机9E的技术特点和燃气轮机电站9E的燃烧方式，并对燃气轮机电站9E的燃烧方式切换和防控管理方法进行了深入探讨。
关键词：9E燃机；电厂；燃烧模式；分析；管理引言在电厂运行中，为了减少氮氧化物排放，燃气轮机制造商一般采取向燃烧区注水或注蒸汽等措施。
但是，这种方法会对燃气轮机的性能和维护间隔造成严重影响，并且会提高空气污染物，例如CO和UHC。
鉴于这些原因，燃气轮机制造商一直在研究其他类型减少氮氧化物排放的控制技术。
例如，目前普遍作用的干式低氮氧化物（DLN）技术在预混燃烧时控制燃料与空气的混合比，使燃烧火焰的表面温度低于扩散燃烧的理论燃烧温度，从而对氮氧化物的浓度进行控制。
为了充分发挥9E燃气轮机的作用，需要对电厂9E燃气轮机的燃烧方式进行分析，参照燃烧过程对燃烧方式进行自动切换，但发展到一定程度后，仍然存在燃烧方式失效的风险。
因此，有必要增强9E燃机燃烧运行的管理，进一步提升9E燃机燃烧运行效果，发挥良好的防控作用。
1. 9E燃机的技术特征9E燃气轮机是GE开发的E级汽轮机产品。
在原有9E.03机组原理的基础上更进一步增加了F级燃气轮机技术，进一步提高了燃气轮机产品的综合性能。
参照9E燃机产品结构分析，9E燃机保持了目前大多数9E.03产品的机型结构，采取使用17级叶片，设计压力为13.1，进一步降低了研发成本，提升了整机结构循环，有效避免机组调整影响整机热系统。
9E燃机系统培训演示稿
第一个为单向的定排量泵，第二个双 向的定排量泵。
k. 电气马达（electric motor）:
M
l. 仪表及附件（instruments and accessories）:
9E燃机性能型号参数
PG9171E型燃机 燃机基本负荷下主要性能参数 (标况下：A.T：15℃ A.P：1013kpa R.H：60%) • 额定转速：3000RPM—50Hz; • 进气流量：1450T/H 排气流量：1481T/H • 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％(简单循环) • 热耗率 ：10730KJ/KWH
燃气轮机功能及描述
燃烧室（加热系统）：14个分管回流式燃烧 室，各燃烧室之间由联焰管相联。燃烧室的作 用是为压气机压缩后的高温（350℃左右）高压 （11BARG左右）空气提供一个稳定燃烧的场所, 燃烧后，增加工质的焓，提高工质的做功能力。 压气机的排气中，参与燃烧的空气为一小 部分的，约占总压气机量的20%-30%，大部分作 为冷却，掺混空气。满足透平叶片材质的长期 运行的安全热疲劳温度（1200℃左右）。
A. 管道上的图形符号： a. 管道跨越，不连接：
lines crossing
b. 管道连接：
lines joining
c. 其他图例：
上面管道表示为压力气体管道，下面为压力液体管道
orifices－节流孔
plugged port 堵头
带斜向上45度箭头的表示此部件是可 调的或者是可变的。上面的图例分别表示的 是可调整弹性系数的弹簧；可改变孔径的节 流孔；变排量的泵。
C. 数字和字母组合举例： —63QA: 滑油压力报警开关。动作产生一 个滑油压力低的报警； —63QT: 滑油压力跳闸开关。动作导致燃 机跳闸，因滑油压力过低； —26QT: 滑油温度高跳闸开关。动作导致 燃机跳闸，因滑油温度过高； —33CB: 压气机放气阀（防喘阀）位置开 关。 —71QH: 滑油液位高开关。 —88QA: 辅助滑油泵电机； —20CB: 压气机放气阀（防喘阀）电磁阀。 等等……
9E燃机进气加热系统的控制浅析
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图 ２ 压气机通用特性曲线
减小 ＩＧＶ 角度，降低空气 ／ 燃料比，能够有效提高燃烧温
度，但是 ＩＧＶ 开度减小，进气流量减小，会使压气机的喘振裕
度减小，运行风险增加。 投入进气加热系统，提高进气温度，
增加了燃机的喘振裕度，拓宽了燃机稳定燃烧的负荷区间，
以及可以使燃机在更小的 ＩＧＶ 开度下保证运行稳定。
三、 进气加热控制分析
根据 Ｍａｒｋ Ｖｉｅ 控制逻辑，９Ｅ 燃机 ＩＢＨ 调节阀开度基准
有 两 个， 分 别 为 ＣＳＲＤＬＮＸ （ 向 下 扩 展 的 ＤＬＮ 基 准 ） 和
图 ６ ＩＢＨ 故障逻辑
图 ６ 显示的是进气加热故障逻辑，燃机在转速大于 １４ＨＳ 后，以下两种情况会出现进气加热故障：
１． ＩＢＨ 调 节 阀 反 馈 跟 指 令 偏 差 大 于 １５％ ， 且 持 续 １５ｓ 以上。
Ｐ 和进口流量 Ｇ 不变的情况下，提高进口温度 Ｔ 可以使相似 转速下降以及相似流量增加，同时压比也会下降，则燃机运 行工况点由 Ｂ 变为 Ｃ，运行工况点远离了喘振边界。
图 １ ＩＢＨ 系统组成
燃机 ＤＬＮ１．０ 燃烧器只有在预混稳定模式下才能实现低 ＮＯｘ 排放，稳定的预混燃烧需要足够的燃烧温度，９Ｅ 燃机燃 烧基准温度 ＴＴＲＦ１ 预混稳定模式退出设定点为 １９２０℉，在 燃机低负荷运行时，为尽快进入预混稳定燃烧模式，需要提 高 ＴＴＲＦ１ 值。
ＣＳＲＰＲＸ（ 压气机运行限制基准） ，开度指令 ｃｓｒｉｈｏｕｔ 选取两个
9E燃机重油系统资料
9E燃机重油系统资料说明：燃机使用轻油启动。
发出点火命令以后任一时刻均可选择“重油模式”一．－燃机启动后重油操作在轻油运行－燃机轻油启动过程中－燃机轻油运行中1．重油泵的启动：在重油泵的控制模式选择为自动模式时，只要燃机启动命令发出，就可以选择“重油”，但只有当燃机点火后，“4FU”才为”1“，重油泵开始运行。
2．重油模式选择后的顺序控制（重油切轻油）：当重油模式选择后，且“4FU”为1后，程序按如下执行：－启动所选择的重油泵（重油泵的启动和切换已培训过）；－开始重油预热循环，循环路线：重油泵－换热器（401EX）－重油低压前置滤（如301FI或302FI），走滤前通路，即从HV308获HV111－FV354A（6B机组的FV601）－FV257，当重油模式一选择，电磁阀FY237就带电，FV257迅速打开－返回油罐；－重油一直维持打循环直到，TE356（回油温度检测热电偶）检测到回油温度满足127度<T<133度；当该条件满足后，会执行下述两程序：1）FY354带电，FV354A打开，重油从滤后走；2）FY257失电，FV257延时关闭，重油回油从节流孔板211DI返回泵前，原因为通过针型阀放气缓慢，延时时间不详；－当以下条件均满足后，开始重油切轻油程序重油泵进口压力>-0.2bar （PSL258）重油泵出口压力>4bar (PSL255)即63FU-1重油回油压力<6bar (PSH256)即63FU-3重油回油压力（也可叫三通阀前重油压力）>3.5bar （PSL360）即63FU-2重油回油温度满足127度<T<133度，(TE356)燃机已并网。
（52G＝1）－重油温控器TY354动作，缓慢打开FV354B阀，使进入燃机的混合油温升控制在约0.5度/秒，一般呈线性增加，避免对燃油系统的热冲击（主要是流量分配器）。
该切换时间一般为3－10分钟，设定时间可调（2－30分钟），如果在设定时间内33TU仍不为“1”，会发出“transfer sequnce fault”报警；－位置开关ZSH354（33TU）动作后，表示已完全切换至重油运行，此时轻油泵仍维持运行。
9E型燃机原理
9E型燃气轮机原理燃气轮机是一种以气体作为工质、内燃、连续回转的、叶轮式热能动力机械。
通常，燃气透平发出的机械功约2/3左右用来驱动压气机，其余1/3左右的机械功驱动负荷（发电机等）。
9E机组--PG9171E，即为箱装式发电机组MS9001系列E型，简单循环单轴机组，出力约位17万马力。
压气机进气系统相当重要，燃气轮机的性能和运行可靠性与进入机组的空气质量和清洁程度有密切的关系。
工作环境越清洁，进入压气机空气流量就越大，从而提高燃气轮机出力。
同时，大气参数即温度（Ta）、压力、湿度等变化对燃气轮机性能的影响很大。
其中大气温度对燃机出力影响最大，即Ta上升效率下降。
在压气机进气道上加装空气冷却系统，在夏季能够经济的增加基本负荷间的发电出力。
但是要进行综合后才能采用（如投资、技术、设备）。
GE公司MS9001E燃气轮机上采用分管型燃烧室。
由压气机送约20%压气机流量。
燃烧室有2个点火器（火花塞），有四个超声波火焰探测器，装有14个分管型燃烧室，以联焰管相连。
压送到燃烧室的空气与燃料混合燃烧成为高温、高压燃气，经过过渡段后进入透平第一级喷嘴，去透平中膨胀作功，从透平中将空气转向90°，至大气自然放热。
透平静子和转子冷却空气自压气机不同级处引采，正因为如此，使燃气轮机在燃气初温高达1124℃的情况，能够长期安全的运行。
对运行人员来讲，通过监视轮间温度参数可以判别泄漏的高温燃气。
通常，在燃气轮机的进气道装有过滤系统（进气滤网），空气的状况（即所含有害杂质的情况）对燃气轮机的安全可靠工作有很大的影响。
由于空气中湿度大等原因造成滤网差压高，所以定期要进行一次清洗。
进口滤网自清洗的脉冲气源来自空气预处理单元。
反冲洗从最顶端层开始清吹，每次一层，由上而下，灰从上层落到下层，最后落到集灰处。
调换滤网应在停机状态下进行，在线不调换。
并在调换过程中应清除积在进气内壳上的灰层，这样可延长滤网使用寿命。
滑油系统是任何一台燃机所必要的一个重要的辅助系统。
9E燃机电厂燃烧模式分析与管理
9E燃机电厂燃烧模式分析与管理摘要：燃气轮机是燃气电厂运行系统的重要构成之一，其运行稳定性会直接影响电厂运行的稳定性，甚至影响电厂运行可靠性与安全性。
本文对9E燃机的电厂燃烧模式进行研究，主要目的是探索9E燃机在电厂内的燃烧原理，分析其燃烧模式的变化切换过程，提出切实可行的燃烧模式管理方法，以此预防9E燃机燃烧模式切换的失败。
本文简要分析了9E燃机的技术特征、9E燃机电厂燃烧模式，之后对9E燃机的电厂燃烧模式切换与防控管理方法进行深入探究。
关键词：9E燃机；电厂；燃烧模式；分析；管理随着现代社会建设水平的不断提升，我国政府对各地区电厂的排放要求不断提高，如何降低氮氧化合物的排放量，是电厂都在探索的问题。
基于此种背景，各电厂纷纷引入新型号的燃气轮机，比如：9E燃机。
利用9E燃机辅助电厂系统运行，通过DLN1.0低NO x燃烧器进一步加强对电厂燃烧气体的排放控制，满足国家排放要求。
为了更大程度上发挥9E燃机使用价值，电厂对9E燃机的燃烧模式进行研究，发现其可以根据燃烧进程自动切换燃烧模式，但是在发展到一定程度之后仍然存在燃烧模式切换失败的风险。
这就需要加强对9E燃机燃烧模式运行的管理，以此提升9E燃机的燃烧运行有效性，起到良好的预防与控制作用[1]。
一、9E燃机的技术特征及燃烧模式（一）9E燃机的技术特征9E燃机是GE公司研发的E级汽轮机产品，其在原本的9E.03机组原理基础上，增加了F级的燃机技术，进一步提升了燃气轮机产品的整体性能。
根据9E 燃机产品结构分析，9E燃机保留了现阶段大部分9E.03产品的机型结构，采用17级叶片，设计压力为13.1，大幅度降低了研发成本的同时提升了机器结构的流通性，有效避免机组调整对机器的热原力系统造成影响。
根据9E燃机运行原理分析，该公司技术人员将原本的燃烧器检修口并入到了热通道检修口中，同时对原本的燃烧器进行升级，采用DLN1.0+燃烧器；之后对稀释孔、加粗联焰管进行调整，对过渡段后端固定部分结构进行调整。
MS9E&9F燃机本体结构及主要系统介绍
一、概述
公司的工业型燃气轮机是于40年代后期， TG180飞机发动机的基 40年代后期 GE公司的工业型燃气轮机是于40年代后期，在TG180飞机发动机的基 础上发展起来的。第一台型号称为MS3002、功率为4800hp的工业型燃气 础上发展起来的。第一台型号称为MS3002、功率为4800hp的工业型燃气 MS3002 4800hp 轮机于1984年制成，用作机车的牵引动力，此后，功率增至5000hp 1984年制成 5000hp， 轮机于1984年制成，用作机车的牵引动力，此后，功率增至5000hp，被 用于天然气管线的增压。1955年为了满足市场的需要 年为了满足市场的需要， 用于天然气管线的增压。1955年为了满足市场的需要，设计了新的压气 发展了MS5001 MS5002机组 其功率为2万多千瓦。1970年左右 MS5001和 机组， 年左右， 机，发展了MS5001和MS5002机组，其功率为2万多千瓦。1970年左右， MS5001机组的基础上 发展成功率为47260kw 频率60hz MS7001A型 机组的基础上， 47260kw、 60hz的 在MS5001机组的基础上，发展成功率为47260kw、频率60hz的MS7001A型 机组。在该机组的基础上于1975年发展成功率为85200kw 50hz的 1975年发展成功率为85200kw、 机组。在该机组的基础上于1975年发展成功率为85200kw、50hz的 MS9001B型机组 并于1978年发展了功率为75000kw 60hz的MS7001E型 型机组， 1978年发展了功率为75000kw、 MS9001B型机组，并于1978年发展了功率为75000kw、60hz的MS7001E型 机组，进而于1979年发展成功率为31050kw 50hz的MS6001A型机组 1979年发展成功率为31050kw、 型机组； 机组，进而于1979年发展成功率为31050kw、50hz的MS6001A型机组；于 1980年发展成功率为36730kw、50hz的MS6001B型和功率为105600kw、 年发展成功率为36730kw 型和功率为105600kw 1980年发展成功率为36730kw、50hz的MS6001B型和功率为105600kw、 50hz的MS9001E型机组 1985年则由MS7001E型机组发展成功率为 型机组。 年则由MS7001E 50hz的MS9001E型机组。1985年则由MS7001E型机组发展成功率为 80080kw、60hz的MS7001EA型机组 并由MS7001E 型机组， MS7001E演化成为功率达 80080kw、60hz的MS7001EA型机组，并由MS7001E演化成为功率达 147210kw、60hz的MS7001F型机组 此后，在该机组的基础上于1992 型机组。 1992年 147210kw、60hz的MS7001F型机组。此后，在该机组的基础上于1992年 发展成功率为211070kw 50hz的MS9001F型机组和功率为158090kw、 211070kw、 型机组和功率为158090kw 发展成功率为211070kw、50hz的MS9001F型机组和功率为158090kw、 60hz的MS7001FA型机组 并于1994年派生成功率为222000kw 50hz的 型机组。 1994年派生成功率为222000kw、 60hz的MS7001FA型机组。并于1994年派生成功率为222000kw、50hz的 MS9001FA型机组 型机组， 1995年派生出功率为70140kw的MS6001FA型机组 年派生出功率为70140kw 型机组。 MS9001FA型机组，于1995年派生出功率为70140kw的MS6001FA型机组。 其发展过程见下图所示。 其发展过程见下图所示。
第十一讲 9E燃气轮机发电机组天然气系统
第十一讲 9E燃气轮机发电机组天然气系统9E燃机的燃料系统实际上是双燃料系统，包括气体燃料系统和液体燃料系统，其喷嘴也是双燃料喷嘴。
不同的燃料系统各自有自己的特点,这种特点体现在两个方面:一是燃料流量,压力以及温度的控制各有特点,二是系统的设备组成以及系统中的部件结构各有其特点。
比如,在用轻油做燃料的系统中,常常采用控制燃油旁路回油流量的方法来达到控制送入燃烧室燃料量的目的;而为了提高燃烧效率,燃油喷嘴的设计结构也有特点,还必须加装雾化空气系统.在用气体燃料的系统中,常常采用速度比例阀和燃料控制阀串联的方式来控制送入燃烧室的燃料量.而在双燃料的系统中,则需要控制两种燃料比例的装置.在采用重油做燃料的系统中,则必须加装重油预处理装置.同使用轻油不同,还需提高雾化空气泵的增压比。
在这一讲里我们讲一下气体燃料系统。
一、 气体燃料系统的作用及流程的简介气体燃料系统的作用是把从前置系统来的天然气经过过滤，均匀的分配至14个燃料喷嘴，保证各个燃油喷嘴的燃油流量相等，以获得比较均匀的排气温度，同时通过天然气速比阀调节天然气流量，使机组能够按照要求启动，带负荷，停机，熄火等，并且在基本负荷时保证机组透平前温度T3不超温同时按温控线运行，即获得最佳的经济性。
天然气系统是燃机最核心的系统之一，整个燃机的控制实际上有一个最重要的控制就是VSR、VGC控制，即控制天然气流量（这部分有赵永东在控制部分讲）。
流程简介：从撬体过来的天然气经过临时滤网过滤后，干净的天然气经过速比阀VSR和天然气流量控制阀VGC进入14个燃料喷嘴。
进入燃机的天然气流量就是通过控制速比阀VSR和天然气流量控制阀的开度来控制。
速比阀VSR和天然气流量控制阀其实是由多个元件组成的控制阀，其具体工作流程将在系统各元件介绍中详细介绍。
二、 天然气系统各元件的详细介绍：除了上面介绍的重要元件以外，还有其他一些伺服阀、压力变送器、电磁阀20VG-1等等。
下面对系统各部件作详细介绍：1、天然气临时滤网：该滤网主要是在燃机运行的头600小时有用，在燃机刚安装完毕后，因管道内有安装时留下的杂质，需要进行过滤，以保护天然气速比阀VSR和天然气流量控制阀等部件。
9E燃机系统培训演示稿
第三章 9E燃机的系统简介 9E燃机的系统简介
２．冷却水系统 ２．冷却水系统 9E燃机的冷却水系统包括内冷却水系统和外冷却 9E燃机的冷却水系统包括内冷却水系统和外冷却 水系统，内冷却水系统是一个加压的封闭系统， 冷却的主要设备包括燃机滑油，雾化空气，透平 的左右支撑腿，燃机发电机的冷却空气，以及主 燃油泵的滑油，四个火焰探测器。而外冷却水则 用来冷却内冷却水，这里主要是讲内冷却水，外 冷却水只涉及到一部分。
第一章 燃气轮机原理
压气机的排气中，参与燃烧的空气为小一部 分的，约占总压气机量的15％， 分的，约占总压气机量的15％， 大部分作为冷却，参混空气。满足透平叶 片材质的长期运行的安全热疲劳温度 （1200℃左右）。 1200℃左右）。 透平：轴流式透平，三个膨胀级。每一组喷嘴 （NOZZLE)后其后的一组动叶（BUCKET)组成透 NOZZLE)后其后的一组动叶（BUCKET)组成透 平的一个级；在喷嘴中主要完成工质的膨胀过 程（热能向动能的转换过程），温度降低，压 力降低，流速增加，完成焓降的过程，工质的 动能增加，在透平动叶中，主要完成由动能向 机械能的转换过程，速度下降，压力，温度有 小幅的下降（视透平的反动度）。
第三章 9E燃机的系统简介 9E燃机的系统简介
３．冷却与密封空气系统 ：
冷却空气系统的冷却对象是高温燃气通道的高温热部件. 冷却空气系统的冷却对象是高温燃气通道的高温热部件.防止燃气 通道中的高温部件超温受到损坏．冷却空气系统的采用, 通道中的高温部件超温受到损坏．冷却空气系统的采用,除了保护 高温部件不受到超温损害这一功能外, 高温部件不受到超温损害这一功能外,还具有可以提高透平进气温 度,从而提高机组的出力和热效率的功能.因此,为燃气轮机组设计合 从而提高机组的出力和热效率的功能.因此, 理的冷却空气系统,并使其正常可靠的运行, 理的冷却空气系统,并使其正常可靠的运行,是十分必要和十分重要 9E燃气轮机中 需要进行冷却的高温部件有: 燃气轮机中, 的.在9E燃气轮机中,需要进行冷却的高温部件有:透平的喷嘴和动 透平的轮盘,还有透平的外壳和排气管道的支撑. 叶,透平的轮盘,还有透平的外壳和排气管道的支撑.冷却所用的空气 主要由机组本身的轴流式压气机提供, 主要由机组本身的轴流式压气机提供,但是冷却透平外壳和排气管 道的支撑所用的冷却空气由安装在机组之外的离心风机(88TK-1,道的支撑所用的冷却空气由安装在机组之外的离心风机(88TK-1,2)提供. 2)提供 提供. 为了从压气机引出冷却空气,在设计过程中, 为了从压气机引出冷却空气,在设计过程中,对压气机的结构做 了仔细的考虑.把这些考虑和另外一些设计思想综合起来(例如: 了仔细的考虑.把这些考虑和另外一些设计思想综合起来(例如:利 用压气机的加压空气进行轴承的密封,在起机停机过程中, 用压气机的加压空气进行轴承的密封,在起机停机过程中,在压气机 的某一级后面抽出一部分空气排入大气,以防止压气机出现喘振等) 的某一级后面抽出一部分空气排入大气,以防止压气机出现喘振等) 形成了本节所要讲述的冷却与密封空气系统.因此, 形成了本节所要讲述的冷却与密封空气系统.因此,冷却与密封空气 系统的功能不能狭义地看成只是起到冷却与密封地作用. 系统的功能不能狭义地看成只是起到冷却与密封地作用.
9E燃机结构与原理
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18
燃气轮机装置的分类和命名 举例
大值，相应于比功最大值时的压比称为比功最佳 压比。
图3－3所示， 温比不变时，压比从小变大，循环面积先从小变 大后从大变小，中间必然有一个最大的面积，即 最大比功，它相应的压比为比功最佳压比。
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33
理想简单燃气轮机循环
二、理想简单燃气轮机循环热效率 结论：图3－4所示，
理想简单燃气轮机循环热效率只与压比有关，并 随压比的增加单调增加。
对于燃气轮机循环，排气温度T2受排气压力限制，排 气温度T2限制了其效率的提高（等效卡诺循环ηt=1T2/T1）一般可达到36－40%
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11
燃气－蒸汽联合循环
对于蒸汽轮机循环，平均吸热温度T1受到了 汽轮机材料的耐温耐压的限制（汽轮机进汽温度 一般为450－600），平均吸热温度T1限制了 其效率的提高（等效卡诺循环ηt=1-T2/T1）一 般循环效率可达到40%
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42
复杂循环
一、压缩过程中间冷却循环（间冷循环） 间冷循环是指在压气机中压缩过程中间，把工
质引至冷却器冷却后，再回压气机中继续压缩完 成压缩过程，冷却器将压气机分为低压和高压两 部分。 总的压比一定，压比的最佳分配
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43
思考题
1.应用工程热力学理论，试分析燃气－蒸汽联合循 环效率高的原因。（提示：应用等效卡诺循环）
采用燃气－蒸汽联合循环（发电或热电联 产），系统中能源从高品位到中低品位逐级利用， 即形成能源的阶梯级利用。一般效率可达58－ 60%
9E燃机燃烧系统简介
燃机燃烧系统简介一概述压气机出口的高压空气流入过渡段的周围，然后进入包围14个火焰筒的环形空间，空气通过小孔、火焰筒上的冷却空气槽和其他控制燃烧过程的小孔进入燃烧室供给每个燃烧室的燃料通过喷嘴与燃烧室内一定量的燃烧空气混合，在燃烧室燃烧产生的燃气用于驱动透平。
二基本组成14个火焰筒过渡段导流衬套联焰管燃料喷嘴2个可回缩式火花塞 4个紫外线火焰探测器结构型式为分管回流三火焰筒压气机排气在导流衬套导流下，沿火焰筒外部从前端流入，部分空气通过火焰筒罩壳孔和旋流板从前部流入且进入火焰筒的反应区。
反应区的高温燃气通过热掺混区，然后进入掺混区与其他的空气混合。
掺混区的计量孔允许适量空气进入，将燃气冷却到所希望的温度。
沿火焰筒长度方向分布的环形槽，其作用是为冷却火焰筒壁提供空气膜，而火焰筒的罩壳是由其上的鱼鳞片冷却的。
1 火焰筒空气的划分：燃烧空气（一次空气）掺混空气（二次空气）冷却空气2 火焰筒的工作特点：高温高速高燃烧强度高过量空气系数（4-5左右）四过渡段：过渡段将火焰筒的高温燃气直接导入透平喷嘴过渡段侧面密封过渡段浮动密封五燃料喷嘴（双燃料）：每一火焰筒内都配置有燃油喷嘴，燃油喷嘴将等量的燃料喷入火焰筒；液体燃料通过高压空气雾化后进入燃烧区；气体燃料通过位于旋流器内边的计量孔直接进入每一火焰筒。
天然气和液体燃料在双燃料设计的燃机中可以同时燃烧，每种燃料的百分比由运行人员和控制系统决定。
1 双燃料喷嘴组成（从外到内）：旋流器雾化空气锥雾化空气环过渡件外壳2 气体燃料的燃烧：气体燃料燃烧空气雾化空气（少量）3 燃料喷嘴检查与试验：燃料喷嘴过渡件壁厚检查燃料喷嘴雾化空气锥壁厚检查燃料喷嘴试验流量检查流量分布均匀度检查雾化角度检查泄露检查六火花塞燃机点火是通过两个15000V可伸缩电极的火花塞放电来实现的。
点火时，一个或两个火花塞的火花使燃烧室点燃，余下的火焰筒通过联焰管点燃。
随着燃机转子转速和空气流量增加，火焰筒内的压力也随之提高，导致火花塞回缩离开反应区。
9E燃机系统介绍
以下的资料来自燃机论坛的燃机人的帖子，在此对他表示感谢9E燃机的启动燃机的启动涉及一些相关启动装置。
我厂9E燃机的启动装置主要包括启动电机88CR,盘车电机88TG,液力变扭器，液力变扭器导叶调整电机88TM,辅助齿轮箱，充油式半柔性联轴器等辅机。
盘车电机与启动电机之间，通过柔性联轴器相联，启动电机与液力变扭器之间，液力变扭器与辅助齿轮箱之间是通过靠背轮螺栓相连（刚性连轴器），辅助齿轮箱与燃机大轴（压气机）是通过充油式半柔性联轴器相联。
启动电机带动燃机启动，当燃机的进气流量达点火需求后，燃机点火完成（经一分钟的轻吹过程），燃机点火后继续升速，当燃机转速达自持转速后，启动电机停运，其间，液力变扭器导叶角度也按要求不断调整（通过88TM)实现。
脱扣后，燃机转速在透平的带动下不断上升，直至FSNL(FULL SPEED NO LOAD).9E燃机停机及冷机•正常停机—（NORMAL SHUTDOWN)，它是油运行人员手动放出停机命令或由于机械或调节问题而不需紧急停机，由保护装置发出自动停机命令（L94AX);对于我厂9E燃机，自动停机将出现在下面几种情况：燃机大轴启动故障（L48CR);液力变扭器故障（ L94TC);顶轴油泵故障（L94QB);雾化空气温度高（L94AAZ);发电机温度高高或故障（L94GHT);轻油温度低（L26FDLZ-ALM);某一组振动传感器故障（L39VD2);发电机电器故障（L86NX);负荷通道温度TTIB1高（L94LTH);滑油母管温度热电偶（LTTH1,LTTH2,LTTH3）三个中有两个故障（L94LTTH）;等。
•紧急停机—（EMERGENCY SHUTDOWN）.通常，我们称之为跳闸。
它是通过运行人员按下紧急停机按钮或在某些较为严重的故障情况下，由保护装置动作来实现机组跳闸。
燃机故障跳闸的情况较多，主要从：振动保护，燃烧检测（分散度，排气温度），超温，超速，熄火，滑油压力，滑油温度，进气压降，燃油截止阀前压力等方面来实现。
9E燃机的启动系统介绍
周函翔 2013年07月29日
9E燃机启动系统
概述
系统设备 马达的投入和退出
9E燃机启动系统（概述）
启动系统的作用是使燃机在启动过程中能
升速至一个自持转速。启动系统包括一个主驱
动马达和一个液力变扭器。液力变扭器通过可 变的转子转速来控制点火的速度和转子转动速 度。
盘车系统是为燃机在冷机过程中转动转子 使转子均匀冷却而设计的。它包括一个电动 马达，被称为盘车马达。盘车马达带动驱动 马达和液力变扭器来驱动透平。
透平转子的脱扣总是由驱动马达来 完成的。在压气机水洗过程中燃机运 行机从静止状态完成启动盘车或燃气 轮机从静止状态、盘车状态启动燃气轮机至 并网运行都需要启动系统来完成。燃气轮机
的启动涉及一些相关启动装置，我厂9E燃气
轮机的启动装置主要包括启动电机88CR,盘
88CR停运，燃气轮机转速将下降，直至14HP失
电；
（6）14HP失电后盘车电机将启动，液力变扭
器导叶角由68度调整至盘车角度45度，燃气轮
机转
速将上升至盘车转速约4％TNH左右。
谢谢!
启停情况 开机过程中：机组转速≥4%时，88TG退
出运行。
停机过程中：机组转速≤3.3%时且L63QT 节点未动作且压力开关63QB-1未动作，
88TG投入运行。 保护停：燃机已熄火14小时且已选择 “COOLDOWN CONTROL”栏目下的“OFF” 靶标或L63QT节点动作或压力开关63QB-1 动作。
清吹程序结束后（即14HM动作后1分钟）动
作一次，TMGV由510下降至150。点着火2秒
后动作一次，TMGV由150上升至680
停机过程中：熄火后动作一次，TMGV由680 下降至500。14HM复归后动作一次，TMGV由 500上升至680。盘车投入后动作一次，TMGV 由680下降至450
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燃机燃烧系统简介
一概述
压气机出口的高压空气流入过渡段的周围，然后进入包围14个火焰筒的环形空间，空气通过小孔、火焰筒上的冷却空气槽和其他控制燃烧过程的小孔进入燃烧室供给每个燃烧室的燃料通过喷嘴与燃烧室内一定量的燃烧空气混合，在燃烧室燃烧产生的燃气用于驱动透平。
二基本组成
14个火焰筒过渡段导流衬套联焰管燃料喷嘴
2个可回缩式火花塞 4个紫外线火焰探测器
结构型式为分管回流
三火焰筒
压气机排气在导流衬套导流下，沿火焰筒外部从前端流入，部分空气通过火焰筒罩壳孔和旋流板从前部流入且进入火焰筒的反应区。
反应区的高温燃气通过热掺混区，然后进入掺混区与其他的空气混合。
掺混区的计量孔允许适量空气进入，将燃气冷却到所希望的温度。
沿火焰筒长度方向分布的环形槽，其作用是为冷却火焰筒壁提供空气膜，而火焰筒的罩壳是由其上的鱼鳞片冷却的。
1 火焰筒空气的划分：
燃烧空气（一次空气）掺混空气（二次空气）冷却空气
2 火焰筒的工作特点：
高温高速高燃烧强度高过量空气系数（4-5左右）
四过渡段：
过渡段将火焰筒的高温燃气直接导入透平喷嘴
过渡段侧面密封过渡段浮动密封
五燃料喷嘴（双燃料）：
每一火焰筒内都配置有燃油喷嘴，燃油喷嘴将等量的燃料喷入火焰筒；
液体燃料通过高压空气雾化后进入燃烧区；
气体燃料通过位于旋流器内边的计量孔直接进入每一火焰筒。
天然气和液体燃料在双燃料设计的燃机中可以同时燃烧，每种燃料的百分比由运行人员和控制系统决定。
1 双燃料喷嘴组成（从外到内）：
旋流器雾化空气锥雾化空气环过渡件外壳
2 气体燃料的燃烧：
气体燃料燃烧空气雾化空气（少量）
3 燃料喷嘴检查与试验：
燃料喷嘴过渡件壁厚检查燃料喷嘴雾化空气锥壁厚检查
燃料喷嘴试验流量检查
流量分布均匀度检查雾化角度检查泄露检查
六火花塞
燃机点火是通过两个15000V可伸缩电极的火花塞放电来实现的。
点火时，一个或两个火花塞的火花使燃烧室点燃，余下的火焰筒通过联焰管点燃。
随着燃机转子转速和空气流量增加，火焰筒内的压力也随之提高，导致火花塞回缩离开反应区。
数量：2个
分布：#13和#14火焰筒
型式：自回缩式
七火焰探测器
4个火焰探测器安装在4个不同的火焰筒内。
火焰探测器由一小充气管组成，充气管内有两个相离很近的电极。
内置电源的电气模块为两电极提供高压直流电源。
当紫外线存在时，将引起充气管放电，这样就会产生一个脉冲电流和引起电源的放电。
紫外线存在时，电源就会连续不断地重复充电和放电过程，且将火焰的状态转换到燃机控制系统。
"点火失败"(Failure to fire)或"火焰丢失"(Loss of flame)是由信号装置显示的。
分布：#4、#5、#10和#11型式：紫外线火焰探测器
八燃烧监测
燃烧监测的任务有二个：一是监视燃气轮机进口温度是否超过规定的最高温度（1124℃），二是监视燃烧部件的热偏差，目的是保证燃烧部件的安全。
燃烧监测最有效最直接的途径是在每个燃烧单元出口（通流部分入口）加装温度测量，这样燃烧监测就变得非常简单，而且功率调节也用不着那么复杂。
但目前测量技术还无法对如此高的温度实现高精度的有效测量。
因此GE在透平排气扩压器后的环行空间均匀安装了24支热电偶用于测量排气温度，再通过对排气温度的运算来判别燃气轮机进口是否超温或出现不允许的热偏差。
由于分管回流式燃气轮机在运行中会出现热偏差（变工况时这种热偏差会严重的多），因此GE 给出了允许的分散度。
允许分散度（TTXSPL）＝0.145×TTXM－0.08×CTD+30°F
式中：TTXM排气温度平均值；CTD压气机出口温度。
当工况变动（或功率为预选方式）时，允许的分散度为TTXSPL＋200°F，实质上是让燃烧监测暂时退出。
当燃烧监测出现下列情况时，燃气轮机将被遮断：
①排气温度超过温控（TTXM+40°F。
）
②温度最高点与最低第2点差值超过允许分散度0.8倍、最高点与最低点的差超过允许分散度的5倍且最低第2、3点相邻。
③最高点与最低第2点的差超过允许分散度、最高点与最低点的差超过允许分散度的0.8倍且最低1、2点相邻。
④最高点与最低第3点超过允许分散度。
九火焰保护逻辑的设定
以天然气为燃料的燃机，火焰保护逻辑如下：
1在机组点火前如任一火焰检测有信号，则禁止启动。
2在机组点火时，在10S内有任意两个火焰探测器检测到火焰强度大于20%，则认为点火成功。
3在正常运行情况下，四个火检信号（L28FD-A、B、C、D）若有两个探测到火焰，则控制系统认为着火正常。
如有超过2个火焰信号检测低于20%强度，则熄火保护动作。
机组跳闸。
4而在停机过程中，若脱网后（L52G为“0”）有一个或以上的火焰信号消失并超过6秒的延
时，机组熄火保护动作。
机组跳闸。
5.在发停机信号脱网后，如果8分钟内燃机不熄火，则保护动作熄火。