燃气机组生产工艺流程

• 在压气机进口装有一个可转导叶，该 可转导叶的角度最小34 °,最大-4 °。 同时为了在点火和低负荷的时候把多 余的空气排出来控制燃烧室的空燃比， 防止燃料与空气的比率失衡,使得燃烧 在最佳状态下进行，在燃烧室的过渡 段装有一个透平旁路阀。
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1.1 压气机转子和透平转子
压气机转子
透平转子
1.2 压气机图片
3、燃气轮机工作过程的分类
• 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
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
本工程蒸汽系统采用母管制，10台余热锅炉产生 的蒸汽并入母管中，然后分别进入5台汽轮机中做功 ，在蒸汽母管高、低压管道锅炉介入点之间，还设 有隔离门。 每台锅炉都配备100%旁路，开启旁路时，减温减 压后的蒸汽汇入旁路蒸汽母管，每台汽轮机凝汽器 旁路蒸汽入口管道分别设有液压门，开启后，蒸汽 可进入凝汽器。 1.2.6化学系统 化学分系统主要包括：制水系统和废水处理系统 。本厂除盐水水源采用从海水淡化水厂制成的水。
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1.2.4主要设备参数
序号No.
名称 Title
重量 Weight/ton
性能performance
பைடு நூலகம்
转速 Rate/rpm
备注
燃油fuel oil W205.4MW 1 GT 202 燃气fuel gas W231.9MW 功率 燃油fuel oil W260MVA 2 GTG 257.7 燃气fuel gas W260MVA 功率 3600 功率因素power factor：0.85；频率Frequency：60Hz；18KVolts. 功率 3600 最大功率231.9MW
功率
压力P76.5bar
3
ST
130
蒸汽steam
温度T540℃ 功率 W178.2MW 功率
3600
最大功率178.2MW
4
STG
239.6
蒸汽steam W213MVA
3600
功率因素power factor：0.85，频率Frequency：60Hz；16.5KVolts.
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1.2.5 蒸汽机旁路系统
这样存在一个问题，在启动过程中点火之前和点火之 后透平发出的功率小于压气机所需要的功率这一段时 间内，必须由燃气轮机主机外部的动力来拖动机组的 转子。换言之，燃气轮机的启动必须采用外部动力设 备。在启动之后（燃机自持转速之后），再把外部动 力设备脱开。我们把启动燃气轮机的外部动力设备称 之为启动系统。启动用的外部动力设备一般有两种： 柴油机和电动机。9E燃机的启动设备为电动机（电 机启动）。启动系统的第二个作用是作为停机后的冷 机盘车设备。冷机盘车的目的是停机后使主机转子均 匀地冷却，不使转子地主轴因受热（或冷却）不均匀 而产生弯曲，以致再次启动时产生强烈地振动而使机 组受到损害。
1.2 主要工艺系统特征
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。
2、润滑油系统
• 润滑油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。
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1.2.8机组模型
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1.2.9机组3D图
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二、燃气轮机概述
第 一节、燃气轮机工作原理及工作过程 1、燃气轮机的工作原理
燃气轮机是以气体为工质、内燃连续旋转、 叶轮式旋转机械。主要有压气机、燃烧室和燃气 透平三大主要部件组成，还包括进气过滤系统、 盘车装置等辅助设备。
基本流程：
燃气轮机是以连续流动的气体为工质带动叶轮高速 旋转，将燃料的能量转变为有用功的内燃式动力机 械，是一种旋转叶轮式热力发动机。 • 燃气轮机的基本原理与蒸汽轮机很相似，不同处在 于工质不是蒸汽而是燃料燃烧后的烟气。燃气轮机 属于内燃机，所以也叫内燃气轮机。
• 燃气轮机是利用气体作为工质在燃烧室里燃烧，将 燃料的化学能转变为气体的内能。在喷嘴里，气体 的内能转变为气体的动能，燃气高速喷出，冲击叶 轮转动
2、燃气轮机的工作过程
• 压气机(即压缩机)连续地从大气中吸入空气并将 其压缩。 • 压缩后的空气进入燃烧室，与喷入的燃料混合后 燃烧，成为高温燃气，随即流入燃气透平中膨胀 作功，推动透平叶轮带着压气机叶轮一起旋转 • 加热后的高温燃气的作功能力显著提高，因而燃 气透平在带动压气机的同时，尚有余功作为燃气 轮机的输出机械功。 • 燃气轮机由静止起动时，需用启动设备，待加速 到能独立运行后，起动机才脱开。
燃气机组生产工艺流程
主讲：
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一. 工程概况
• 1.1 电厂建设规模
• 本项目为沙特海水淡化总公司（SWCC）投资的沙特 扎瓦尔燃气轮机联合循环电厂加海水淡化水厂项目， 厂址位于沙特扎瓦尔市。项目的主设计方为德国设计 公司Fichtner，主要设备供应商为西门子。整个项目 范围包括新建2400MW的联合循环电站和配套的 1025Tm3/d海水淡化厂，包括5组9F级联合循环机组 、1组单循环机组和相关的辅助设备。燃机燃料以天然 气为主，燃油为辅助燃料。联合循环系统为母管制， 10台余热锅炉拖动5台汽轮机运行。海水淡化水厂取 当地海水进行淡化处理，水厂出水品质符合沙特当地 饮用水标准，淡化后的淡水除供电厂使用外，接入当 2 地生活用水系统。
3、控制油系统
• 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。当遮断油管路里的油被切断（泄油） 时，液体燃料截止阀或气体燃料速比截止 阀通过弹簧的返回力关阀。
燃机从静止状态完成启动盘车或燃机从静止状 态、盘车状态启动燃机至并网运行都需要启动 系统来完成。 燃气轮机主要由压气机、燃烧室和透平三 大部件组成。压气机需要从外部输入机械功才 能把空气压缩到一定的压力供入燃烧室。透平 则用高温高压的燃气做工质将其热能转变为机 械能从而对外输出机械功。在正常运行时，压 气机是由燃气透平来驱动的。一般讲，透平功 率的2/3要用来拖动压气机，其余的1/3功率作 为输出功率。
燃机剖面图
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空气
燃料 燃料
排气
排气缸 进气室 压气机缸 进气缸 透平缸
排气室
燃烧室兼压气机缸
机会与价值
1、压气机
• 压气机由转子和气缸构成，13级叶片镶嵌在轮毂 型转子上。气缸分为上气缸和下气缸。 • 从空气的流向可以把压气机分为进气缸、压气缸 和排气缸，进气缸和进气过滤装置连接（大气端 ），排气缸和燃烧室相连（透平端），为燃气的 燃烧提供充足的空气量。 • 空气过滤装置采用特殊材质制造，对空气进行净 化，空气较脏，需要定期对过滤装置清洗。 • 压气机入口导叶调整压气机的进气量
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1.2.3蒸汽轮机
本项目有5台背压式汽轮机，为西门子公司生产 ，型号为SST6-4000H I30-M2A。蒸汽从余热锅 炉流向背压蒸汽涡轮机。乏气送至海水淡化厂或 事故冷凝器。汽轮机固定压力模式运行。汽轮机 驱动发电机发电。汽轮机只能在相应的燃机/余热 锅炉运行时才能启动。 在余热锅炉启动阶段,蒸汽是通过高压旁路站流 向事故冷凝器。
燃机的润滑油系统是一个加压的强制循环系统。 该系统的组成有：滑油箱、滑油泵、冷油器、 滑油滤、阀门及各种控制和保护装置，为燃机 各润滑部件提供压力，温度，流量等满足要求 的正常润滑，吸收燃机运行时轴瓦及各润滑部 件所产生的热量；对燃机的主要润滑部件有燃 机的三各轴承、发电机的两个轴承、辅助 齿轮 箱等；滑油系统还为启动液力变扭器提供工作 油及冷却润滑用油；另外，一部分滑油分支经 进一步增压及过滤后，作为燃机控制用油；发 电机端滑油母管上还有一分支去发电机顶轴油 系统。
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1.2.2余热锅炉 本项目共有10台余热锅炉。为高压、辅助燃烧、自然 循环余热锅炉。辅助燃烧是放在余热锅炉II级过热器 的入口上部。辅助燃烧的下游的平均的废气温度是仅 限于约800°C。 该余热锅炉汽水系统由省煤器、蒸发器、汽包和过热 器组成。给水在省煤器加热大约到沸点进入汽包。水 从汽包被送入蒸发器,部分蒸发。产生的水蒸气混合 物的回到汽包,进行汽水分离。分离出来的饱和蒸汽 送到加热器进一步加热到主蒸汽温度。最后一级减温 器控制所需高压蒸汽温度控制。
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。
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1.2.7 全厂公用系统
循环水泵房、海水取水泵房、天然气供应系统、 燃油供应系统等。 本工程循环水系统水源为doosan水厂，循环水泵 是处于doosan的范围内，从doosan出水汇总到一根 母管后出水分流到block 20 –block 60，从各个block 回水汇总 到一根母管后重新回到doosan水厂 天然气系统由当地供应，经过天然气调压站供给 燃机发电使用。 本项目燃油为备用燃料，需要使用时由油泵输送 供燃机发电使用。
1、启动和盘车系统
• 启动系统是区别于火电机组的重要特征之 一，为燃气轮机机组启动提供动力。一般 都采用起动机启动的方式：电动机启动、 压缩空气或者柴油机启动、发电机变频启 动。在燃机点火达到自持转速时，启动系 统自动脱开。此外，起动装置还可以“冷 拖”机组，对机组进行高速盘车。 • 盘车装置是机组在启动前或停机后使转子 转动，防止转子的弯曲变形。
压气机转子及气缸
1.3 压气机入口导叶调节阀
1.4 压气机气缸及静叶组
叶片组安装在气缸内部
1.5 空气过滤装置示意图
2 、燃烧室 燃烧室是燃气轮机能量转化的部件，燃 料的化学能转变为热能进入透平空间膨胀 做功，最终热能转变为机械能带动发电机 转子旋转。燃烧室和透平承担着1000℃以 上的高温。机组容量不同，燃烧器的数量 也不同。PG6581B机组容量42MW，10个 燃烧室，PG9171E机组容量125MW，14个 燃烧室。不同的机组燃烧室的结构也不同 。基本包括火焰筒、联焰管过渡段、燃料 喷嘴。
3.1 静叶 静叶持环
3.2 动叶透平叶片采用最新的冷却技术和高强 度翼材料,并采用了三维气动设计,增强了透平 叶片的冷却效果.
3.3 转子 压气机转子和透平转子铸成一体
三、燃气轮机的系统
• • • • • • • • • • • • • • 启动和盘车系统 润滑油系统 控制油系统 燃料系统 注水系统 危险气体检测系统 雾化空气系统 冷却和密封系统 消防系统 通风照明系统 压气机清洗系统 油雾分离及重油处理系统 清洗空气压缩机 仪用空气压缩机