西门子燃机本体及辅助系统介绍

燃机排气量
kg/h
1828413
燃机排气温度
℃
617
天然气进气压力
PSI
475-500
SGT6-5000F本体组成
压气机及主体设备
压气机及主体设备
内容
• 1.1进气缸段部分 • 1.5排气缸部分
• 1.2压缩机和燃烧室部分
• 1.6排气歧管部分
• 1.3入口可变导叶
• 1.7压气机和涡轮转子组件部分
1.7压气机和涡轮转子组件部分
SGT6-5000F
辅助系
统
内容
• 2.1 燃机进气系统 • 2.2 润滑油系统 • 2.3 盘车系统 • 2.4 液压油系统 • 2.5 燃机高负荷轻吹系统 • 2.6燃气系统
• 2.7燃油注水系统
• 2.8压气机水洗系统 • 2.9二氧化碳防火系统
辅助系统设备规格参数
1.7压气机和涡轮转子组件部分
• 燃机转子 • 燃机转子由1个扭矩管和4个燃机盘组成，由单独的拉紧螺栓固定在一起，组成独立 的操作组件。 • 扭矩管段是一个中空汽缸，提供扭矩来实现压气机轴和燃机转子之间的连接。此段 还可导引冷却空气至燃机盘。
• 燃机盘采用合金钢锻件制造。在各圆盘的表面上都加入了鼠牙盘，用于与另一盘啮 合。当零件啮合在一起，鼠牙形成简单而高度准确的盘间连接，具有足够的弹性来 抵消热胀冷缩。
燃气轮机本体及辅助系统介绍
赵风臣
燃机介绍
西门子SGT5-2000E
西门子SGT6-5000F
燃机介绍
• SGT5-2000E （V94.2）型燃气轮机是 上海电气－西门子公司生产的，重型单 缸燃气轮机，压气机和透平同轴。 • 压气机为轴流型，共16级，压气机入口 安装有可调导叶(IGV)，设计压比11.7。 燃气透平共4级。 • 燃机左右布置有一对大型筒型燃烧室， 每个有8个燃烧器，可以燃烧从低热值 到高热值的多种燃料。 • 西门子能源公司SGT6-5000F燃气轮机 包括一个13级高效率轴流式压气机。 • 附带可变入口导板叶片（IGV）和三排 可变导板叶片（VGV），设计压比17.1， 燃气透平共四级。 • 燃烧系统，具有先进的冷却和多燃料使 用能力。在这一系统中，安装有一个燃 烧室，容纳了16个独立的燃烧器。 这些 燃烧器呈圆形布置，围绕在燃气轮机总 成周围。
1.3可变进口导叶
• 为了在启动和停机期间改善加速度和压缩机喘振裕度或失速，燃气轮机在压缩机级 1,2,3和4上游配备有压缩机放气阀和可变导向叶片。压缩机放气阀和可变导向叶片 一起工作 在启动和关闭期间限制压缩机中的气流和控制压力。
• 入口导叶（IGV）位于压缩机入口壳体组件的紧邻第一级压缩机叶片的上游，可变 导向叶片（VGV1，VGV2和VGV3）位于第2级，第3级和第4级压缩机叶片的上游。
SGT6-5000F性能参数
型号
额定功率
额定转速 转子转向
SGT6-5000F 230MW 3600rpm 逆时针方向（从进气方向看）
压气机级数
压气机压比 燃气透平级数 燃烧室形式
13
17.1 4Baidu Nhomakorabea环形燃烧室
燃烧器数量
制造厂商
16
德国西门子公司
名称
单位
设计值（实际）
天然气耗量（工况）
kg/h
43255（52920）
1.6排气歧管部分
• 排气岐管段包含排气歧管自身。歧管用作排气扩压器的延伸。流量会减少但不会出 现过度湍流。废气流稳定化可进一步提高燃气轮机的性能，并实现至排气系统的空 气动力学过渡。
1.7压气机和涡轮转子组件部分
• 燃气轮机转子总成包括13个压气机叶轮总成，1个仿真盘、1个扭矩管，1个密封盘 和4个燃机轮总成。每个齿与盘中心的中心点呈一定角度。齿用于对齐各盘并将各 盘定中，以确保适当的准齐。
1.7压气机和涡轮转子组件部分
• 压气机轴 • 半个联轴器位于1号压气机盘的前端，与发电机转子上的另外半个联轴器耦合。置 于轴前端附近的止推环将接触止推轴承，以限制轴在轴向上的移动。压气机前4排 拥有燕尾形基部，用键锁固到盘上，可允许拆卸各级而不会影响其他级。第5至13 排使用T型槽基部设计，可供叶片安装和拆卸。叶片锁定键随时可见，以保证绝对 锁定。转子压气机端可支持13排叶片。每个叶片排设计增加空气压缩级。
• 1.4涡轮气缸部分
1.1进气缸部分
• 壳体 • 进气缸是空气流入压气机的光滑分界通道，为轴颈轴承提供了外壳。轴颈轴承外壳 在进气缸内通过机械加工形成，拥有紧密的同心度公差；无需调整轴承。可变入口 导板叶片（IGV）安装在壳体内，在启动周期中调整大气的气流。这些叶片位于第 1级压气机叶片的前部。在停机期间，叶片在全速空载（FSNL）条件下接近47º。 一旦完成这一程序，机组下降至盘车速度，IGV完全关闭，停在53º位置。当燃机 启动时，会重新定位至47°的中间角度。在3600 rpm以内以及同步阶段，IGV将仍 保持在47º位置。
1.2压气机和燃烧室部分
• 燃烧室 • 燃料燃烧发生在所有16个燃烧器中。这些燃烧器产生压缩高温气体源，可用于驱动 燃机并为发电机和集电环装置提供动力。这些燃烧器呈圆形布置，围绕在燃机总成 周围。从燃机前端观察，从一点钟位置开始，燃烧器以顺时针方向编号为1至16。 • 每个燃烧器都包含一个圆柱型燃烧筒，牢固固定在上游末端。过渡件安装在燃烧筒 弹簧夹与过渡件入口环之间，通过半挠性连接方式直接连接燃烧筒。 • 每个燃烧器都由卷曲的轧制镍基铬合金板制作而成。在燃料燃烧过程中，这种耐高 压材料能够耐受高温高压的影响。
1.2压气机和燃烧室部分
• 燃油喷嘴 • 燃油通过ＰＩＬＯＴ、A、B等阶段注入。对于燃油，并无C-或D-两个阶段。A-和 B-阶段可配备两类喷射器之一。对于燃油氮氧化合物标准较高或者不受限制的情况， 可以使用带简单开孔的注射器。 这些喷射器并不使用水喷射方法来控制氮氧化合 物。对于需要降低燃油排放量的装置，可选择使用高级光刻注射器。光刻燃油喷嘴 可将燃油雾化为非常细的喷雾。燃油快速蒸发并在更高负荷下需要注水法，以保持 喷嘴尖端冷却，并进一步减少氮氧化合物。
名称 电机功率 HP/KW 电压 V 电流 A 电机转速 r/min 频率 HZ
交流润滑油泵
直流润滑油泵 润滑油排油烟风机 顶轴油泵 高速盘车电机 低速盘车电机 转子冷却风扇电机 液压油泵电机 燃油泵电机 注水泵电机 水洗泵电机 启停空压机（整体） 蒸发冷却泵
100 HP
15 HP 5HP 30 HP 125 HP 3 HP 30 KW 20HP 450 HP 250 HP 5 HP 150+10 HP 25HP
60
60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60
2.1 燃机进气系统
• 系统说明 • 燃气轮机的进气系统清洁进入的空气并将其引导至压缩机入口，同时具有最小的湍 流。 • 它包括两个主要部分：入口过滤器室，入口管道和消音器系统。
2.1 燃机进气系统
• 压气机入口过滤室
• （1）模块化过滤器元件，按行列堆叠在入口过滤器室内。
1.2压气机和燃烧室部分
• 压气机和燃烧器段 • 压气机气缸和压气机燃烧器气缸采用螺栓固定在一起，其垂直接头位置构成压缩室。 这种组合壳体可容纳13级压气机的固定膜片。另外在第5、8级加入了放气歧管， 并在第11级加入空气抽提歧管。这一歧管为第2级燃机叶片供应冷却空气。来自第 8级歧管高压排气导入向第3级燃机叶片供应冷却空气的管道中。低压排气以相同方 式导入第4级燃机叶片。
• （2）防风罩和其他可选设备，如进气加热器/冷却器，蒸发冷却器（带除雾器）， 鸟类屏风等。
2.1 燃机进气系统
• 脉冲进气过滤系统
2.1 燃机进气系统
脉冲空压机
灰尘收集器
2.1 燃机进气系统
• 蒸发冷却器 • 蒸发冷却器配备有蒸发冷却介质（通常为纤维素和合成材料的混合物）、储水槽、 补充水分配母管、管道和泵。 • 蒸发冷却器的下游安装有除雾器，可帮助减少夹带的水份。所有上述组件都集成到 进气口系统，位于滤清器室结构内部。
1.2压气机和燃烧室部分
1.2压气机和燃烧室部分
• 压气机隔板 • 压气机部分由十三个阶段组成。 前三个阶段（1到3）是可变阶段。 第四到第八阶 段（4到8）是静止的，由来自拉环的悬臂式空气箔组成，没有内部护罩或级间密封。 阶段9至13（9至13）是悬臂式单个叶片段，没有内部护罩或级间密封。 压气机隔 板或压气机叶片环可在转子就位的情况下拆卸。 这允许检查所有固定叶片而不会 干扰任何旋转部件。
1.7压气机和涡轮转子组件部分
• 燃机转子 • 燃机叶片使用耐高温合金钢铸造。每个叶片都拥有侧入冷杉形基部。任何叶片都可 以拆卸和更换，而不会影响其他叶片，也无需吊起转子。 • 叶片基部和盘缘采用专利的进气和排气侧板系统与高温气体分隔开。进气侧版提供 了环形风室。
• 风室从内转子接收冷却的过滤后空气，然后周向导引空气至叶片基部和盘槽纹区。 第1、2和3级叶片包括一系列的叶片孔，用于径向排放冷却空气进入气体流。
460
125（DC） 460 460 460 460 460 460 6600 460 460 460 460
110
104 12/6 141 3.9 46 25 33.9 275 5.9 174 56/28
3565
1750 3505 1773 1785 1660 1180 1770 3582 3570 3450 1791 3510
1.2压气机和燃烧室部分
• 燃料喷嘴 • 燃料经计量后通过燃料喷嘴导入各燃烧筒的上游端。燃料喷嘴可从外部检修，拆卸方便。
• 燃气燃料喷嘴
• 对于超低氮氧化物（ULN）燃烧系统，有5个燃料阶段：ＰＩＬＯＴ、A、B、C、D。 ＰＩＬＯＴ阶段是一个小型的扩散火焰喷射器，为预混合的A-，B-，和C-阶段提供稳 定性。D-阶段是预混合ＰＩＬＯＴ阶段，允许扩散引燃燃料的数量显着降低，实现较 低的氮氧化物排放。在ULN燃烧系统中，A、B和D-阶段的燃料通过漩流器叶片上的小 孔注入。
1.1进气缸部分
• 轴承 • 止推轴承安装在外壳内，外壳固定到进气缸的前端。轴瓦接触旋转的轴环，轴环是 转子轴的不可分割部分。这用于保持转子的轴向位置。
1.1进气缸部分
• 轴承密封 • 油封安装在推力轴承箱的前端，以防止外部泄漏。 使用油封防止油沿转子轴蠕动 到压缩机部分。 这些密封件安装在位于入口壳体后端的壳体中。
1.5排气缸部分
• 排气缸结构包括轴承壳、排气扩压器的内外锥体和外侧壳体。这些组件通过使用支 撑杆系统连接在一起。支撑杆系统包含6个切向支柱等间距分布在圆周上。但与轴 承壳呈切向分布。这些支撑杆从轴承壳延伸向外侧壳体。在排气扩压器的高温气体 环境中，切向支撑杆屏蔽在另一组支撑杆内部，后者为空心式，用作排气扩压器锥 体的支座。通过这种方式，切向支撑杆免受高温排气的影响，可得到温度较低的空 气环绕。这将导致支撑杆系统对瞬态温度敏感性降低。外侧壳体和支撑杆的增长可 由轴承壳旋转来抵消。系统提供了低应力刚性支座，能够将轴承固定在中心位置， 而不受负荷和温度条件的影响。
SGT6-5000F
• 燃气轮机工作原理及性能参数
• SGT6-5000F燃气轮机本体组成
• SGT6-5000F燃气轮机辅助系统
燃气轮机工作原理
• 燃气轮机的工作过程是，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，随即流入燃气涡轮中 膨胀做功，推动涡轮叶轮带着压气机叶轮一起旋转；加热 后的高温燃气的做功能力显著提高，因而燃气涡轮在带动 压气机的同时，尚有余功作为燃气轮机的输出机械功。
1.3可变进口导叶
• IGV和VGV位置发射器
• 安装在入口端和可变导向叶片上的每 个装置将叶片的角运动转换成输入到 控制系统的模拟信号。 这允许在涡轮 机运行期间精确监测IGV和VGV位置。
1.4涡轮气缸部分
• 透平由2.25Cr-1.0Mo合金钢制造。汽缸包围燃烧室，并为4级燃机（叶片环总成） 的固定叶片提供外壳。每个叶片环总成都包含叶片和环段，后者安装在隔离环凹槽 内。这些隔离环随后安装到叶片环内。隔离环、涡轮叶片段和环段使用螺钉和径向 扭力销保留并定位在叶片环内。燃机叶片段铸造时设置有耐高温合金制作的集成式 内部与外部整流罩。叶片将高速扩散的高温燃烧气体导向燃机叶片，推动燃机转子 旋转。环段用作旋转叶片流通路径的衬垫。各级内的叶片环总成形成一个单独单元， 径向锁定至气缸。方便检修各级透平。