9F燃气轮机本体结构详细介绍解析

三、MS9001FA 型机组
MS9001FA单轴重型燃气轮机，50HZ（3000RPM），由MS7001FA 发展而来，简单循环的功率为 255.6MW，在ISO和标准进气、排气损耗及 以天然气为燃料的条件下联合循环额定功率为 390.8MW。采用DLN（Dry Low NOx）18个燃烧室的燃烧系统，并采取冷端输出功率，这一特性显著 改善了压气机负载对中控制，允许热端轴向排气，优化了联合循环电站 布局，减少了流阻损失。 用于单轴联合循环，蒸汽轮机转子与燃气轮机转子通过一刚性联轴器 联结，发电机转子也是通过联轴器与蒸汽轮机转子末端联结。整个驱动 端的轴向对中由位于燃气轮机中的推力轴承维持。燃气轮机与蒸汽轮机 气缸之间的拉杆用来保持定子部分的对中。
（3）采用三个轴承的支撑方案，这是由于转子刚性不够好的缘故。这种 支撑虽能改善转子刚性，可以使压气机后几级的径向间隙减小，略能提 高压气机的效率，但是多了一个轴承将使机组的结构复杂化，特别是对 三个轴承的同心度要求很高，否则会因轴承之间同心度的偏差而影响转 子的临界转速。 （4）压气机由进气机闸、气缸、静叶、转子、动叶、气封和排气扩压缸 等部件组成，压气机有17级，为了防止启动过程中压气机发生喘振，压 气机的进口装有可转导叶，并在第4级和第10级静叶后设置防喘放气口。 当机组用于联合循环时，进口可转导叶可以在特定的负荷范围内，确保 透平前的燃气温度恒定不变，有利于改善机组的部分负荷效率。 （5）燃烧室采用分管逆流式布置，共有14个。这样能缩短整台机组的轴 向长度，改善转子的刚性，并使燃烧室能够作全尺寸、全参数的调整试 验。每个燃烧室分别配置单燃料喷嘴或双燃料喷嘴，可燃用天然气、轻 油及重油。4个紫外线式火焰探测器，#4、#5、#10、#11燃烧室上各一 个。两个电极高压火花塞，#13、#14燃烧室各一个。
该机组也是整体式单轴结构形式，与9E型燃气轮机基本上相似，但 也有以下一些区别： （1）在改善整个转子的刚性以后，改为两个轴承的支承方案，两个轴 承分别位于压气机和燃气透平转子两端，这样可以使燃气轮机总体结构 最简单。 （2）改为在压气机侧冷端输出功率，这样在联合循环时，可以使燃气 透平的排气扩压器直接与余热锅炉相联，有利于减少流阻损失，并改善 机组布局关系。但是，这必将增大压气机的转扭负载，因此必须对压气 机转子的转扭参数进行调整，即加大压气机转子拉杆的预紧力，并将拉 杆数量增为18。 （3）压气机级数增为18级，防喘放气口改到第9级和第13级后，压比 由 12.3增至15.4，空气流量由 403.7kg/s增为623.7kg.s。压气机的静 叶和动叶均采用C450和403+C6不锈钢制造，前几级叶片还喷涂GECC1号防腐涂层。 （4）燃烧室改用干式预混低污染排放型结构式。配置18个DLN火焰筒。 4个紫外线式火焰探测器，#15、#16、#17、#18燃烧室上各一个。两个 电极高压火花塞，#2、#3燃烧室各一个。每个火焰筒配有5个喷嘴，可燃 用天然气，轻油。不能烧重油。
二、MS9001E型机组
以南山电厂9E机组为例，本公司“以大代小”项目的燃机是GE公司生 产的9E系列9171E型燃气轮机。由一个额定功率为1000KW的启动马达， 一个17级的轴流式压气机、一个由14个燃烧室组成的燃烧系统、一个3级 透平转子组成。轴流式压气机转子和透平转子由法兰连接，并有3个支撑 轴承。燃机的发电机是空冷、三相、二极、3000rpm 转速、50HZ 频率的 交流电、实心铸铁转子的同步发电机。发电机在基本负荷下运行的输出 功率为120MW。发电机的励磁机系统为带有旋转二极管的交流励磁机。为 无刷励磁。 该机组的结构特点是： （1）整体式单轴结构型式，即压气机、燃烧室和燃气透平，包括压气 机进气机闸和燃气透平的排气扩压机闸，彼此连接成为一个整体安装在 同一个底座上。一些辅助设备，诸如润滑油系统、冷却水系统、燃料系 统、启动系统、传动齿轮箱等也都安装在底座上。这样可以节省现场的 安装时间和机组设备的运输费用。 （2）在燃气透平侧的热端输出功率，这样有利于减小压气机转子的传 扭负载，但不利于排气扩压机闸与余热锅炉的联结。
MS9E&9F燃机本体结构及在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 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，设计了新的压气 机，发展了MS5001和MS5002机组，其功率为2万多千瓦。1970年左右， 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 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；于 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 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年 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 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。
随着燃气透平前温的进一步提高，燃烧室出口燃气过渡段的冷却必 须加强。为此，在FA型机组专门设计了一种有冲击冷却效果的燃气过渡 段结果。该燃气过渡段是双壳体型式的，内过渡段被一个形状相同的、 钻有许多小孔的外套包围着，从压气机流来的压缩空气可以通过这些小 孔，形成射流去冲击冷却内过渡段。并且内过渡段内表面喷涂有耐热涂 层，这样可以使金属的温度梯度减至最小。