燃气轮机发电技术简介

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1941年
1947年
1980年 MS6001
20世纪
1900年
GE燃机机型发展曲线
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GE燃机机型发展曲线
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GE6B燃机介绍
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GE燃机B、E家族
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透 平三级喷嘴及其气封 从透平第二级动叶流出的燃气直接进入第三级喷嘴槽道内膨胀 。 透 平第三级喷嘴由十六只喷嘴扇形块构成,每只扇形块有四只静叶片,64片。 由静叶片和内外环铸成一体,构成喷嘴静叶环组件。在每一块喷嘴扇形块 的外环上,都加工有两道带有 钩槽的凸肩,用以装在透平第二级复环的排 气侧和第三级复环的进气侧的环形槽内。安装或拆卸时,只要将喷嘴扇形 块从水平中分面处滑出即可。这 种结构保证喷嘴与缸体有着良好的对中, 既保证机组可 靠运行,又使机组在所要求的通流间隙内工作,从而保证了 机组的热力性能可以达到。 透平第三级喷嘴组件的静叶片为实心结构,在与静叶片精铸为一体的内 环上加工有两道环槽,用以安装透平第三级喷嘴气封扇形块。 为减少由于各 喷嘴扇形块之间的间隙而产生的漏气,在各喷嘴扇形块的相邻接合面上安装 有气封片,既保证有一定的间隙,又可减少漏气。 为减少静子喷嘴与转子外 径间的漏气,在第三级喷嘴的内环上安装了气封扇形块。与二级喷嘴气封一 样 ,在气封扇形块的外径内侧加工有钩槽,以便将气封扇形块安装在喷嘴内 环上。并用气封固定销定位。在气封扇形块的内径,加工出长短不等的气封 齿,这些齿与转子隔圈外径上的凸凹不平的台阶,形成一迷宫式气封。同时, 在气封扇形块的进、排气两侧,各装有一轴向气封片,与迷宫式气封一道, 起着良好的密封作用。
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负载设备包括负荷齿轮箱和闭式空气冷却同步发电机及有关设备。为适 应户外安装的需要,这些设备加装有防风雨的罩壳。 除上述的主体部分外,机组还包括: a.架设于机组上方或侧向的进气装置,主要设备有进气过滤室 , 进气消音器及进气管道。 b.架设于机组顶上或侧向的排气装置,主要设备有排气消音器 、 排气管道及作热补偿使用的膨胀节。 c.设置于机组外侧的自动消防装置。 d.设置于机组外侧的压气机抽气处理装置(进气过滤器自清洁吹 扫用气)。 e.设置于进气过滤室下的备用空气压缩机装置(进气过滤器自 清 洁吹扫用气)。 f.设置于机组外侧的压气机水洗站。 g.设置于机组外侧的两台透平气缸冷却风机。 h.设置于机组外侧的润滑油油气分离系统。
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燃气轮机原理
基本原理: 燃气轮机主要由三大主机组成:压气机,燃烧室,透平。 压气机:对进气增压; 燃烧室:通过对压气机的压缩空气燃烧加热,增加工质的做功能力,增 加比容;(等压,增容); 透平:通过膨胀做功,将燃气的热能转变为对燃机大轴转动的机械能。 旋转的压气机就象一把风扇,将进气加压并驱动之进入燃烧系统。流体 工质在燃烧室中被燃烧,加热。透平则可看成是一个风车,为加热的流 体(燃气)驱动旋转来带动压气机,并通过旋转轴将多余的功输出(带 动发电机)。 燃气轮机的主体及其有关的部件,包括轴流式压气机、 燃烧室、燃气 透平等各部套,从压气机的进口法兰开始至燃气透平排气室的出口法兰 为止及一号轴 承、二号轴承等。上述部件全部安装于燃机间内公用底 盘之上。
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透平转子分解图
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透 平 转 子 透平转子是由三只叶轮,两只气封隔圈 ,定距轴及一个端轴, 经十二根长拉杆螺栓拉紧而成的一个组件。 每级叶轮的轮缘都被拉削 成具有枞树形的榫槽。三级动叶片分别轴向装入各个级的叶轮榫槽内, 并为锁紧销锁住而不致轴向窜出。各级动叶片的装拆,均无需解体透 平转子。 在透平转子的二只气封隔圈的外径处均 加工凸凹气封台阶,这 些台阶分别与透平二级喷嘴、三 级喷嘴的气封齿构成迷宫式气封,以 减 少高温燃气从此处泄漏。 在透平转子的半轴上,加工有二号轴颈。同一号轴颈共同担负着 支承转子于轴承中的任务。在 输出端有 法兰及其配合止口,通 过该 结 构与负荷联轴节相连,保持整个负荷端 的转子系统有良好的对中 性。 组装完好的压气机转子和透平通过压气机的第十七级叶轮和定 距轴上的凹凸止口予以紧密配合,达到 良好的对中,最后用高强度短 螺栓将两个转子拉紧。
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GE燃机F家族
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9FA燃机立体图
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6B燃机简介
燃气轮机是以连续流动的气体为工质、把热能转换为机械功的旋转式动力 机械。包括压气机、加热工质的设备、透平、控制系统和辅助设备等。
燃气轮机区别于汽轮机有三大特征:一是工质,它采用空气而不是水, 故可不用或少用水;二是多为内燃方式,使他免除庞大的传热与冷凝 设备,因而设备简单,启动和加载时间短,电站金属消耗量、厂房占 地面积与安装周期都成倍的减少,但直接燃用廉价而丰富的煤就变得 困难;三是高温加热高温放热,使它有更大的提高系统效率的能力, 但也使它在简单循环时热效率较低,且高温部件的制造需更多的镍、 铬、钴等高级合金材料,影响了使用经济性与可靠性。
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透平结构介绍
相对于压气机来说,透平的一个显著不同是工作气体温度高。因而, 透平在结构上还应满足下面一些要求。 (1)承受高的温度。 (2)承受热应力和热冲击。 (3)保持热对中。 静子:透平静子由气缸、静叶及支承和传力系统等组成。是透平中静止 的部件。 透平气缸 :透平气缸是燃气轮机中继压气机气缸之后的又一大的铸 造缸体 ,透平气缸肩负着透平通流部分的各动、静零部件支承与对 中,确保各零部件的轴向和径向的定位尺寸及各种间隙尺寸。由于 高温的燃气要 从透平气缸中的通流部分通过,因此,合理地组织好 热膨胀是很重要的,这一点不仅影响机组的安全运行, 也影响着机 组的性能。 转子:本机组的转子组件,由压气机转子、透 平转子及定距轴 组成。 各转子由配合止口对中,借螺栓将连接件紧牢。
燃气轮机简介
燃气轮机发电技术简介
编写:杨学峰
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GE 燃气轮机的发展
GE公司的工业型燃气轮机始于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4800马力的工业型燃气轮机于 1954年制成,用作机车的牵引动力,此后,功率增至5000马力,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。
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燃气轮机的简单循环 1)理想情况下燃气轮机的简单循环的四个过程组成: (1)压气机中空气的绝热压缩过程。 (2)燃烧室中的等压燃烧过程。 (3)透平中的绝热膨胀过程。 (4)排气在大气中的等压放热过程。 由此可见,循环是由两个等压过程及两个绝热过程组成 的。 在P-V图上和T-S图(温熵图)上的表示如下。
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压气机、燃机转子
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压气机组装
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压气机转子 压气机转子是由十七只叶轮组合的盘鼓式结构。 十七只叶轮盘通过十 六根长螺栓拉杆牢 牢地拉紧,而成为一整体。 轴上加工出一号轴颈、推力盘、各油封挡台阶,气 封挡台阶以及与辅 助联轴节相连的法兰。这 十七只轮盘的外径处被拉削制成燕 尾 形叶 根槽。压气机的各级动叶片,可分别装入与之对应的各级叶轮中去。
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透平二级喷嘴及气封 :经透平第一级动叶膨胀做功后的燃气流入 透平第二级喷嘴槽道内,继续膨胀做功。透平第二 级喷嘴由十六 只喷嘴扇形块构成。每只扇形块内有三只静叶片,48只静叶片。静 叶片与喷嘴扇形块的内外环铸为一个整 体,在其外环处,加工有 供安装用的止口凸肩。喷嘴扇形块通过该凸肩装在透平的第一级复 环和第二级复环的环形槽内。 为延长二级喷嘴的使用寿命,喷嘴 静叶片设计成空心结构,用压气机抽气予以冷却。 为使通流部分的高温燃气能充分在流道内膨胀做功,在透平二 级喷嘴内环处,设有气封扇形块,在 该气封的内径表面加工出带 有尖口 的若干个长短气封齿,同转子隔圈外径上的凸凹台阶构成 了迷宫式 的 气封结构。同时,在气封扇形块的两侧面有气封片, 与动叶片根部 的 气封台肩也构成一气封。所有这些,尽量使得燃 气不会从静子(喷嘴 内环)和转子外径间的间隙中无价值地流过。 在喷嘴气封下半的进排气侧,左、右两侧各装二只测量一级叶轮 后和二级叶轮前的轮间温度的热电偶元件。
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燃机外形见图、
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压气机示意图
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wk.baidu.com
压气机结构介绍
压气机的定子。
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压气机转子
压 气 机动叶片 :压气机动叶片共十七级,空气经 过十七级的压缩后流到燃烧室 中。每只动叶片都有 燕尾形叶根,这些叶片轴向地装入压气机各叶轮榫槽 内,然后经冲铆固定在叶轮上。
2013年11月8日星期五
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透平定子
第一级透平喷嘴由透平静叶和喷嘴内外环组成喷嘴扇形块 组件 ,共有 18 只扇形块,每个扇形块有二只静叶片。第 一级透平喷嘴共有36 只静叶片。这些喷嘴扇形块加工有双 排单侧倒 T 形钩台,可沿圆周方向装至透平转环钩槽内。 转环设有水平中分面,在水平中分面处 有支承搭子被压板 固定在透平气缸的下半水平中分面凹槽上。喷嘴在高温通 流部分中的位置是十分重要的。为此,在 喷嘴的上下半各 有一个起定位作用的偏心销,用以控制喷嘴 的中心位置。 在静叶内环与一级喷嘴支承环的外径相连处用垫片和螺 栓 固紧,以防止压气机的排气进入燃气流通道。 为使一级喷嘴在高温燃气流中保有一定的使用寿命,喷 嘴静叶片设计为空心的,用压气机排气予以冷却。
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透 平 动叶片
透平动叶片 透平动叶片共有三级。每级叶片均有枞树形的叶根,叶片从轴 向装入转子叶轮榫槽内,并为锁紧销所锁住而不致轴向移出。 第 二、三 级动叶片的叶顶,被加工出有气封齿的结构。这些气封齿 与装在透平缸内的第二、第 三级复环内壁的齿,形成一迷宫式气 封 结构,减少叶顶漏气。 三个级的动叶片的安装与拆卸,无需将整个透平转子解体。
P
2 3
T
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3
q1
s1
w1
s2
2
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W1= q1 –q2
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1 4 1
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q2
V
S1
S2
S
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6B机组简要说明
机组结构简要说明 PG6581B 快装式燃气轮机电站的主体由控制室、 燃气轮机间和负载设 备三大部分组成。 燃气轮机间(以下简称燃机间)装有燃气轮机及其辅机。所有这些设 备均装在一个大型的工字钢焊接底盘上,底盘上装有防风雨、隔音、 隔热罩壳。罩壳上有门、通风窗及可拆除的罩顶,便于设备的检查和维 修。室内设有消防系统。 燃气轮机由 17 级的轴流压气机、3级透平和 10 个分管式燃烧室组成。 燃机间的前端也称辅机间,其作用是容纳燃气轮机运行所需要的 各种 辅助设备,主要的有润滑油系统 、油箱(辅机间底盘内腔)、冷油器、 起动及盘车系统、辅助齿轮箱、燃料系统、就地仪表盘、液压油系统 等。 控制室为一个装有空调的独立隔间 ,位于辅机间前方并与辅机间成一 直线。控制室内容纳具有控制、指示和保护功能的设备,主要有轮机 控制盘、发电机控制盘、发电机保护盘及马达控制中心。
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