燃汽輪機專業(yè)培訓教案

1、燃汽輪機專業(yè)培訓教案一、燃氣輪機的分類 燃氣輪機和火電機組相比具有結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、污染小、效率高及安裝建設周期短等特點，近些年大批量的燃機電廠陸續(xù)投產(chǎn)發(fā)電。1、燃氣輪機的分類：工業(yè)型和航機改裝型 工業(yè)型燃氣輪機是地面上廣泛使用的機組，使用壽命長，可以作為電廠調(diào)峰使用。 航機改裝型燃氣輪機廣泛用于船舶業(yè)航空業(yè)，和工業(yè)型燃氣輪機相比體積較小，重量較輕。 此外按燃氣輪機的熱力特性分為簡單循環(huán)和聯(lián)合循環(huán)，按燃機轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)分為單軸和多軸燃氣輪機。2、聯(lián)合循環(huán)設備的介紹 聯(lián)合循環(huán)發(fā)電設備的配套可采用一臺燃氣輪機和一臺余熱鍋爐及一臺汽輪機“一托一的方式，也可以采用二臺燃氣輪機和二臺余熱鍋爐及一臺汽輪機“二托

2、一的方式，有的電站也采用多托一的方式。燃氣輪機的主要生產(chǎn)廠家 目前，我們公司燃機工程主要接觸的是B、E、F級燃機。世界主要的廠家是美國GE公司、德國Siemens公司、日本三菱公司及ABB公司。在我國，主要以E/F級燃機為主，大局部集中在江浙、深圳一帶。GE公司的PG9171E和PG9351FA為典型代表。Siemens公司以V94.2和V94.3為典型代表。日本三菱公司以M701F為典型代表。我國南京汽輪機電機和東方汽輪電機分別和美國GE公司、日本三菱公司合作，在我國境內(nèi)生產(chǎn)局部類型的燃機。在燃機結(jié)構(gòu)介紹中分別列舉不同廠家的設備加以說明。GE9FA聯(lián)合循環(huán)示意圖空氣過濾裝置余熱鍋爐燃氣輪機汽

3、輪機發(fā)電機二、燃汽輪機的設備結(jié)構(gòu) 燃氣輪機是以氣體為工質(zhì)、內(nèi)燃連續(xù)旋轉(zhuǎn)、葉輪式旋轉(zhuǎn)機械。主要有壓氣機、燃燒室和燃氣透平三大主要部件組成，還包括進氣過濾系統(tǒng)、附件齒輪箱等輔助設備。 根本流程：燃汽輪機整體結(jié)構(gòu)1、壓氣機 壓氣機由轉(zhuǎn)子和氣缸構(gòu)成，17-18級葉片鑲嵌在輪轂型轉(zhuǎn)子上，大容量的燃氣輪機壓氣機轉(zhuǎn)子18級，小容量的燃氣輪機壓氣機轉(zhuǎn)子17級。氣缸分為上氣缸和下氣缸。從空氣的流向可以把壓氣機分為進氣缸、壓氣缸和排氣缸，進氣缸和進氣過濾裝置連接大氣端，排氣缸和燃燒室相連透平端，為燃氣的燃燒提供充足的空氣量?？諝膺^濾裝置采用特殊材質(zhì)制造，對空氣進行凈化，空氣較臟，需要定期對過濾裝置清洗。壓氣機入口

4、導葉調(diào)整壓氣機的進氣量1.1 壓氣機轉(zhuǎn)子和透平轉(zhuǎn)子 壓氣機轉(zhuǎn)子 透平轉(zhuǎn)子1.2 壓氣機圖片壓氣機轉(zhuǎn)子及氣缸1.3 壓氣機入口導葉調(diào)節(jié)閥1.4 壓氣機氣缸及靜葉組 葉片組安裝在氣缸內(nèi)部1.5 空氣過濾裝置示意圖2 、燃燒室 燃燒室是燃氣輪機能量轉(zhuǎn)化的部件，燃料的化學能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮苓M入透平空間膨脹做功，最終熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能帶動發(fā)電機轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。燃燒室和透平承擔著1000以上的高溫。機組容量不同，燃燒器的數(shù)量也不同。PG6581B機組容量42MW，10個燃燒室，PG9171E機組容量125MW，14個燃燒室。不同的機組燃燒室的結(jié)構(gòu)也不同。根本包括火焰筒、聯(lián)焰管過渡段、燃料噴嘴。2.1 9FA燃燒室火焰筒

5、圖片 2.2 SIEMENSV94.2燃燒器燃燒室內(nèi)部結(jié)構(gòu) 專家在檢查燃燒室2.3 GE公司E級燃機燃燒室火焰探測器2.4 GE機組燃燒室的過渡段2.5 GE燃燒室的燃料噴嘴3、透平 透平是將壓氣機和燃燒器產(chǎn)生的高溫高壓燃氣熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能的設備。透平由轉(zhuǎn)子和氣缸組成。透平轉(zhuǎn)子一般是3-5級，容量越大的機組轉(zhuǎn)子的級數(shù)越多。氣缸分為上氣缸和下氣缸，氣缸的內(nèi)部圓周上安裝靜止葉片，氣缸上的靜葉片組分別和轉(zhuǎn)子的動葉組構(gòu)成一級。3.1 靜葉 靜葉持環(huán)3.2 動葉 葉輪上的動葉3.3 轉(zhuǎn)子壓氣機轉(zhuǎn)子和透平轉(zhuǎn)子鑄成一體 三、燃氣輪機的系統(tǒng)附件傳動系統(tǒng)啟動和盤車系統(tǒng)潤滑油系統(tǒng)液壓油系統(tǒng)控制油系統(tǒng)燃料系統(tǒng)危險氣

6、體檢測系統(tǒng)霧化空氣系統(tǒng)冷卻和密封系統(tǒng)閉式循環(huán)水系統(tǒng)消防系統(tǒng)通風照明系統(tǒng)壓氣機清洗系統(tǒng)壓氣機抽氣處理系統(tǒng)油霧別離及重油處理系統(tǒng)注水系統(tǒng)燃油機組抑釩劑系統(tǒng)1、附件傳動系統(tǒng)附件傳動系統(tǒng)主要有由附件齒輪箱及其驅(qū)動的設備組成 。起動時，附件齒輪箱將起動設備及變扭器組件輸出的扭矩傳遞給燃氣輪機軸。起動完成以后，又可逆向?qū)⑷細廨啓C軸輸出扭矩經(jīng)過相應的齒輪驅(qū)動以下各泵：燃油泵：燃料為油的系統(tǒng)中存在此設備，主要向 燃燒器提供高壓的、連續(xù)不斷的燃料油；主潤滑油泵：為主機提供潤滑油；主液壓泵：提供液壓油；主霧化空氣壓縮機：為燃料油提供霧化動力，燃料是油和液化天然氣LNG的機組存在此設備。2、啟動和盤車系統(tǒng)啟動系統(tǒng)是

7、區(qū)別于火電機組的重要特征之一，為燃氣輪機機組啟動提供動力。一般都采用起動機啟動的方式：電動機啟動、壓縮空氣或者柴油機啟動、發(fā)電機變頻啟動。在燃機點火到達自持轉(zhuǎn)速時，啟動系統(tǒng)自動脫開。此外，起動裝置還可以“冷拖機組，對機組進行高速盤車。盤車裝置是機組在啟動前或停機后使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，防止轉(zhuǎn)子的彎曲變形。3、潤滑油系統(tǒng)滑系統(tǒng)是任何一臺燃氣輪機中必備的一個重要的工作系統(tǒng)。它的作用是：在機組的啟動、正常運行以及停機過程中，向正在運行中的燃氣輪發(fā)電機組的各個軸承、傳動裝置及其附屬設備，供給數(shù)量充足的、溫度和壓力適宜的干凈的潤滑油，以確保機組平安可靠地運行，防止發(fā)生軸承燒毀，轉(zhuǎn)子軸頸過熱彎曲，高速齒輪法蘭變形等

8、事故。 潤滑油系統(tǒng)的主要設備：油箱及油箱加熱器等附件主潤滑油泵附件齒輪箱驅(qū)動)：機組正常運行過程中使用輔助潤滑油泵交流電機驅(qū)動：啟動和停機過程中使用應急油泵(直流電機驅(qū)動：廠用電消失情況下使用冷油器：為系統(tǒng)提供溫度適合的潤滑油濾油器：過濾油系統(tǒng)中小顆粒雜質(zhì)，為油系統(tǒng)提供質(zhì)量合格的潤滑油油系統(tǒng)閥門管道及熱工等 4、液壓油系統(tǒng)液壓油系統(tǒng)為燃料系統(tǒng)和進口可轉(zhuǎn)導葉系統(tǒng)的控制執(zhí)行元件提供所需要的高壓油。液壓油取自于機組的潤滑油系統(tǒng)。液壓油系統(tǒng)的主要部件有 一只主液壓泵：主軸驅(qū)動，機組正常運行時投運。 一只輔助液壓泵：電機驅(qū)動，機組啟動或停機級 盤車過程中投運。 兩個液壓油濾油器及其間的一個切換閥：為系統(tǒng)

9、提供合格的液壓油 兩套液壓油岐管組合：分別連接在兩個液壓油泵上。5、控制油系統(tǒng)控制油系統(tǒng)亦稱遮斷油系統(tǒng)，它是燃氣輪機根本的控制和保護系統(tǒng)，它連接于燃氣輪機控制盤和燃氣輪機部件之間，用來控制供給和切斷機組的燃料。來自機組潤滑油系統(tǒng)的遮斷油起著遮斷的作用燃機非正常停機和危急停機，同時使液壓信號傳遞給燃料截止閥，實行正常的起動和停機。當遮斷油管路里的油被切斷泄油時，液體燃料截止閥或氣體燃料速比截止閥通過彈簧的返回力關(guān)閥。6、燃料系統(tǒng)燃氣輪機即可以使用氣體作燃料，也可以使用液體作燃料。不同的機組有不同的要求。我們以GE公司6B機組為例進行講解。本機組具備使用雙燃料的功能。既可以燃用氣體燃料，也可以燃用

10、液體燃料，但液體燃料即可使用輕柴油，也可以使用重油。在運行工程中可以根據(jù)實際情況的需要進行燃料切換。主要講解氣體燃料：由用戶提供的氣體燃料進入機組氣體燃料系統(tǒng)時，首先經(jīng)過氣體燃料濾清器。其作用是用來濾除氣體燃料中夾帶的大塊的雜質(zhì)。濾清器可以水平安裝，也可垂直安裝，但排污口必須向下。濾清器必須定期排污，并取出濾芯進行清洗。氣體燃料組合閥是氣體燃料系統(tǒng)中最關(guān)鍵的一個部件。組合閥系由兩個獨立的閥速比閥和控制閥組成。氣體燃料首先經(jīng)過速比閥SRV，然后再經(jīng)過控制閥GCV去燃燒室。 燃料系統(tǒng)控制畫面流程7、危險氣體檢測系統(tǒng)為防止氣體燃料小室和輪機間出現(xiàn)過量的氣體燃料泄漏，設置了危險氣體檢測系統(tǒng)。該系統(tǒng)分探

11、頭和檢測儀兩局部。其中探頭共安裝在輪機間和氣體燃料小室內(nèi)。檢測儀安裝在控制室內(nèi)。當輪機間或氣體燃料小室的危險氣體的濃度到達規(guī)定的設定值時，檢測儀的報警繼 電器觸發(fā) MK V控制盤，MK V發(fā)出報警信息，提醒操作人員采取措施。8、霧化空氣系統(tǒng)霧化空氣主要用于燃燒液體燃料時將燃料霧化。在機組燃用液體燃料時，為使燃燒的更完全，需使燃料霧化得更好。為此，通入一股高壓旋轉(zhuǎn)的空氣，進一步打碎液體燃料的微小顆粒，使其充分霧化。從壓氣機排氣引來的空氣，首先進入霧化空氣前冷器，將霧化空氣壓縮機前的空氣降溫，到達適合霧化空氣壓縮機的入口所要求的溫度。從前冷器出來的空氣進入霧化空氣壓縮機，使空氣得以壓縮。然后由霧化

12、空氣總管至各支管，最終進入燃料噴嘴 9、冷卻和密封系統(tǒng)燃氣輪機組有許多高溫部件，這些零件在高溫下長期工作，必然會對其壽命有著很大的不利影響。為延長使用壽命，改善工作條件，減少熱應力、熱變形，使燃氣輪機組能長期穩(wěn)定工作，對機組采取冷卻措施是非常必要的。機組的冷卻密封便是對主要的高溫零部件進行空氣冷卻，對軸承采取空氣密封 。冷卻：為保證高溫部件溫度連續(xù)的工作，從壓氣機某級抽氣對透平噴嘴和其它高溫部件進行冷卻。密封：在機組正常運行時，從壓氣機某級級抽氣槽道中抽出的空氣，經(jīng)管道引至機組的1號軸承和2號軸承的油封處，用以封住滑油而不致外漏，空氣可通過排油管道隨排油進入油箱，最后可從排氣管排入大氣。10、

13、閉式循環(huán)水系統(tǒng)冷卻水系統(tǒng)是向透平支撐、潤滑油冷油器雙冷油器及霧化空氣冷卻器。提供冷卻水，使透平支撐、潤滑油及霧化空氣的溫度分別保持在規(guī)定范圍之內(nèi)，保證機組正常運行。閉式循環(huán)冷卻水站有兩套水泵裝置，一套用于運行，另一套處于備用狀態(tài)。 機組的所有冷卻水，包括進入透平支撐、冷油器、霧化空氣冷卻器以及從旁路流出的冷卻水，都從排水總管流出機組，最后進入閉式循環(huán)冷卻水站。冷卻水在冷卻水站中被外循環(huán)冷卻水系統(tǒng)冷卻后，再進入機組，于此循環(huán)不斷完成冷卻任務。11、消防系統(tǒng)任務：消防系統(tǒng)是燃氣輪機機組的一個重要保護裝置。一旦機倉室內(nèi)發(fā)生火災，該裝置立即自動滅火，我們以GE公司PG6851B機組的消防系統(tǒng)加以說明。

14、一旦機倉室內(nèi)發(fā)生火災，該裝置立即釋放二氧化碳氣體，同時關(guān)閉倉室的通風口。在初放系統(tǒng)釋放后30s內(nèi)使倉室內(nèi)二氧化碳容積濃度到達34%即為滅火濃度。為防止暴露在高溫金屬中的可燃性物質(zhì)在火災撲滅后再次復燃，補放系統(tǒng)可保持滅火濃度的時間不少于40min。滅火方式：自動滅火、應急電動滅火、應急手動滅火。滅火裝置包括：滅火裝置箱體、二氧化碳貯液瓶及瓶頭閥、啟動裝置、啟動管道、集流管、平安泄氣閥、液流單向閥、壓力開關(guān)、滅火劑管道、噴嘴、火災探測器、報警滅火控制器、聲光報警器、手動控制盒等。12、通風和照明系統(tǒng)通風6B：在輪機間罩頂上裝有罩殼通風機88BT-1，機組啟動點火后，此風機自動投入，將輪機間的熱空氣

15、抽到罩殼外使輪機間形成負壓，這樣外界的新鮮空氣通過輔機間和輪機間的通風窗進入輪機間，加速輪機間內(nèi)空氣對流，從而降低輪機間正常運行時的空間溫度，并使可燃性氣體混合物不易形成。 氣體燃料小室采用強制通風，外部空氣由罩殼門的底部百葉窗吸入，然后由頂部抽風機排出小室，這樣可盡量降低小室內(nèi)可燃氣體的濃度。 對于負荷齒輪箱裝有罩殼的機組，齒輪箱罩殼頂部裝有1臺通風機，將室內(nèi)的熱空氣抽出，到達通風散熱的目的。照明：輔機間、負荷齒輪箱間及發(fā)電機間均裝有交流220V及直流120V照明燈。正常運行或維修時交流照明燈工作，直流照明燈備用。當機組用交流電源發(fā)生故障時，直流照明燈自動投入。13、壓氣機清洗系統(tǒng)壓氣機清洗

16、系統(tǒng)的作用：清洗系統(tǒng)能有效地去除壓氣機透平葉片上的各種水溶性物質(zhì)以及各種油、煙沉積物，從而恢復壓氣機的壓比和流量，提高機組的出力。 壓氣機清洗系統(tǒng)設備構(gòu)成：壓氣機水清洗系統(tǒng)包括裝于壓氣機進氣口處固定式水洗噴嘴、水洗站及相應的聯(lián)接管道。水洗站包括以下主要設備： 離心式水泵、洗滌泵、電加熱器、水箱、洗滌箱電控盤、整體罩殼、公用底盤。透平清洗系統(tǒng)作用：燒重油類劣質(zhì)燃料時，由于燃料中所含灰份、微量金屬等各類雜質(zhì)較多，粘度較大，會在透平葉片上形成污垢沉積物，產(chǎn)生高溫腐蝕，影響機組性能，降低機組壽命，在這種情況下，對透平的清洗就尤為重要。透平清洗裝置同壓氣機清洗裝置。機組的清洗可在線清洗也可離線清洗，離線

17、清洗過程中轉(zhuǎn)子保持冷托狀態(tài)，一般采用離線清洗。14、壓氣機抽氣處理系統(tǒng) 壓氣機抽氣處理系統(tǒng)是一個帶有獨立底盤的空氣處理站，用于將抽自燃氣輪機壓氣機排氣的高壓高溫氣體做降溫、降壓、除濕處理后，供進氣過濾器反吹系統(tǒng) 。工作原理：從燃氣輪機壓氣機抽取壓縮氣體作為進氣過濾器的吹掃主氣源，是為了方便地獲取經(jīng)過過濾處理的潔凈氣體，并可靠地保證吹掃氣體的壓力，同時提高系統(tǒng)的可靠性。但由于壓氣機排氣為高溫，高壓氣體，故需要降壓、降溫，使氣體的參數(shù)滿足進氣過濾器掃吹控制系統(tǒng)的要求。在降溫過程中，氣體會產(chǎn)生冷凝現(xiàn)象，有凝結(jié)水析出，這是進氣過濾元件所不許可的，故需進行枯燥除濕處理。為此，空氣處理站中采用翅片管，通過與大氣的對流換熱使氣體降溫，采用壓力調(diào)節(jié)閥對壓力進行調(diào)整，并配有一套雙聯(lián)可自動切換的空氣枯燥器進行枯燥除濕處理?？諝馓幚碚居幸痪偷乜刂葡?，將由馬達控制中心來的220V電源分為兩路，一路直接送至空氣枯燥器的控制器，一路控制排放電磁閥?？諝饪菰锲髯陨砼溆锌刂破?，可完成雙聯(lián)枯燥元件的自動切換及其它功能。排放電磁閥的控制由裝在就地控制箱內(nèi)的一只時間