燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介課件

燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)介紹

V94.3A技術(shù)特點燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介主要內(nèi)容聯(lián)合循環(huán)機組的特點燃氣輪機型號燃氣電廠的分類和分布西門子燃氣輪機的技術(shù)特點燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介燃氣輪機余熱鍋爐蒸汽輪機燃料空氣給水蒸汽燃氣蒸汽聯(lián)合循環(huán)生產(chǎn)流程凝汽器燃機發(fā)電機汽機發(fā)電機燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介聯(lián)合循環(huán)機組的特點效率高排放少出力受環(huán)境溫度影響大可靠性高占地少耗水量少自動化程度高，運行人員少

燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介聯(lián)合循環(huán)機組的特點——效率高350MW級聯(lián)合循環(huán)機組效率可達到58%，比常規(guī)機組高出15-18%，折合標煤212g/kwh，比常規(guī)1000MW發(fā)電煤耗（290~300g/kwh左右）低很多。燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介聯(lián)合循環(huán)機組的特點——排放少最低的環(huán)境污染排放。天然氣發(fā)電，二氧化碳排放量約為燃煤電廠的42%，氮氧化物排放量則不到燃煤電廠的20%，二氧化硫排放幾乎為零?？擅黠@減輕日益嚴重的環(huán)保壓力。燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介聯(lián)合循環(huán)機組的特點——可靠性高燃氣發(fā)電實現(xiàn)：自動、保護投入率100%啟停速度快系統(tǒng)相對簡單、輔機相對較少，整機可靠性高可真正實現(xiàn)AGC控制燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介聯(lián)合循環(huán)機組的特點——出力和環(huán)境溫度關(guān)系燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介聯(lián)合循環(huán)機組的特點——出力和環(huán)境溫度關(guān)系環(huán)境溫度升高時，空氣密度減小，燃氣輪機的吸氣容積流量基本恒定，所以，環(huán)境溫度升高，必然導(dǎo)致燃氣輪機質(zhì)量流量減小，出力下降。燃氣輪機中壓氣機的耗功是隨環(huán)境溫度的升高而增大的，而透平的膨脹功并不隨環(huán)境溫度升高而增大，所以，環(huán)境溫度升高時，燃氣輪機的效率必然下降。燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介聯(lián)合循環(huán)機組的特點——占地少與同容量火電廠相比，聯(lián)合循環(huán)電廠占地面積只有火電廠的30-40%，建筑面積也只有火電廠的20%。燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介聯(lián)合循環(huán)機組的特點——耗水量少燃氣輪機不需要大量冷卻水，單循環(huán)機組只需火電廠2%~10%，聯(lián)合循環(huán)機組只需同容量火電廠的1/3左右。燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介聯(lián)合循環(huán)機組的特點——自動程度高，運行人員少聯(lián)合循環(huán)電廠采用先進的集散式控制系統(tǒng)，控制人員可以大大減少，一般只有同容量火電廠人員的20%~25%。燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介燃機和聯(lián)合循環(huán)機組型號主要燃機廠家美國GE/哈爾濱電氣日本三菱/東方電氣德國SIEMENS/上海電氣法國ALSTOM（無轉(zhuǎn)讓）通過以市場換技術(shù)，國外燃機廠家已經(jīng)將制造技術(shù)分別轉(zhuǎn)讓給國內(nèi)三大動力集團關(guān)鍵部件在國內(nèi)的合資廠生產(chǎn)燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介燃機和聯(lián)合循環(huán)機組型號燃機種類重型：工業(yè)用、大型，一般出力在4萬kW以上。輕型：航空改型、小型，一般出力在4萬kW以下。頻率：50HZ、60HZ燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介燃機和聯(lián)合循環(huán)機組型號美國GE燃機型號：LM6000（輕型）、PG9171FA（重型）PG6541B——6BPG6101FA——6FAPG7111EA——7E（60HZ）PG9171E——9EPG9351FA——9FA，9FB9H燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介燃機和聯(lián)合循環(huán)機組型號1=PG—箱裝式發(fā)電設(shè)備(PackageGeneration)；2=系列號，3、5、6、7、93=輸出功率，以英制馬力為單位的近似值4=軸的數(shù)量，單軸或雙軸5=型號，B、E、F、G、H等燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介燃機和聯(lián)合循環(huán)機組型號聯(lián)合循環(huán)機組型號（GE）S109FAS：STAG-STeamAndGas字首1—燃氣輪機的臺數(shù)0—沒有意義9—燃氣輪機系列號FA—燃氣輪機型號燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介燃機和聯(lián)合循環(huán)機組型號

S209E2臺9E燃機組成的聯(lián)合循環(huán)一般1套9E組成的聯(lián)合循環(huán)機組出力約180MW左右。2×S109FA2套9FA組成的聯(lián)合循環(huán)，每套1臺燃機一般1套9F組成的聯(lián)合循環(huán)機組出力約400MW左右。燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介燃機和聯(lián)合循環(huán)機組型號德國SIEMENS/上海電氣燃機型號SGT5-2000E、SGT5-4000FSGT表示SiemensGasTurbine2000E、4000F相當于GE的9E、9F系列聯(lián)合循環(huán)機組型號SCC5-4000FCC表示聯(lián)合循環(huán)表示1套9F系列燃機組成的聯(lián)合循環(huán)機組燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介燃機和聯(lián)合循環(huán)機組型號燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介燃機和聯(lián)合循環(huán)機組型號日本三菱（MHI）/東方燃機型號D、F、G、HM501D、M701F、M701H聯(lián)合循環(huán)機組2×M701F2臺燃機燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介9F系列燃機及聯(lián)合循環(huán)出力生產(chǎn)廠家燃機型號ISO工況燃機出力聯(lián)合循環(huán)機組出力GE/哈爾濱PG9351FA255.6MW395MWPG9371FB284MW426MW三菱/東方M701F3270.3MW406MWM701F4312MW455MW西門子/上海SGT5-4000F（2）271MW406MWSGT5-4000F（4）287MW430MW燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介燃機和聯(lián)合循環(huán)機組型號常規(guī)燃機（第二代）單循環(huán)出力為150MW等級、燃燒溫度低于1205℃，也即“E”級及以下燃機先進的燃機（第二代）單循環(huán)出力為250MW等級、燃燒溫度約1315℃，也即“F”級燃機最新型燃機（第三代）單循環(huán)出力為300MW等級、燃燒溫度約1425℃，也即“G”或“H”級燃機燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介燃機和聯(lián)合循環(huán)機組型號最新型燃機GE公司的9001H型（有定貨）西門子公司的SGT5-8000H型（開發(fā)成功）三菱公司的M701G型（10幾臺運行）沒有轉(zhuǎn)讓國內(nèi)燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介最新型燃機介紹公司機組型號投入年份輸出功率/MW效率/%燃燒溫度/℃排放水平/ppmGEMS9001H2001292.00039.5142725西門子SGT-8000H2008340.00039.51427＜25三菱M701G2005334.00039.5150025燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介GE公司MS9001H燃氣輪機第1臺MS9001H燃氣輪機與1臺汽輪機組成的S109H聯(lián)合循環(huán)電站額定功率為480MW,熱效率60%，NOx排放濃度25ppm

，于2003年9月正式投入商業(yè)運行。H型燃氣輪機的壓氣機壓比為23，空氣流量為685kg/s.壓氣機的進口導(dǎo)葉(IGV)和前4級靜葉(VSV)均可調(diào)，以控制空氣流量，適應(yīng)環(huán)境溫度的變化和不同運行工況的要求。燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介GE公司MS9001H燃氣輪機4級軸流透平氣缸采用蒸汽冷卻，前2級采用閉式循環(huán)蒸汽冷卻，第3級為空氣冷卻，第4級無冷卻。閉式蒸汽冷卻替代了葉片燃氣通道側(cè)的氣膜冷卻，加大了葉片壁中的溫度梯度。這種冷卻方法使葉片材料中產(chǎn)生更高的熱應(yīng)力，所以第1級透平葉片使用單晶超級合金材料，并涂以陶瓷隔熱涂層。燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介GE公司MS9001H燃氣輪機常規(guī)的燃氣輪機中，用壓氣機排氣冷卻第1級噴嘴。經(jīng)過第1級噴嘴后，燃氣溫度將下降155K；而H級機組中，經(jīng)過第1級噴嘴后，燃氣的溫降小于4K，從而使轉(zhuǎn)子進口燃氣溫度達到1400℃等級，比F級機組提高100K，但燃燒室中的燃燒溫度并未提高，保證機組的NOx排放水平不提高。燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介西門子公司SGT--8000H燃氣輪機2007年冬季第一次點火，并準備于2008年開始進行簡單循環(huán)運行鑒定。它是完全用空氣冷卻的機組，也是世界上最大的完全空氣冷卻的燃氣輪機。13級軸流式壓氣機，壓比19，進口導(dǎo)葉和前3級靜葉可調(diào)，確保機組部分負荷運行時具有高的效率，易于啟動。燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介西門子公司SGT--8000H燃氣輪機4級軸流透平，前3級均采用空氣冷卻，第4級無冷卻，轉(zhuǎn)子前燃氣溫度1427℃。第1級動靜葉采用單晶超合金材料并涂以耐熱涂層，已具有承受近1500℃高溫的能力；第2級葉片上涂敷了熱障涂層。由SGT--8000H機組組成的聯(lián)合循環(huán)的額定凈輸出功率超過530MW，效率超過60%。燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介三菱重工--G系列燃氣輪機三菱重工(MHI)的G系列燃氣輪機用于60Hz的是501G機型,用于50Hz的是701G機型。MHI的G型機相對于F型機來說，透平進口溫度從1400℃級提高到了1500℃級。701G2（燃機輸出功率334MW）效率39.5％，聯(lián)合循環(huán)功率489.MW，效率58.7％。燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介三菱重工--G系列燃氣輪機701G2型壓氣機分別為14級，壓比21,空氣流量738kg/s，保持原來25x10-6的NOx排放水平。4級透平，第1級和第2級動葉采用定向凝固澆鑄法制造。透平采用空氣冷卻。燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介燃氣電廠的分類簡單循環(huán)只有燃機和旁路煙囪聯(lián)合循環(huán)包括燃氣輪機、蒸汽輪機、余熱鍋爐、發(fā)電機等燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介燃機電廠的布置方式布置方式單軸：燃機、汽機、發(fā)電機在同一根軸上多軸：燃機、汽機和發(fā)電機不在同一根軸上一拖一：1臺燃機拖動1臺汽機二拖一：2臺燃機拖動1臺汽機燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介GTGHRSGGGTHRSGSTG二拖一多軸聯(lián)合循環(huán)機組燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介二拖一多軸聯(lián)合循環(huán)機組效果圖燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介GTHRSGSTGHRSGGTGST一拖一單軸聯(lián)合循環(huán)機組GE,三菱SIMENS，ALSTOM燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介一拖一聯(lián)合循環(huán)電廠示意圖燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介造價及成本情況機組越大，單位投資越小對9E系列，3600元/千瓦左右對9F系列，3400元/千瓦左右對9E系列，每立方米天然氣發(fā)4度對9F系列，每立方米天然氣發(fā)5度燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介西氣東輸天然氣管線及電廠分布燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介公司氣源管道燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介燃氣電廠的分布--GE燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介燃氣電廠的分布--三菱燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介燃氣電廠的分布--西門子燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介燃氣輪機主要輔助設(shè)備及系統(tǒng)燃氣輪機壓氣機燃燒器（室）、透平燃機進氣系統(tǒng)冷卻和密封系統(tǒng)燃機罩殼消防系統(tǒng)燃料模塊燃機控制系統(tǒng)潤滑油、頂軸油系統(tǒng)燃機液壓油系統(tǒng)燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介V94．3A燃氣輪機概況V94.3A燃氣輪機的設(shè)計基于西門子可靠的V94.2機型，V94．2堅固耐用的特性已通過200多臺機的7萬次啟動和400多萬運行小時得到驗證。V94．3A燃氣輪機從1997年英格蘭的首臺機組開始，已安裝（72）200多臺，總運行小時數(shù)為1546000當量運行小時.中國首臺V94．3A燃氣輪機2005年安裝于上海石洞口電廠。燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介V94.3A燃機結(jié)構(gòu)燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介V94.3A燃機結(jié)構(gòu)燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介

天然氣管道排氣管道冷卻空氣管道燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介V94．3A燃氣輪機主要設(shè)計特點燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介V94．3A燃氣輪機燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介V94．3A燃氣輪機--質(zhì)量流量燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介V94．3A燃氣輪機主要設(shè)計特點與發(fā)電機連接方式：采用冷端驅(qū)動通過3S離合器與蒸汽輪機連接HRSGGTGSTSIMENSV94.3A燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介西門子單軸方案燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介西門子采用SSS離合器的單軸方案--優(yōu)點:當汽輪機發(fā)生故障或檢修時，燃氣輪機可以作單循環(huán)運行，增加了運行靈活性。啟動快,啟動機耗功少；不需要大容量的輔助鍋在啟動時為汽機提供冷卻蒸氣。冷凝器在運轉(zhuǎn)層，減少土建工期與費用。燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介V94.3A--軸系布置示意圖燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介SSS離合器A：爪B：離合器齒C：滑動部件D：花鍵E：輸入軸F：輸出環(huán)G：棘輪齒燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介SSS離合器---工作原理當輸入軸E轉(zhuǎn)動起來，滑塊C會隨著它轉(zhuǎn)動直到一個棘輪齒G會接觸到輸出離合器環(huán)（F）上面的爪（A）的一端來阻止滑塊的轉(zhuǎn)動超過輸出離合器環(huán)。燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介SSS離合器---工作原理當輸入軸連續(xù)地轉(zhuǎn)動，滑塊會沿著輸入軸的花鍵軸向移動。當棘輪齒與爪端接觸，離合器嚙合齒會精確地對中準備內(nèi)嚙合并且將沿直線光滑地滑動。隨著滑塊與輸入軸嚙合，爪會和棘輪齒脫離連接來允許棘輪齒進入側(cè)面連接。燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介SSS離合器---工作原理當滑塊通過連接輸入軸的終端來完成其移動，此時，離合器齒完全嚙合而爪不承受任何負載，來自輸入軸的驅(qū)動力矩才被傳輸。燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介V94.3A燃氣輪機---轉(zhuǎn)子燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介V94.3A燃氣輪機---轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子將壓氣機和透平段連接在單個軸上，并支撐在兩端的軸承上。轉(zhuǎn)子由前后軸頭、一個中空段以及19組輪盤以及起聯(lián)接作用的中心螺栓組成。空心軸和輪盤用一個中心拉桿拉緊在一起。輪盤與輪盤之間通過端面齒對中，在機組正常工作時通過端面齒來傳遞扭矩.燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介V94.3A燃氣輪機---轉(zhuǎn)子V94．3A機組輪盤通過端面齒可以單個輪盤自由膨脹，同時通過中心拉桿可以保證轉(zhuǎn)子的中心度相同，從而有效地避免了各級輪盤脹差對轉(zhuǎn)子變形的影響。各級葉片可以軸向拆卸安裝，由于氣缸均為中分面結(jié)構(gòu)，所以在進行葉片檢修時可以不必將轉(zhuǎn)子吊出，而直接開缸對葉片進行檢查與調(diào)換。燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介V94.3A燃氣輪機---轉(zhuǎn)子特點(1)葉輪之間通過端面齒嚙合(2)葉輪之間通過中心拉桿軸向固緊(3)輪盤通過端面齒可以單個輪盤自由膨脹(4)各級葉片軸向拆卸安裝比較方便燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介V94.3A燃氣輪機---轉(zhuǎn)子設(shè)計優(yōu)勢：轉(zhuǎn)動平穩(wěn)：重量輕、高剛度的設(shè)計特點使轉(zhuǎn)子可以滿足快速啟動的要求在任何運行條件下各級輪盤均可以單獨自由膨脹在第一次完成動平衡后在檢修期間拆裝輪盤后不用再做動平衡燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介V94.3A燃氣輪機---轉(zhuǎn)子最佳的透平冷卻空氣抽取方式：冷卻空氣取自壓氣機不同的最佳壓力級，經(jīng)過緊固螺栓與葉輪之間的間隙而進入透平段，冷卻空氣通過輪盤或持環(huán)上的孔通入各級動靜葉片，已達到冷卻葉片的目的燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介V94.3A燃氣輪機---轉(zhuǎn)子燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介V94.3A燃氣輪機---轉(zhuǎn)子快速啟動：由于轉(zhuǎn)子采用中空設(shè)計，重量輕，利用發(fā)電機作為啟動的電動機，可使其在6分鐘內(nèi)達到額定轉(zhuǎn)速。燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介V94.3A燃氣輪機---壓氣機型式：軸流式額定轉(zhuǎn)速：3000r/min葉片級數(shù)：15級壓氣機壓比：17進口導(dǎo)葉：可調(diào)燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介V94.3A燃氣輪機---壓氣機原理：

氣體從進口流入壓氣機，經(jīng)收縮器時流速得到初步提高，進口導(dǎo)葉使氣流改為軸向，同時還起擴壓管的作用，使壓力有所提高。轉(zhuǎn)子在外力作用下作高速轉(zhuǎn)動，裝在轉(zhuǎn)子上的動葉片推動氣流，使氣流獲得很高的流速。高速氣流進入導(dǎo)葉，氣流動能降低而壓力升高，相鄰導(dǎo)葉葉片間的通道相當于一個擴壓管。氣體流經(jīng)每一級連續(xù)進行類似的過程，使氣體壓力逐漸升高。

燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介壓氣機靜態(tài)壓力分布燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介V94.3A燃氣輪機---壓氣機燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介V94.3A燃氣輪機---壓氣機1.IGV系統(tǒng)2.防喘放氣系統(tǒng)3.進氣系統(tǒng)4.水洗系統(tǒng)燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介壓氣機進氣可調(diào)導(dǎo)葉（IGV）通常在壓氣機第一級動葉前還有一列靜止固定的葉片，稱為進口導(dǎo)流葉片（inletguidevane，簡稱IGV），用來控制進入第一級動葉前的氣流方向。壓氣機進口導(dǎo)葉控制就是當機組啟?；蛘{(diào)整負荷時，通過調(diào)節(jié)IGV葉片角度的變化，限制進入壓氣機的空氣流量，從而達到保護機組安全運行、提高運行效率的目的。燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介壓氣機進氣可調(diào)導(dǎo)葉（IGV）

可調(diào)進口導(dǎo)葉片的兩端面裝有銷子，以插入內(nèi)環(huán)和外環(huán)。葉片與內(nèi)環(huán)接觸的一端起到定位旋轉(zhuǎn)的作用，與外環(huán)接觸的一端，在液壓傳動機構(gòu)的驅(qū)動下，外環(huán)繞氣缸周向轉(zhuǎn)動，帶動葉片進行旋轉(zhuǎn)，從而達到調(diào)節(jié)葉片角度的目的。燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介壓氣機進氣可調(diào)導(dǎo)葉（IGV）通過調(diào)整這個進口導(dǎo)葉的角度來調(diào)整氣流通過壓氣機進入透平的壓縮空氣量。當進口導(dǎo)葉片打開時，通過燃機的空氣量增加，關(guān)閉時則減少。在相同量的燃料供給的情況下，當葉片角度開大時透平出口溫度下降，反之亦然。如果燃料和空氣量同時增大或減少，透平的出口溫度將產(chǎn)生處在一個穩(wěn)定出口溫度。燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介壓氣機進氣可調(diào)導(dǎo)葉（IGV）IGV系統(tǒng)的作用：1、在燃機啟動，停機過程低轉(zhuǎn)速過程中,起到防止壓氣機發(fā)生喘振的作用。2、IGV的溫控作用，當燃機用于聯(lián)合循環(huán)部分負荷運行時,通過關(guān)小IGV的角度,減小進氣流量,使燃機的排煙溫度保持在較高水平,以提高聯(lián)合循環(huán)裝置的總體熱效率。3、機組啟動時，關(guān)閉IGV，壓氣機進氣流量減小，使機組的啟動力矩減小，減小啟動過程中壓氣機的功耗，有利于減小啟動裝置的配置功率。在啟動功率不變的情況下，可以縮短啟動加速的時間。燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介壓氣機--旋轉(zhuǎn)失速一個或多個低速氣流區(qū)以小于壓氣機轉(zhuǎn)速的速度向壓氣機旋轉(zhuǎn)方向作旋轉(zhuǎn)運動，這種非穩(wěn)定工況被稱為旋轉(zhuǎn)失速低速氣流區(qū)的生成：壓氣機在一定轉(zhuǎn)速下運行時，由于某種原因而出現(xiàn)流量增大或減小，產(chǎn)生負沖角和正沖角，氣流就會在葉背（吸力面）或葉盆（壓力面）處分離。燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介壓氣機--旋轉(zhuǎn)失速+i-iw1w1w1u燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介壓氣機--旋轉(zhuǎn)失速葉背分離燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介壓氣機喘振燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介壓氣機喘振的定義壓氣機沿氣流運行方向具有正向壓力梯度，當流量減少，葉背氣流嚴重失速時，可能堵塞壓氣機通道，下游的高壓氣體會產(chǎn)生倒流而使壓氣機正向壓力梯度消失，這時氣流在葉片的作用下又會沿正方向流動，但流量過小，失速區(qū)又會迅速擴大而產(chǎn)生堵塞，導(dǎo)致下游氣體再度倒流。如此反復(fù)，就產(chǎn)生了氣流劇烈的軸向振蕩，這就是喘振燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介喘振的產(chǎn)生過程流量減少旋轉(zhuǎn)失速流量繼續(xù)減少葉背氣流嚴重失速堵塞壓氣機通道下游的高壓氣體會產(chǎn)生倒流正向壓力梯度消失葉片作用氣流又沿正方向流動流量過小，失速區(qū)又會迅速擴大而產(chǎn)生堵塞下游氣體再度倒流軸向振蕩喘振反復(fù)燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介壓氣機放氣機構(gòu)防喘原理示意圖當壓氣機工作轉(zhuǎn)速小于設(shè)計值時，首級將發(fā)生旋轉(zhuǎn)失速，并可能導(dǎo)致喘振；當壓氣機工作轉(zhuǎn)速大于設(shè)計值時，末級將發(fā)生旋轉(zhuǎn)失速，并可能導(dǎo)致喘振。燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介壓氣機喘振的主要特征音調(diào)低而沉悶；非常強烈的機械振動；轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定；推力突然下降并大幅波動。壓氣機出口總壓和流量大幅度波動燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介壓氣機的防喘措施從壓氣機中間級放氣可調(diào)進口導(dǎo)流葉片和靜葉片分軸壓氣機指導(dǎo)思想：

通過減小非設(shè)計工況的沖角變化來保持壓氣機工作的穩(wěn)定性燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介壓氣機--進氣系統(tǒng)燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介壓氣機--進氣系統(tǒng)燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介壓氣機--進氣系統(tǒng)燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介壓氣機--進氣系統(tǒng)燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介壓氣機--水洗系統(tǒng)由于工作環(huán)境的影響，工作一段時問后，在葉片表面會形成積垢，當積垢達到一定程度時不但會嚴重影響葉片的壽命，還將對壓氣機的效率產(chǎn)生不利影響，因此無論是SIEMENS，還是GE、三

菱的機組均配置了水洗設(shè)備，定期對壓氣機葉片進行清洗。燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介壓氣機--水洗系統(tǒng)分類在線水洗離線水洗燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介壓氣機--水洗系統(tǒng)燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介壓氣機離線水洗要求：(1)燃機停運后盤車6h，使燃機各部件進行充分地冷卻；(2)使用德國生產(chǎn)的愛爾克令清洗液，按照1：10的比例配好約500L清洗液；(3)全開燃機IGV進氣導(dǎo)葉，全開進氣擋板和鍋爐煙囪擋板，利于清洗液更好地到達壓氣機后幾級葉片；(4)啟動燃氣輪機水洗程序，升速至300r／min時噴入清洗液。當燃機轉(zhuǎn)速降至低于800r／min時停止噴人清洗液。并打開壓氣機和透平底部排污閥進行排污。此過程反復(fù)操作兩次；燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介壓氣機離線水洗(5)對葉片浸泡一段時間后進行漂洗程序；(6)采用與水洗液清洗同樣的操作，用除鹽水對壓氣機葉片漂洗三次；(7)漂洗結(jié)束后，開啟各排污閥至無水流出，啟動機組進行干燥；(8)啟動燃機至全速，根據(jù)電網(wǎng)要求帶負荷(在30％的基本負荷停留一段時間進行烘干)或者全速運行一段時間后停機備用。燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介壓氣機--水洗系統(tǒng)燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介V94.3A燃氣輪機---透平透平由四級葉片組成，通常情況下機組的壓氣機部分消耗整體功率的2／3以上，以單機效率為260MW計算，四級葉片的出力為780MW，四級葉片完成這么高的出力，對葉片的結(jié)構(gòu)強度提出了很高的要求，由于燃燒室出口溫度在1300℃的數(shù)量級，所以前三級通常情況下采用定向結(jié)晶葉片，第四級葉片則仍采用高溫合金葉片。燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介透平葉片動葉片靜葉片1～2級動葉片為單晶葉片，外面加兩層涂層第3級動葉片為定向結(jié)晶葉片，加一層涂層第4級由于溫度相對比較低，所以采用為一般材料的鍛件各級葉片均有空氣冷卻孔燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介透平---冷卻介質(zhì)目前在燃氣透平中廣泛采用的是開式冷卻系統(tǒng)，冷卻空氣從壓氣機引出，對透平需要冷卻部位進行冷卻后排入透平通道的燃氣中。這一方案比較簡單，結(jié)構(gòu)上容易實現(xiàn)，缺點是引用了部分經(jīng)過壓氣機壓縮的空氣，會帶來額外損失和作功量的減少。而且隨著增壓比的增加，冷卻空氣本身溫度增高，冷卻效果變差。燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介透平---冷卻介質(zhì)(a)開式空氣冷卻(b)閉式蒸汽冷卻燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介冷卻和密封空氣系統(tǒng)透平葉片進行空氣冷卻，防止透平葉片材料溫度超出其最大允許溫度。在機械設(shè)計時，考慮到用高壓空氣來密封燃氣輪機中的裂隙、間隙和空心的空間，防止灼熱燃氣進入這些區(qū)域。用于此種目的的空氣由壓氣機抽出，同時輸送至透平葉片、轉(zhuǎn)子和缸體，用于密封和冷卻。由于冷卻空氣在絕大多數(shù)情況也具有密封功能，故下面對冷卻空氣與密封空氣不作區(qū)分燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介工作原理作用在不同位置透平葉片上的冷卻空氣要求不同的壓力水平，故抽氣點位于相應(yīng)的壓氣機級上。一部分冷卻空氣通過外部抽氣管道流入透平外殼上各自的接口，并從接口出發(fā)通過靜葉持環(huán)流入要求冷卻的透平級葉片。另一部分冷卻空氣通過內(nèi)部通道流至透平各級葉片燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介冷卻空氣源燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介冷卻氣流對透平效率的影響：1）從葉片流出的冷卻空氣會改變?nèi)~片的阻力特性，可能增加阻力；2）冷卻空氣在流過冷卻通道時有壓力損失，因此當它進入下游混合時，壓力較低，使混合后的燃氣壓力下降，混合時還有附加損失；3）因為燃氣主流和冷卻空氣之間混合時有熱交換，燃氣的膨脹功減小。燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介葉片的冷卻方式：對流冷卻沖擊冷卻氣膜冷卻綜合冷卻燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介葉片的冷卻方式：燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介對流冷卻它在葉片中間沿半徑方向有一組大小不同、型式不同的小孔，冷卻空氣和燃氣在葉片壁面二側(cè)流過，通過冷卻空氣進行對流傳熱降低葉片壁溫。對流冷卻的冷卻空氣通常采用從動葉葉尖排出至主燃氣流中的方法。冷卻空氣的排出除靠冷卻空氣本身的壓力外，還可借離心作用甩出，增加了流動速度，改善冷卻效果。燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介沖擊冷卻在空心的葉片內(nèi)部加一導(dǎo)管，導(dǎo)管上開有許多小孔，冷卻空氣自小孔流出直接向被冷卻的葉片內(nèi)表面噴射進行冷卻，故稱沖擊冷卻，實質(zhì)上也是對流冷卻。通常，葉片以進氣邊頭部溫度最高，故沖擊冷卻首先用于改善頭部的冷卻。燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介氣膜冷卻在葉片前緣處的壁面上開有許多排小孔，冷卻空氣從空心葉片的小孔或縫隙順著燃氣流動的方向流出，在葉片表面形成一層薄膜，把葉片表面與燃氣隔開，減少燃氣對葉片表面的熱交換，既對葉片起保護作用，同時又冷卻葉片。燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介綜合冷卻當進口初溫進一步提高時(如達到1260～1350℃)，為了提高冷卻效果和使葉片各部位的溫度趨于均勻，僅采用內(nèi)對流冷卻的方式還不足以保證葉片材料的熱強度。這時，往往把上述各種冷卻方式聯(lián)合應(yīng)用。燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介透平葉片的冷卻透平不同級的葉片需要不同壓力等級的冷卻空氣，因此，冷卻系統(tǒng)從壓氣機的不同位置抽取壓縮空氣到透平動、靜葉片。燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介透平葉片的冷卻第1級透平第1級導(dǎo)葉片以及第1級動葉片的冷卻空氣直接從壓氣機出口引入葉片的冷卻腔室。燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介透平葉片的冷卻燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介透平葉片的冷卻燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介透平葉片的冷卻燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介透平葉片的冷卻燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介透平葉片的冷卻第2級透平第2級靜葉片的冷卻空氣抽自壓氣機13級出口的壓縮空氣，通過冷卻空氣管道將空氣從壓氣機傳輸?shù)酵钙綒飧椎谝粋€冷卻腔室，冷卻空氣通過第2級葉片上的工藝孔從葉片的內(nèi)部通過的四種冷卻方式冷卻靜葉片。燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介透平葉片的冷卻動葉片冷卻氣體來自壓氣機12級后的壓縮空氣。冷卻空氣通過轉(zhuǎn)子輪盤上的端面齒以及工藝間隙傳輸?shù)絼尤~片內(nèi)腔室，然后通過葉片上的冷卻工藝孔把冷卻空氣傳輸?shù)饺~片的表面，達到冷卻第2級動葉片內(nèi)、外表面的目的。燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介透平葉片的冷卻第3級第3級透平靜葉片的冷卻空氣來自壓氣機第9級出口，在壓氣機缸上、下半分別有一根空氣管道把壓縮空氣傳輸?shù)酵钙礁妆谂c透平持環(huán)的第二個腔室。冷卻過程與第2級靜葉片相同。燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介透平葉片的冷卻第3級透平動葉片的冷卻空氣通過轉(zhuǎn)子工藝間隙從壓氣機第10級出口引入冷卻空氣來冷卻動葉片。高溫燃氣通過前兩級葉片做功，氣體溫度大大降低，對葉片的冷卻工藝要求相對較低，因此第3級透平動葉片表面沒有工藝冷卻孔，只是使壓縮空氣從葉片的內(nèi)部流過。在葉片內(nèi)部腔室主要以對流冷卻與沖擊冷卻兩種方式來冷卻動葉片。燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介透平葉片的冷卻第4級當高溫燃氣通過三級透平葉片做功之后，溫度變低，直接在壓氣機第5級動葉出口通過一根管道將壓力較低的壓縮空氣引入透平缸與透平持環(huán)的第三個腔室，一部分氣體用于冷卻第4級透平葉片，另外一部分氣體引入氣封環(huán)，達到密封空氣的作用。燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介透平葉片的冷卻透平第4級動葉片的工作溫度大約在600℃數(shù)量級，通常情況下高溫合金材料完全可以滿足此溫度的要求，所以在V94．3A機組中第4級動葉片沒有采用空氣冷卻，只有透平動葉片的葉根部分是用從壓氣機第10級出口部分引入的壓縮空氣來冷卻葉根以及轉(zhuǎn)子輪盤。燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介透平葉片的冷卻燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介透平葉片的冷卻燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介冷卻與密封空氣源燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介V94.3A燃氣輪機---燃燒室燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介環(huán)形燃燒室燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介V94.3A燃氣輪機---燃燒室V94．3A燃機采用高燃燒效率的環(huán)形燃燒室，燃燒室一周均勻分布24個混合型燃燒器。設(shè)計特點可以有效地保證燃燒室內(nèi)均勻的溫度場。燃燒室內(nèi)表面為陶瓷瓦塊，在燃燒室的出口為了保證氣體的順暢流動，在結(jié)構(gòu)設(shè)計時采用圓弧段過渡的方式把高溫燃氣引入透平的通流部分做功，由于陶瓷工藝的限制，在此部分無法做成弧狀的陶瓷瓦塊，采用高溫合金鋼表面噴涂陶瓷涂層的方式來實現(xiàn)高溫隔熱效果。燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介燃燒器天然氣的燃燒過程時有兩種基本方案:1）擴散燃燒式的燃燒方案2）預(yù)先混合式的燃燒方案燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介燃燒原理圖燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介擴散燃燒預(yù)混燃燒燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介擴散燃燒式的燃燒方案是把天然氣與空氣分別供入燃燒區(qū)，一邊混合、一邊進行燃燒的方案。特點：燃料在著火之前需要依靠紊流擾動與氧化劑混合，而混合過程比燃燒過程緩慢得多，因此它的火焰要比預(yù)混式的長，但燃燒穩(wěn)定范圍卻要寬得多，燃燒效率隨負荷降低的程度也不那么嚴重。但是，在組織這種燃燒過程時必須特別注意空氣與天然氣的配合關(guān)系，應(yīng)防止把過多的天然氣噴到缺氧的地段中去，否則就容易出現(xiàn)析炭和冒黑煙現(xiàn)象。燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介預(yù)先混合式方案是把天然氣與空氣預(yù)先混合后，再供入燃燒室（筒）中去燃燒。特點：1）燃燒火焰比較短，因而燃燒室的容熱強度可以相當高；2）燃燒穩(wěn)定性則比較差，燃燒室就容易熄火；3）在低負荷工況下燃燒效率有較大幅度的降低。燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介燃燒器燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介燃燒器燃燒器的設(shè)計思想：用氣體或液體燃料在燃燒器的中心部位建立一個值班擴散火焰。供給值班火焰的燃料量是恒定不變的，在燃燒器根部形成一個穩(wěn)定的點火源，以確保在變工況下，不會發(fā)生熄火。低負荷工況下，擴散與值班火焰的氣體燃料在燃燒器的中心部位，形成一個穩(wěn)定的擴散火焰。高負荷工況下，將氣體燃料供入角向旋流器，與進入該旋流器的空氣混合形成均相預(yù)混的可燃混合物，隨后在前二層火焰之外的燃燒空間中進行燃燒。燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介燃燒器燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介燃燒器---工作過程(1)從機組的啟動時，壓氣機的進口導(dǎo)葉處于關(guān)閉狀態(tài)，混合型DLN燃燒器將按擴散火焰方式運行。隨著機組負荷的增高，透平初溫逐漸升高，燃燒區(qū)的平均溫度也將增高，NOx將隨之增大而CO將迅速下降。燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介燃燒器---工作過程(2)當機組的負荷超過50％后，壓氣機的進口導(dǎo)葉將逐漸打開，它將基本上維持恒定不變。此時，燃燒器則已轉(zhuǎn)為預(yù)混火焰方式，NOx排放量迅速降至25ppm的水平。由于那時燃燒火焰的溫度已經(jīng)超過1100℃，NOx能維持在很低的水平上。燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介燃燒器---工作過程(2)當機組的負荷超過50％后，壓氣機的進口導(dǎo)葉將逐漸打開，它將使對基本上維持恒定不變。此時，燃燒器則已轉(zhuǎn)為預(yù)混火焰方式，NOx排放量迅速降至25ppm的水平。由于那時燃燒火焰的溫度已經(jīng)超過1100℃，NOx能維持在很低的水平上。燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介燃燒器---工作過程(3)機組在50％和100％負荷之問運行時采用擴散燃燒與預(yù)混燃燒同時并行的方式進行燃燒。作為擴散燃燒方式的補充，壓縮空氣以及部分燃氣在旋流器的作用下補充部分預(yù)混氣體進入燃燒。燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介燃燒室燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)原理簡介燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)