燃機汽輪機培訓課件燃機發電學習一、燃氣輪機的分類

燃氣輪機和火電機組相比具有結構簡單、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投產發電。1、燃氣輪機的分類：工業型和航機改裝型工業型燃氣輪機是地面上廣泛使用的機組，使用壽命長，可以作為電廠調峰使用。航機改裝型燃氣輪機廣泛用于船舶業航空業，和工業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和聯合循環，按燃機轉子結構分為單軸和多軸燃氣輪機。2、聯合循環設備的介紹聯合循環發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“二托一”的方式，有的電站也采用多托一的方式。燃機發電學習燃氣輪機的主要生產廠家

目前，我們公司燃機項目主要接觸的是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，大部分集中在江浙、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有限公司和東方汽輪電機有限公司分別和美國GE公司、日本三菱公司合作，在我國境內生產部分類型的燃機。在燃機結構介紹中分別列舉不同廠家的設備加以說明。燃機發電學習GE9FA聯合循環示意圖空氣過濾裝置余熱鍋爐燃氣輪機汽輪機發電機燃機發電學習二、燃汽輪機的設備結構

燃氣輪機是以氣體為工質、內燃連續旋轉、葉輪式旋轉機械。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、附件齒輪箱等輔助設備。基本流程：燃機發電學習燃汽輪機整體結構燃機發電學習1、壓氣機

壓氣機由轉子和氣缸構成，17-18級葉片鑲嵌在輪轂型轉子上，大容量的燃氣輪機壓氣機轉子18級，小容量的燃氣輪機壓氣機轉子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。空氣過濾裝置采用特殊材質制造，對空氣進行凈化，空氣較臟，需要定期對過濾裝置清洗。壓氣機入口導葉調整壓氣機的進氣量燃機發電學習1.1壓氣機轉子和透平轉子

壓氣機轉子透平轉子燃機發電學習1.2壓氣機圖片壓氣機轉子及氣缸燃機發電學習1.3壓氣機入口導葉調節閥燃機發電學習1.4壓氣機氣缸及靜葉組

葉片組安裝在氣缸內部燃機發電學習1.5空氣過濾裝置示意圖燃機發電學習2、燃燒室

燃燒室是燃氣輪機能量轉化的部件，燃料的化學能轉變為熱能進入透平空間膨脹做功，最終熱能轉變為機械能帶動發電機轉子旋轉。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構也不同。基本包括火焰筒、聯焰管過渡段、燃料噴嘴。燃機發電學習2.19FA燃燒室火焰筒圖片

燃機發電學習2.2SIEMENSV94.2燃燒器燃燒室內部結構

專家在檢查燃燒室燃機發電學習2.3GE公司E級燃機燃燒室火焰探測器燃機發電學習2.4GE機組燃燒室的過渡段燃機發電學習2.5GE燃燒室的燃料噴嘴燃機發電學習3、透平

透平是將壓氣機和燃燒器產生的高溫高壓燃氣熱能轉變為機械能的設備。透平由轉子和氣缸組成。透平轉子一般是3-5級，容量越大的機組轉子的級數越多。氣缸分為上氣缸和下氣缸，氣缸的內部圓周上安裝靜止葉片，氣缸上的靜葉片組分別和轉子的動葉組構成一級。燃機發電學習3.1靜葉

靜葉持環燃機發電學習3.2動葉

葉輪上的動葉燃機發電學習3.3轉子

壓氣機轉子和透平轉子鑄成一體

燃機發電學習三、燃氣輪機的系統附件傳動系統啟動和盤車系統潤滑油系統液壓油系統控制油系統燃料系統危險氣體檢測系統霧化空氣系統冷卻和密封系統閉式循環水系統消防系統通風照明系統壓氣機清洗系統壓氣機抽氣處理系統油霧分離及重油處理系統注水系統燃油機組抑釩劑系統燃機發電學習1、附件傳動系統附件傳動系統主要有由附件齒輪箱及其驅動的設備組成。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，又可逆向將燃氣輪機軸輸出扭矩經過相應的齒輪驅動下列各泵：燃油泵：燃料為油的系統中存在此設備，主要向燃燒器提供高壓的、連續不斷的燃料油；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。燃機發電學習2、啟動和盤車系統啟動系統是區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、發電機變頻啟動。在燃機點火達到自持轉速時，啟動系統自動脫開。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子轉動，防止轉子的彎曲變形。燃機發電學習3、潤滑油系統滑系統是任何一臺燃氣輪機中必備的一個重要的工作系統。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電機組的各個軸承、傳動裝置及其附屬設備，供應數量充足的、溫度和壓力合適的干凈的潤滑油，以確保機組安全可靠地運行，防止發生軸承燒毀，轉子軸頸過熱彎曲，高速齒輪法蘭變形等事故。潤滑油系統的主要設備：油箱及油箱加熱器等附件主潤滑油泵（附件齒輪箱驅動)：機組正常運行過程中使用輔助潤滑油泵（交流電機驅動）：啟動和停機過程中使用應急油泵(直流電機驅動）：廠用電消失情況下使用冷油器：為系統提供溫度適合的潤滑油濾油器：過濾油系統中小顆粒雜質，為油系統提供質量合格的潤滑油油系統閥門管道及熱工等

燃機發電學習4、液壓油系統液壓油系統為燃料系統和進口可轉導葉系統的控制執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。液壓油系統的主要部件有一只主液壓泵：主軸驅動，機組正常運行時投運。一只輔助液壓泵：電機驅動，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。燃機發電學習5、控制油系統控制油系統亦稱遮斷油系統，它是燃氣輪機基本的控制和保護系統，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閥。燃機發電學習6、燃料系統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時，首先經過氣體燃料濾清器。其作用是用來濾除氣體燃料中夾帶的大塊的雜質。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中最關鍵的一個部件。組合閥系由兩個獨立的閥（速比閥和控制閥）組成。氣體燃料首先經過速比閥SRV，然后再經過控制閥GCV去燃燒室。燃機發電學習燃料系統控制畫面流程燃機發電學習7、危險氣體檢測系統為防止氣體燃料小室和輪機間出現過量的氣體燃料泄漏，設置了危險氣體檢測系統。該系統分探頭和檢測儀兩部分。其中探頭共安裝在輪機間和氣體燃料小室內。檢測儀安裝在控制室內。當輪機間或氣體燃料小室的危險氣體的濃度達到規定的設定值時，檢測儀的報警繼電器觸發MKV控制盤，MKV發出報警信息，提醒操作人員采取措施。燃機發電學習8、霧化空氣系統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，達到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。然后由霧化空氣總管至各支管，最終進入燃料噴嘴燃機發電學習9、冷卻和密封系統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。燃機發電學習10、閉式循環水系統冷卻水系統是向透平支撐、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定范圍之內，保證機組正常運行。閉式循環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。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，最后進入閉式循環冷卻水站。冷卻水在冷卻水站中被外循環冷卻水系統冷卻后，再進入機組，于此循環不斷完成冷卻任務。燃機發電學習11、消防系統任務：消防系統是燃氣輪機機組的一個重要保護裝置。一旦機倉室內發生火災，該裝置立即自動滅火，我們以GE公司PG6851B機組的消防系統加以說明。一旦機倉室內發生火災，該裝置立即釋放二氧化碳氣體，同時關閉倉室的通風口。在初放系統釋放后30s內使倉室內二氧化碳容積濃度達到34%（即為滅火濃度）。為防止暴露在高溫金屬中的可燃性物質在火災撲滅后再次復燃，補放系統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、安全泄氣閥、液流單向閥、壓力開關、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。燃機發電學習12、通風和照明系統通風（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，將室內的熱空氣抽出，達到通風散熱的目的。照明：輔機間、負荷齒輪箱間及發電機間均裝有交流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生故障時，直流照明燈自動投入。燃機發電學習13、壓氣機清洗系統壓氣機清洗系統的作用：清洗系統能有效地去除壓氣機透平葉片上的各種水溶性物質以及各種油、煙沉積物，從而恢復壓氣機的壓比和流量，提高機組的出力。壓氣機清洗系統設備構成：壓氣機水清洗系統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。透平清洗系統作用：燒重油類劣質燃料時，由于燃料中所含灰份、微量金屬等各類雜質較多，粘度較大，會在透平葉片上形成污垢沉積物，產生高溫腐蝕，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，離線清洗過程中轉子保持冷托狀態，一般采用離線清洗。燃機發電學習14、壓氣機抽氣處理系統壓氣機抽氣處理系統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。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，使氣體的參數滿足進氣過濾器掃吹控制系統的要求。在降溫過程中，氣體會產生冷凝現象，有凝結水析出，這是進氣過濾元件所不許可的，故需進行干