燃机空气烟气系统

1、空烟系统的作用 空气作为介质完成燃机做功过程：环境中的空气经过入口过滤器过滤后被压气机吸入，经压气机压缩升压后排入燃烧室，在燃烧器内与天然气混合后燃烧产生高温高压烟气，进入燃机透平做功，做功后的乏气通过排气段引入余热锅炉（HRSG） 设置多个辅助系统保证燃机安全运行。空气烟气系统主流程空烟系统组成空烟系统组成 1. 燃机进气系统燃机进气系统 2. 燃机排气系统燃机排气系统 3. 压气机进口压气机进口IGV 4.燃烧器燃烧器 5.透平冷却空气系统透平冷却空气系统 6. 压缩机抽气系统压缩机抽气系统 7. 轴承密封空气系统轴承密封空气系统 8. 燃机冷却空气燃机冷却空气 9叶片水洗系统叶片水洗系统

2、燃机进气系统的作用通过设置两级过滤器过滤空气中的杂质，减缓压缩机叶片脏污速度，同时防止燃机热部件冷却通道被污垢堵塞 通过进气导管内设置消音器降低压气机产生的噪音为监视压气机进口过滤器运行情况，我厂设置有一级过滤器压差及两级过滤器总压差监视，一级过滤器压差0.375Kpa或总压差1Kpa时，发出高报警。为了防止应过滤器总压差过大，危机压气机稳定运行，在压气机进气室设置有四个防爆门，当总压差1.25Kpa时，一个防爆门打开，当总压差2.85Kpa时，其余三个防爆门打开。进气导管进气导管消音器消音器进气滤网进气滤网去余热锅炉去余热锅炉燃机进气及排气流程防爆门防爆门压差表、压差变送器压差表、压差变送器

3、燃机排气系统的作用 燃机排气系统设置有温度监视、排气压力监视及可燃气体含量检测 燃气排气温度测量有两组。叶片通道温度BPT：设置有20个温度测点测量透平四级动叶片后烟气温度，该温度反映20个燃烧器及热通道工作状态；燃机排气温度EXT：设置有6个温度测点，测量燃机排气段燃气温度，用于燃机负荷控制。 当排气压力大于4.9KPa时高报警，当排气压力大于5.5KPa时机组跳闸 当可燃气体探测仪检测到燃机排气道内可燃气含量超限时，发出报警并锁机组启动，需要启动机组高速盘车直至报警复归叶片通道温度叶片通道温度可燃气探测器可燃气探测器排气压力开关排气压力开关排气温度排气温度燃机排气系统燃机排气系统压气机进口

4、导叶阀IGV的作用IGV作用：a.机组启动过程中，控制空气流量，提高机组启动性能，同时，与高中低压防喘放气阀配合防止启机过程中压气机发生喘振；b.机组负荷200MW，通过调节IGV阀开度改变进入燃机的空气量，在相同的燃料量下，燃烧初温提高，同时燃机排气温度EXT提高，虽然燃机效率有所下降，当汽轮机侧效率保持在较高水平，使得机组联合循环效率维持较高水平。IGV动作情况：机组启动后IGV阀开度为39左右，机组转速达到2715rpm后全关，当机组负荷达到200MW后，IGV阀开启，由机组负荷控制大小开度；IGV由控制油驱动。IGV 的机械原理燃烧器组成燃烧器组成 三菱M701F型燃机采用干式低NOx

5、燃烧器，每个燃烧器由8个主燃料喷嘴和一个值班燃料喷嘴组成，在#8、#9燃烧器上设置各安装一个点火器，各个燃烧器通过联焰管连接，#18、#19燃烧器之间没有联焰管连接， #18、#19燃烧器上各设置有两个火焰探测器，检测燃机是否熄火。 在每个燃烧器的尾筒上都设置有燃烧器旁路阀，将使得燃烧室的空气通过旁路阀直接进入燃烧器尾筒不参与燃烧，通过改变参与燃烧的空气量，调节燃烧时空燃比燃烧器结构Turbine CasingCompressor & Combustor CasingTransition PiecePilot NozzleBypass ValveMain NozzleBasketAAA

6、-AMain SwirlerMain NozzleBB从压气机出口引出一路空气通过转子冷却空气冷却器进行降温，然后引回燃机，通过特殊通道进入燃机转子，冷却透平动叶片及静叶片密封环等。转子冷却空气冷却效果通过轮盘间温度测点监视，1、2、3级轮盘间温度460或4级轮盘下游温度410 时，发出温度高报警，应将负荷处理并查找原因。当转子冷却空气温度235 时，发出转子冷却空气温度高报警，延时300秒，机组RB降负荷。转子冷却空气系统的作用轮盘温度测点轮盘温度测点转子冷却空气温度测点转子冷却空气温度测点转子冷却空气转子冷却空气转子冷却空气冷却器转子冷却空气冷却器转子冷却空气过滤器转子冷却空气过滤器Flo

7、w透平冷却透平冷却空气空气透平静叶片透平静叶片透平动叶片透平动叶片#1#2#3#4透平动叶片冷却空气流向透平动叶片冷却空气流向2341Turbine Cooling Air from TCA CoolerDust air by inertiaClean AirVaneClean Air to Gas TurbineDust Air三菱规定：当机组停运超过超过48小时，应进行燃机冷却空气排污试验阀切换，当机组负荷达到200MW时，切回正常运行。压气机抽气系统在压气机6、11、14级设置有抽气，并配有高、中、低压抽气阀及阀门位置开关抽气系统作用：防止压气机在升速及降速过程中发生喘振较少启动力矩透平

8、静叶片冷却低低压压抽气抽气阀阀中中压压抽气抽气阀阀高高压压抽气抽气阀阀6级级抽气去抽气去4级级静叶静叶11级级抽气去抽气去3级级静叶静叶14级级抽气去抽气去2级级静静叶叶FlowTurbine VaneTurbine Blade#1#2#3#4透平静叶冷却空气流向Comp.14 BleedComp.11 BleedComp. 6 Bleed抽气阀动作抽气阀动作0 rpm3000 rpmHP Bleed Valve MP Bleed Valve LP Bleed Valve TURBINE SPEEDBELLD VALVE CONTROLOPENOPENOPEN2815 rpm2838 rpmC

9、LOSECLOSECLOSE为了监视高中低压抽气阀开关状态，中、低压抽气阀分别设置有 三个开、三个关位置开关，高压抽气阀设置有一个开、三个关位置开关。当出现下列情况时燃机跳闸当出现下列情况时燃机跳闸当高压抽气阀指令为关闭时，三个关位置开关中有两个未显示关中低压抽气阀指令为关闭时，三个关位置开关中有两个未显示关中低压抽气阀指令为开时，三个关位置开关中有两个未显示开轴承密封空气的作用轴承密封空气为燃机轴承密封空气为燃机#1#1、#2#2轴承提供密封空气轴承提供密封空气由于#1轴承处于燃机排气道高温烟气中，机组正常运行时轴承箱内为负压，轴承密封空气阻止高温烟气进入#1轴承箱，防止润滑油起火。#2轴承

10、处于压气机入口，处于负压区内，轴承密封空气阻止#2轴承箱内油气出来，进入压气机，污染压气机通道，加速结污。#6级级抽气抽气疏水分离器疏水分离器密封空气过滤器密封空气过滤器#1 轴轴承承#2 轴轴承及推力承及推力轴轴承承燃机冷却空气机组停运时，发电机解列后，燃机保持3000rpm运行5分钟，将燃机热通道进一步降温，避免局部温度过高。机组盘车投入后燃机热通道仍然保持较高温度，由于自然对流作用，高温空气向上流动，低温空气向下流动，导致燃机上半缸金属温度大于下半缸温度，随着时间的推移，上下缸温差增多，燃机形成猫拱背显现。如果上下缸温差超过一定值将危及机组安全运行。为避免上述现象，设置有燃机吹扫冷却空气

11、，当机组停运转速降至300rpm时，燃机吹扫冷却空气投入，持续16小时。猫拱背产生过程其他应对措施ABTopTopBottom BottomABThermocoupleABCombustor & Compressor casingTurbine casing当燃机吹扫冷却空气因故无法提供时，可采用高速盘车，降低燃机热通道部当燃机吹扫冷却空气因故无法提供时，可采用高速盘车，降低燃机热通道部件温度，防止猫拱背变形过大，导致上下缸温差大，限制机组启动。件温度，防止猫拱背变形过大，导致上下缸温差大，限制机组启动。压气机出口椭圆形变形燃机停机后，由于快速冷却，导致压气机出口静叶环快速冷却收缩，由

12、于出口静叶环在上下缸分界面处较厚，导致整个静叶环收缩不均，发生椭圆形变形。将导致燃机转子在压气机出口汽缸中分面处间隙缩小，可能发生摩擦。为避免摩擦发生，当快速冷却收缩完成后方允许启机，因此，逻辑限定燃机停运1小时内禁止启动机组。CompressorBlade Ring燃机水洗系统的作用燃机水洗设置有离线水洗和在线水洗燃机水洗设置有离线水洗和在线水洗当燃机运行时，进入压气机中的空气所携带的细微颗粒粘附在压气机动静叶片上，经过长时间积累，压气机气流通道发生改变，影响压气机效率，结污严重危及压气机安全运行，因此燃机运行一段时间后需要离线水洗，恢复压气机正常运行。水洗水箱供水水洗水箱供水阀阀水洗水箱水洗水箱在在线线水洗水洗阀阀水洗水箱放水水洗水箱放水阀阀离离线线水洗水洗阀阀Drying Operation1 hourForcedCooling2 min.TimeSpee