9E燃机讲义第一讲

1、9E燃机讲义燃机讲义第一讲 燃机暖冰 1. 燃气轮机 1.1 概述，功能描述 1.1.1.介绍 安装在电厂的重型燃气轮机机组是一种机械电力发动机。 最主要的功能是驱动发电机对电网供电， 有时也驱动压气机进行气体处理。 燃气轮机包括一个轴流式压气机，一套分管式燃烧系统和三级透平。燃气轮机的主要组 成部分如下所列。 轴流式压气机为17级压气机，包含： 在起动和加载过程中控制气流的可调式进气导叶（IGV）。 在起动和停机过程中防止喘振而旁通气流用的放气阀。 燃烧系统包括： 燃料喷嘴 十四个燃烧室 连接十四个燃烧室的联焰管 十四个位于燃烧室下游与一级透平喷嘴相连的过渡段。 两个用于点火的火花塞点火器

2、一套火焰检测器 三级透平包括一，二，三级喷嘴和一，二，三级叶轮。 同一轴系的透平和轴流式压气机连接到： 位于前端的辅助齿轮箱和起动装置。 位于后端的发电机。 燃气轮机各组成部件的功能的详细描述如后文所示。 注：燃气轮机特有的设计惯例是： 前面/前端：燃气轮机的进气边在前面/前端。 后面/后端：燃气轮机排气边在后面/后端 左边/右边：燃机和各部件的左侧和右侧由位于机组前方/前端站立向后面/后端看而定。 各个部件的前后端方向的确定方式与整个机组的定位一致。 额定转速时功能描述：额定转速时功能描述： 燃气轮机运转时，过滤后的环境空气通过进气装置被吸入，燃气轮机运转时，过滤后的环境空气通过进气装置被吸

3、入，然后进入十七级轴流式压气然后进入十七级轴流式压气 机压缩。压缩后的空气通过十四个燃烧室外围的环形空间，机压缩。压缩后的空气通过十四个燃烧室外围的环形空间，流经燃烧外壳和燃烧室火焰管之流经燃烧外壳和燃烧室火焰管之 间的环形通道，通过火焰管的测量孔进入燃烧区。间的环形通道，通过火焰管的测量孔进入燃烧区。 燃料通过燃料喷嘴进入十四个燃烧室与燃烧空气混合燃烧。燃料通过燃料喷嘴进入十四个燃烧室与燃烧空气混合燃烧。 燃烧后的热气流进入十四个位于燃烧室火焰管下游的过渡燃烧后的热气流进入十四个位于燃烧室火焰管下游的过渡段流进机组的三级透平。段流进机组的三级透平。 每一级透平包括一级固定的喷嘴以及一级透平动

4、叶。气流流经每一级喷嘴后压力下降，动能增加， 再通过每级喷嘴后的动叶，一部分动能被吸收用于驱动透平转子做功。 通过第三级动叶后，排气直接进入排气缸和排气扩压器，由一系列导流板将气流从轴向 转变为径向，将排气道的损失降为最小。随后，燃气进入排气室通过排气烟囱流入大气。 由此产生的轴系旋转带动发电机转子发电或驱动离心压缩机用作工业动力以及通过附属 齿轮箱驱动辅助系统 起动程序： 燃气轮机不能自己从零转速起动。需由起动装置带动轴系至自持转动。 当起动装置开始驱动时，IGV处于关闭位置而压气机放气阀打开。起动装置产生的扭矩 驱动燃机转子，起动电机带动燃气轮机到点火转速。将燃料注入燃烧室，火花塞点燃两个

5、燃 烧室，火焰经过联焰管蔓延到其他的燃烧室。控制盘通过火焰检测器确认全部点着。 起动装置保持起动加速直到自持转速。停起动电机。当燃气轮机达到额定转速时，IGV 位于满速空载位置(FSNL)，放气阀关闭。 主轴驱动的润滑油泵为轴承提供润滑油。起动过程中的润滑油由辅助润滑油泵供给。 起动装置和燃气轮机之间没有离合器，液力变矩器在起动装置和辅助齿轮箱之间提供这 一功能。 冷却程序 由于燃气通道的高温，燃气轮机停机后必须低速盘车二十四小时，以使轴系均匀冷却。 .因而盘车电机在停机时自动起动。燃气轮机简单流程图从起动装置输入扭矩输出扭矩驱动附件轴流式压气机燃烧燃料透平透平输出扭矩驱动负荷 1.2 燃机底

6、盘和支撑 1.2.1. 燃机底盘 描述： 燃机底盘是一个由钢梁和金属板焊接而成的钢结构件，燃气轮机安装在底盘上。形成了 一个独立的平台提供燃气轮机安装支撑。 另外，底盘还支撑着燃机进气室。 在底盘两侧横梁位置处各有两个吊耳和支撑。底部每侧各有三个机加工的垫块使其容易 安装在基础上。在底盘上方有两个机加工的垫块用于安装燃机后支撑。透平基座1.2.2. 燃机支撑描述：燃气轮机通过立式支撑安装在底盘上。前支撑位于压气机前气缸垂直法兰的下半部，两个后支撑位于透平排气缸的两侧。前支撑是一个柔性板，用螺栓和销子固定在底盘前横梁，以及压气机前气缸的前法兰上。后支撑是腿式支撑，透平排气缸的每一侧各有一个。两个

7、垂直的支撑腿位于底盘的加工垫块上，与透平排气缸的支撑垫块相连。支撑腿为气缸对中提供了中心线。每个后支撑腿外表面装焊了一个水套。冷却水循环通过套管从而将支撑腿的热膨胀降到最低以维持燃机和发电机之间的对中。支撑腿用于固定燃机的轴向和垂直位置。与支撑腿相配的导向键用于固定燃机的横向位置。透平支撑图 1.2.3. 导向键和导向块 描述： 透平排气缸下半部加工有导向键，与焊在底盘后横梁上的导向块配合。导向键被固定在 导向块两侧的螺钉定位。 这种布置在热膨胀引起透平轴向和径向移动的同时防止了透平侧移或转动。 1.3. 压气机 1.3.1. 概述 描述： 轴流式压气机由压气机转子和外围的气缸组成 。压气机气

8、缸内部包括进气导叶，十七级 转子和静叶，以及出口导叶。 在压气机内，空气被限制在转子和静叶之间通过一系列动静翼型叶片交替按级压缩。 动叶为压缩空气提供所需的动力，静叶导向空气以适当的角度进入下一级动叶。压缩空 气经过压气机排气缸进入燃烧室。空气从压气机中抽出用于透平冷却，轴承密封以及起动时 防喘振控制。 因为转子和定子之间的间隙最小化能保证压气机最好的性能，因此各部件必须非常精确 的制造和装配。 1.3.2. 压气机转子 描述： 压气机转子装配有十五个单独的叶轮，两个端轴各自有完整的叶轮，速度环，拉紧螺栓 以及压气机动叶。 各叶轮以及各端轴的叶轮部分外围有拉槽。动叶和垫片被插入这些拉槽中并在槽

9、的两端 加定位块以固定其轴向位置。叶轮和端轴通过配合槽口找中用拉紧螺栓连接。在装配过程中， 叶轮通过选择定位减少平衡校正。装配后，转子要经过动平衡校验满足最终要求。 前端轴提供前后推力面以及一号轴承的支撑，同时也是一号轴承油封的密封面，也是压 气机低压气封。压气机转子位置 1.3.3. 压气机定子 概述： 压气机定子部分（气缸）由以下四个主要部分组成： 进气缸 压气机前气缸 压气机后气缸 压气机排气缸 这一部分与透平缸以及透平排气缸相连构成燃气轮机的主要结构。它们在轴承处支撑转 子并组成气流通道的外围。 气缸内壁与动叶叶顶的间隙应尽可能小以得到最大效率。压气机定子（黑体部分 进气缸： 进气缸位于燃气轮机前端 主要功能是将空气均匀的导入压气机。进气缸还支撑着独立铸造的一号轴承座。一号轴 承座支撑在下半缸内部喇叭口的两侧机加面上。为了维持压气机转子轴向和径向的对中，轴 承座装配时