燃气轮机的结构
紫外线火焰探测器
• 在燃机起机点火后及正常运行时,火焰的存在或 消失信号传给控制系统是必要的。4个火焰探测 器安装在4个不同的火焰筒内(4#,5#,10#, 11#),探测器由一小充气管组成,充气管内有 两个相离很近的电极,将引起气体的电离,这样 就会产生一个脉冲电流和引起电源的放电。只要 紫外线存在的话,电源就会连续不断地重复充电 和放电过程。火焰地存在是由测量脉冲频率的电 气模块确定。且将火焰的状态转换到燃机的控制 系统。 (每秒的脉冲数即频率高于64则认为该火 焰筒着火)
压气机抽气
• • 慨述:燃机运行时,从轴流式压气机不同级的抽气用于: (1) 冷却高温运行的透平部件;
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(2) 密封燃机轴瓦;
(3) 为气动阀提供操作气源; (4) 燃料喷嘴的雾化空气。 第五级抽气(AE-5): 抽气口位于压气机第4级排气后,第5级前,通过压气机上半缸和下半 缸的外部连接管路传输,用于所有转子轴瓦的密封,少量部分用于透平三级护环的冷却。 (上半缸两路抽气用于透平三级护环的冷却,下半缸两路抽气用于轴承密封) 第十一级抽气(AE-11):来自抽气口位于压气机第10级排气后,第11级前(4路抽气管),仅用 于燃机起机和停机过程中,防止压气机喘振的放气,燃机满速后及带负荷运行时,防喘放 气阀关闭,以便有最大的轴输出功率. 第十七级抽气(AE-16):来自17级的压气机抽气位于压气机第16级后,第17级前。该抽气径 向流入第16级和第17级的叶轮间隙(压气机后短轴上带有通流槽的轮盘),然后流入转子 的中心孔,此后流入透平,冷却透平的一,二级动叶和转子轮间。 压气机排气:从压气机排气的抽气用作液体燃料喷嘴的雾化空气,一级喷嘴叶片和固定 环的冷却,二级喷嘴的冷却.
火花塞
• 点火是通过分别安装在13#,14#火焰筒内的两 个15000V可伸缩式(弹簧伸出,燃气压力压回) 火花塞放电来实现的。点火时,一个或两个火花 塞的火花使燃烧室点火,其他火焰筒通过布置在 火焰筒的反应区域的联焰管点燃,随着转子转速 和燃气压力的升高(约60%转速,CPD约1.1BARG),从 而导致火花塞回缩,电极离开反应区,保护电极。
压气机静子
进气缸
• 进气缸位于燃机的前端,其主要功能是将来自进气室的空气 均匀导入压气机,同时进气缸还分别支撑1#轴瓦,推力瓦组 件,进口可转导叶位于进气缸的后端。
• 压气机前机匣包含压气机的第一级到第四级静叶。前支撑钢 板的一端通过螺栓和定位销与压气机前机匣的前端法兰连接, 支撑钢板的另一端通过螺栓和定位销与燃机基础相连。燃机 压气机前机 前机匣装有用于燃机与基础分离的两个整体大起重吊耳。 匣 • 压气机后机匣包括压气机第五级到第十级静叶。气缸上的抽 气点容许第五级和第十一级压气机抽气,第五级抽气用于冷 却和密封功能,而第十一级抽气则用于起机和停机过程中的 压气机后机 压气机的防喘放气. 匣
燃气轮机的结构
摘
燃气轮机
要
• 燃气轮机静子 • 燃气轮机转子
• 燃气轮机控制
燃气轮机
燃气轮机
前
言
师昌绪,新中国成立时美国明令禁止回到“红色中国”的35名 中国学者之一。著名金属学及材料科学家,曾任中科院金属研 究所所长、中科院技术科学部主任、国家自然科学基金委员会 副主任等,现为国家基金委特邀顾问、金属所名誉所长、中国 材料研究学会名誉理事长、中国生物材料委员会名誉主席、国 家科技图书文献中心理事长、两院资深院士联谊会会长等。 1980年当选中科院院士,1994年当选中国工程院院士、副院长, 1995年当选第三世界科学院院士、院长。第三、五、六届全国 人大代表,九三学社第七届中央委员。荣获2010年度国家最高 科学技术奖。
燃气轮机的结构
燃机基础 及支撑 进气设备
轴流式压 气机
• 燃机基础 • 透平支撑 • 凹型销键和导向块
• 进气系统 • 进气滤室
• 慨述 • 压气机转子 • 压气机静子
燃气轮机的结构
燃烧系统
• • • • 慨述 燃烧室和过渡段 火花塞 联焰管
透平
轴瓦
• 慨述 • 透平转子 • 透平静子
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压气机排气缸
• 压气机排气缸包括压气机第十一级到第十七级静叶, 二级排气导向叶片和排气扩压器。压气机的排气缸 的功能是支撑静叶,支撑过渡段,为扩压器提供内 壁和外壁,连接压气机和透平静子,此外还为2#轴 瓦组件提供了内支撑,通过支撑环为一级喷嘴提供 密封。 • 压气机排气缸由两个缸组成,一个缸(外缸)是压 气机机匣的延续,另一缸(内缸)是环绕压气机转 子的内缸,两个缸通过径向支板连接。 2#瓦的支撑 机构位于压气机排气内缸内,扩压器是由压气机排 气缸外缸和内缸之间的圆锥形环形空间组成。
压气机叶片
• 压气机转子叶片是翼面型的,设计成以高叶顶速 度来高效地压缩空气。锻造叶片通过轴向地燕尾 形叶根安装于叶轮上,燕尾型叶根通过精加工保 证每一叶片位于轮盘上的正确位置。
• 压气机静子叶片也是翼面型的,第一级到第八 级叶片通过轴向的燕尾形叶根安装在叶片环的扇 形块内,叶片环的扇形块安装在气缸的圆环形沟 槽内且通过锁销定位,而第九级叶片到排气导向 叶片则安装于单独的矩形块内,矩形块直接安装 在气缸的圆形沟槽内,直接由锁销定位。
燃烧系统慨述
• 燃烧系统是分管回流式的,组成燃烧系统的分管式 火焰筒布置在压气机排气缸的外周围上,火焰筒插 入固定在环形燃烧室的围带上的燃烧室缸体内,该 系统也包括燃油喷嘴,火花塞点火系统,火焰探测 器和联焰管。 • 来自压气机出口的高压空气(11BARG,360℃)首先包 围在过渡段周围,然后进入包围14个火焰筒的环形 空间,空气通过小孔,鱼磷孔冷却火焰筒内壁,控 制燃烧过程和参冷燃烧后的高温燃气。供给每个燃 烧室的燃料是通过燃油喷嘴喷雾,且燃料与燃烧室 内一定量的燃烧空气混合后燃烧的。
前
言
前Hale Waihona Puke 言2011年1月14日上午,师昌绪先生获奖时当面向 胡主席提出我国燃机产业发展存在的问题。几天 后国家成立了由两院院士组成的考察团,分为四 个组,考察我国燃机的发展现状,目的是为国家 燃气轮机产业化基地选址。2011年4月下旬,其中 一个组来到南京,来到我们厂考察燃机的生产状 况。2012年3月,又来过一次。 据说,这个基地刚开始选择在上海,后来改 在常州,现在南京的呼声最高。但是不管选在那 里,我们厂肯定要参与,因为我们公司是全国燃 气轮机标准化技术委员会的理事长单位,委员会 秘书处设在燃气轮机研究所。
慨述 3块轴瓦 润滑 油封
燃机基础
• 支撑燃机和进气室的基础为一长约9.15米的钢质框架 结构,是由钢柱和钢板制造组成。燃机基础框架由 两个纵向宽90厘米法兰式承重梁及三个十字横梁组 成,以此作为燃机安装的垂直支撑基础,钢密封平 板焊接在框架的底部。 • 在左侧的纵向承重梁和后端的十字支撑横梁之间, 焊接了钢密封平板,为燃机的2#瓦,3#瓦和发电 机轴瓦提供滑油的供油和回油。 • 在燃机基础的两侧,安装了起重用的吊耳和支撑及 十字横梁。在基础的底部两侧,各有四个机械加工 过的平垫,方便了现场基础的安装。在基础框架的 上部,也提供了两个用于燃机后支撑安装的机械加 工过的平垫。
南汽轮简介
南京汽轮电机集团有限责任公司,创建于一九 五六年,一九九五年十一月改为国有独资有限责 任公司,二OO四年九月改制为宁港合资企业。公 司占地42.5万平方米,在岗员工二千一百一十五 人,主要生产设备一千六百余台,其中精、大、 稀设备一百九十多台,年综合生产能力达一千万 千瓦。主产品有重型燃气轮发电机组及燃气/蒸 汽联合循环发电设备、热电联供汽轮发电机组和 大中型同步、异步交流电动机。
• 一级可调静叶有助于限制起机过程中的空气流量和减小 进气正冲角,防止压气机喘振和提高部分负荷时联合循 环总体热效率。
压气机转子
• 压气机转子组件的组成: • • • • (1) 前短轴,在其之上安装着压气机的第一级动叶; (2)15级动叶和轮盘组件(包括2~16级转子); (3)后短轴,在其之上安装着压气机的第17级动叶。 压气机的每级均是一个带有叶片的独立轮盘,各级轮盘通过沿圆 周均匀分布的16根拉杆螺栓轴向连接在一起,各级轮盘通过位于轮 盘中心附近凹凸槽径向定位,但轮缘处互不接触,留有气隙,冷却 轮盘;扭距的传递是通过螺栓连接法兰的表面摩擦力完成的。各级 轮盘和带短轴的轮盘部分的外圆周,都具有拉削的槽隙,动叶插入 这些槽内并在槽的末端通过冲铆使动叶轴向固定。在组装压气机转 子时,应精选轮盘的位置以减小转子的不平衡量,组装完成后,进 行压气机转子的动平衡。 机械加工过的前短轴,提供了推力瓦的前后推力面,1#轴瓦的轴 颈,1#轴瓦油封的密封面和压气机进口低压空气的密封。
进气系统
• 燃机进气系统是一个接收,过滤和导引大气进入 压气机入口的装置。该系统由滤器间,进气消音 器,导气弯管和进气道组成。该设备装置在燃机 的尾部,且跨越在燃机控制间或辅机间上方。
进气系统
• 进气滤室由滤筒组件和维护通道,人孔门等组成; 我厂9E燃机的进气滤为带自脉冲清洗的锥式滤和筒 式滤组件(共440组);该滤芯的自清洗为反向脉冲 的压缩空气来实现,由控制系统实现,分自动反吹 清洗和手动反吹清洗两种方式。自动清洗为燃机进 气滤压差升至55毫米水柱时进行,低于5毫米水柱时 停止;手动方式为根据滤芯运行情况或天气情况, 随时可手动进行。 • 进气消音器用来消除或减弱由压气机运行时传来的 高频噪音。进气弯头和过渡进气道是按声学原理连 接在一起,以进一步帮助降躁。(9E燃机筒式进气 系统不设防护拦网)。
•
压气机静子概述
• 压气机静子部分由四个主要组件组成:
• (1) 进气缸;
• (2)压气机前机匣;
• (3)压气机后机匣;
• (4)压气机排气缸。 • 这些部分与透平的外壳相连,形成了环型气流 通道的外壁,成为燃机的重要结构,为了达到动 叶叶尖的最大气动效率,气缸内径保持在最小公 差之内。动静间隙配合好。
燃烧室和过渡段