燃气轮机简介1、燃气轮机发展史1939年世界上第一台燃气轮机投入使用以来,至今已有65年的历史。
在这65年中燃气轮机的发展非常快,其性能、结构不断地提高和完善。
燃气轮机的用途已从过去的军事领域扩展到铁路运输、移动电站、海上平台、机械驱动和各种循环方式的大中型电站等。
例如:简单循环、回热循环、间冷循环、再热循环、燃气—蒸汽联合循环(单压、双压、三压再热)、增压硫化床燃烧—联合循环(PFBC—CC)、整体式煤气化联合循环(IGCC)等。
由于燃气轮机具有用途广泛、启动快、运行方式灵活、用水量少、热效率高、建设周期短以及对燃料的适应性非常广(各种气体燃料、液体燃料和煤)等特点,因此可以这样说,燃气轮机已经成为热机中的一支劲旅,汽轮机长期独霸发电行业的格局已经开始动摇。
近二十年来,燃气轮机在电站中的应用得到了迅猛发展。
这是因为燃气轮机启动速度快、运行方式灵活,且能在无电源的情况下启动(黑启动Black),机动性能好且有极强的调峰能力,可保障电网安全运行。
进入八十年代以后,燃气轮机技术得到了迅猛发展,技术性能大幅度提高。
到目前为止单机容量已达334MW,简单循环的燃气轮机热效率达43.86%,已超过大功率、高参数的汽轮机电站的热效率。
而燃气—蒸汽联合循环电站的热效率更高达60%。
先进的燃气轮机已普遍应用模块化结构,使其运输、安装、维修和更换都比较方便,而且广泛应用了孔探仪定期检查、温度控制、振动保护、超温保护、熄火保护、超速保护等措施,使其可靠性和可用率大为提高。
此外,由于燃气轮机的燃烧效率很高,未燃烧的碳氢化合物、一氧化碳、二氧化硫等排放物一般都能达到严格的环保要求。
注水/蒸汽燃烧室和DLN燃烧室的应用使NO X的排放降至9-25ppm。
2、我国燃气轮机工业概况我国解放前没有燃气轮机工业,解放后全国各地试制过十几种型号的陆海空用途的燃气轮机。
1956年我国制造的第一批喷气式飞机试飞,1958年起又有不少工厂设计试制过各种燃气轮机。
1962年上海汽轮机厂试制船用燃气轮机,1964年与上海船厂合作制成550KW燃气轮机,1965年制成6000KW列车电站燃气轮机,1971年制成3000KW卡车电站。
在这期间还与703研究所合作制造了3295KW、4410KW、18380KW等几种船用燃气轮机。
1969年哈尔滨汽轮机厂制成2200KW机车燃气轮机和1000KW自由活塞式燃气轮机,1973年与703研究所合作制成4410KW船用燃气轮机,与长春机车车辆厂合作制成3295KW机车燃气轮机。
1964年南京汽轮电机厂制成1500KW电站燃气轮机;1970年制成37KW泵用燃气轮机;1972年制成1000KW电站燃气轮机;1977年制成21700KW快装式电站燃气轮机;1984年与GE公司合作生产了PG6541B型36000KW燃气轮机;从1984年至2004年已生产了PG6541B型、PG6551B型、PG6561B型、PG6581B型四种型号燃气轮机,功率由36000KW上升到现在的43660KW。
2003年国家发改委决定南京汽轮电机集团有限责任公司与GE公司进一步扩大合作生产范围,在南京汽轮电机集团有限责任公司生产S209E型燃气-蒸汽联合循环发电装置中的燃气轮机、汽轮机和发电机。
1978年东方汽轮机厂制成6000KW燃气轮机;1972年杭州汽轮机厂制成200KW燃气轮机;1972年青岛汽轮机厂制成1500KW卡车电站燃气轮机。
2003国家发改委决定在秦皇岛建一座燃气轮机生产基地,与美国GE公司合作生产MS9001FA型燃气轮机。
该生产基地隶属于哈电集团,与哈尔滨汽轮机厂、哈尔滨电机厂共同生产S109FA-SS型燃气-蒸汽联合循环发电设备。
2004年8月在秦皇岛组装的第一台MS9001FA型燃气轮机已发运到杭州半山电厂。
3、GE公司动力系统GE公司动力系统总部位于纽约州的斯克纳克塔第(Schenectady)市,纽约州地处美国东北地区,而斯克纳克塔第市又位于纽约州的西北部。
该市是一座非常小的城市,仅有一万多人口,斯克纳克塔第市的兴衰是与GE公司动力系统的兴衰紧密相连的。
前几年GE公司动力系统裁员时,该市人口也随之减少。
除了GE公司动力系统下属的燃气轮机设计、生产、试验等部门之外,GE公司动力系统总部及下属的产品部、项目部、汽轮机设计部及生产工厂等部门均设在此处。
现在的GE公司动力系统总部就是创建于1878年10月15日的爱迪生电灯公司的前身,1892年爱迪生电灯公司与汤姆森休斯顿电气公司合并,在纽约州的斯克纳克塔第(Schenectady)市创建了通用电气公司(General Electric Co,简称GE)。
经过一百多年的发展,至今GE公司已成为一个特大型跨国电气集团公司,其产品和服务项目涉及航空、航天、广播电视、配电和电机制造、工业与动力、信息、照明工程、机车制造、家用电器、医疗设备以及塑料工程等。
GE公司在100多个国家开展了业务活动,全球员工近30万人,其中在中国的雇员8700人。
GE 公司生产的第一台燃气轮机于1942年问世,用于航空发动机;第一台用于机械驱动的燃气轮机于1948年装备在机车上,燃气轮机输出功率为4800KW;1949年GE生产出第一台用于发电的燃气轮机,输出功率为3500KW。
GE公司动力系统主要生产和经营重型燃气轮机、汽轮机、核电设备、输电设备和电力驱动系统等产品。
GE公司在全球的合作伙伴有日本的日立、东芝、韩国重工、印度BHEL、中国的南汽集团等5家。
过去法国的阿尔斯通和英国的约翰·布朗工程有限公司(John Brown Engineering)曾经也是GE公司的生产合作伙伴,现在已被GE公司兼并。
2003年中国又多了一个GE公司的合作伙伴,即“哈电集团秦皇岛燃气轮机生产基地”引进GE公司MS9001FA型燃气轮机技术,与GE公司合作生产MS9001FA型燃气轮机。
GE公司动力系统的燃气轮机设计、生产、试验等部门建在美国南卡罗来纳州(South Carolina)西部城市格林威尔(Greenville),南卡罗来纳州地处美国东南部。
1989年之前GE公司动力系统拥有2个燃气轮机生产工厂,一个设在斯克纳克塔第(Schenectady)市的动力系统总部,另一个设在格林威尔(Greenville)市。
随着GE公司燃气轮机业务的不断扩大和大功率、高参数燃气轮机的发展,1998年以来,GE在全球范围相继大规模兼并收购了欧洲燃气轮机公司(Alstom)、意大利新庇隆燃气轮机公司(Nuovo Pignone)、英国约翰·布朗工程有限公司(John Brown Engineering)、新加坡艾玛等公司。
然后GE公司逐步将小功率燃气轮机的生产转向阿尔斯通、新庇隆生产,并将斯克纳克塔第(Schenectady)的厂房留给了汽轮机生产部。
而工程技术人员迁往格林威尔(Greenville)。
该项工作于1998年至1999年两年时间完成。
目前,设在格林威尔(Greenville)的燃气轮机工厂只生产7EC、7FA、7FB、9E、9FA、9FB、9H等机型。
6000系列和部分9E型燃气轮机转到了法国贝尔福市(Belfort前阿尔斯通)生产,3000、5000系列燃气轮机转到了意大利新庇隆生产,但6C和6FA型燃气轮机的研发部仍设在格林威尔(Greenville)。
GE公司动力系统格林威尔(Greenville)燃气轮机工厂总建筑面积为12.1万平方米,其中厂房面积为9.7万平方米。
现有员工2100人,其中设计人员500多名。
2003年共生产7EC、7FA、7FB、9E、9FA、9FB、9H等型号燃气轮机180台,现在的生产厂房面积比扩建前的面积增加了15%,生产能力已提高到年产300台燃气轮机的能力。
格林威尔(Greenville)燃气轮机工厂9.7万平方米的生产厂房为全封闭中央空调。
其中两跨厂房为总装车间,设有4个立式气缸对接台位。
燃气轮机生产自动化程度非常高,车间生产工人很少。
工厂中设有一座能容纳500多人工作的技术大楼、一座整机全速空载试车台厂房、一座燃气轮机燃烧试验厂房和一个燃气轮机维修研究中心,整个工厂面积非常大,有专用铁路通往厂内。
厂区外围设有4个大型员工停车场,整座工厂掩映在绿色森林中。
工厂的质量管理采用“六个西格玛”体系,GE公司的企业精神是四句话:“想,解决,制造,服务。
”(Image、Solve、Building、Service)。
4、GE公司动力系统燃气轮机产品系列及编号GE公司生产的重型燃气轮机由五个系列组成,即MS3002、MS5000、MS6001、MS7001、MS9001,每个系列中又有若干个型号。
例如:MS9001B、MS9001E、MS9001EC、MS9001F、MS9001FA、MS9001FB、MS9001G、MS9001H等。
每个型号的燃气轮机又可分为发电和机械驱动两个类型,例如:PG6541B型是用于发电的,M6501B型是用于机械驱动的。
GE公司燃气轮机型号中的字母和数字的含义规定如下:MS-Machine Series541350261B M541335291FA PG1=用途:M —机械驱动(Mechanical Drive);PG —箱装式发电设备(PackageGeneration);2=系列号,3、5、6、7、93=输出功率,以英制马力为单位的近似值 4=轴的数量,单轴或双轴 5=型号,B 、E 、F 、G 、H 等GE 公司燃气——蒸汽联合循环系列产品中的字母和数字含义规定如下: S109FA -SS 、S109FA -MS 、S209FA -MS 、S306B 等 S —STAG 表示联合循环,STAG 是Steam and Gas 的缩写 1—燃气轮机的台数 0—没有意义9—燃气轮机系列号 FA —燃气轮机型号 SS -Single Shaft MS -Multi -Shaft用数字和字母命名的设备及元件名称 数字命名的名称:12——机械超速机构 63——压力开关20——电磁阀 65——用于燃料调节的电液伺服阀 23——加热设备 71——液位检测 26——温度开关 77——转速传感器 28——火焰检测器 86——复位或闭锁开关 33——限位开关 88——电动机39——振动传感器 90——电液伺服阀43——手动开关 59——火花塞或点火变压器 45——火灾探测器 96——压力变送器 49——过载保护装置第一字母A ——空气 H ——液压油或加热器 C ——离合器或压气机或CO 2 P ——清吹D ——柴油机或分配器 S ——截止或转速或启动F——燃料或流量 T——遮断或透平G——气体 W——水或暖机一般来说,第一个字母用来表示设备或元件所在地点。