大唐燃机培训燃机的基本原理

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1、第二章第二章 9E型燃机结构型燃机结构 燃气轮机是以气体为工质、内燃连续旋转、燃气轮机是以气体为工质、内燃连续旋转、叶轮式旋转机械。主要有压气机、燃烧室和燃气叶轮式旋转机械。主要有压气机、燃烧室和燃气透平三大主要部件组成，还包括进气过滤系统、透平三大主要部件组成，还包括进气过滤系统、附件齿轮箱等辅助设备。附件齿轮箱等辅助设备。燃气轮机的结构压气机空气进气燃气透平燃烧室排气室 燃气轮机包括压气机、透平、燃烧室、排气扩压器燃气轮机包括压气机、透平、燃烧室、排气扩压器、进气机匣组合成为一整体，安装在公用底盘上。、进气机匣组合成为一整体，安装在公用底盘上。9E型燃机结构特点型燃机结构特点燃气轮机现场图

2、片燃气轮机现场图片发电机排气室出线母线空气进气滤网辅机间轮机间余热锅炉燃油滤网88BT88VG88TKCO2瓶1、压气机 压气机由转子和气缸构成，压气机由转子和气缸构成，17-1817-18级叶片镶嵌级叶片镶嵌在轮毂型转子上，大容量的燃气轮机压气机转子在轮毂型转子上，大容量的燃气轮机压气机转子1818级，小容量的燃气轮机压气机转子级，小容量的燃气轮机压气机转子1717级。气缸级。气缸分为上气缸和下气缸。分为上气缸和下气缸。从空气的流向可以把压气机分为进气缸、压气缸和从空气的流向可以把压气机分为进气缸、压气缸和排气缸，进气缸和进气过滤装置连接（大气端），排气缸，进气缸和进气过滤装置连接（大气端）

3、，排气缸和燃烧室相连（透平端），为燃气的燃烧排气缸和燃烧室相连（透平端），为燃气的燃烧提供充足的空气量。提供充足的空气量。空气过滤装置采用特殊材质制造，对空气进行净化，空气过滤装置采用特殊材质制造，对空气进行净化，空气较脏，需要定期对过滤装置清洗。空气较脏，需要定期对过滤装置清洗。压气机入口导叶调整压气机的进气量压气机入口导叶调整压气机的进气量压气机压气机压气机转子压气机转子和透平转子 压气机转子 透平转子压气机压气机入口导叶调节阀 压气机气叶片组安装在气缸内部缸及静叶组 透平长叶根叶片，枞树型叶根，轴向拆装，便于检透平长叶根叶片，枞树型叶根，轴向拆装，便于检修。修。压气机燕尾型叶根，铆钉锁紧

4、，拆装须将转子解体。压气机燕尾型叶根，铆钉锁紧，拆装须将转子解体。2、燃烧室 燃烧室是燃气轮机能量转化的部件，燃料的化燃烧室是燃气轮机能量转化的部件，燃料的化学能转变为热能进入透平空间膨胀做功，最终热学能转变为热能进入透平空间膨胀做功，最终热能转变为机械能带动发电机转子旋转。燃烧室和能转变为机械能带动发电机转子旋转。燃烧室和透平承担着透平承担着10001000以上的高温。机组容量不同，以上的高温。机组容量不同，燃烧器的数量也不同。燃烧器的数量也不同。PG6581BPG6581B机组容量机组容量42MW42MW，1010个燃烧室，个燃烧室，PG9171EPG9171E机组容量机组容量125MW1

5、25MW，1414个燃烧室。个燃烧室。不同的机组燃烧室的结构也不同。基本包括火焰不同的机组燃烧室的结构也不同。基本包括火焰筒、联焰管过渡段、燃料喷嘴。筒、联焰管过渡段、燃料喷嘴。9E燃烧室火焰筒GE公司E级燃机燃烧室火焰探测器GE机组燃烧室的过渡段GE燃烧室的燃料喷嘴14个逆流式燃烧室分管布置，可缩短轴向长度，结构个逆流式燃烧室分管布置，可缩短轴向长度，结构紧凑紧凑过渡段3、透平 透平是将压气机和燃烧器产生的高温高压燃气透平是将压气机和燃烧器产生的高温高压燃气热能转变为机械能的设备。透平由转子和气缸组热能转变为机械能的设备。透平由转子和气缸组成。透平转子一般是成。透平转子一般是3-53-5级，

6、容量越大的机组转子级，容量越大的机组转子的级数越多。气缸分为上气缸和下气缸，气缸的的级数越多。气缸分为上气缸和下气缸，气缸的内部圆周上安装静止叶片，气缸上的静叶片组分内部圆周上安装静止叶片，气缸上的静叶片组分别和转子的动叶组构成一级。别和转子的动叶组构成一级。燃气透平是燃气轮机的主要部件，它的功燃气透平是燃气轮机的主要部件，它的功能是把高温、高压燃气中的能量转变为机械功，能是把高温、高压燃气中的能量转变为机械功，约约3/53/52/32/3用以带动压气机压缩空气，其余的则用以带动压气机压缩空气，其余的则作为燃气轮机的输出功率以带动负载。作为燃气轮机的输出功率以带动负载。目前，大量应用的是轴流式

7、透平，其特点是目前，大量应用的是轴流式透平，其特点是功率大、流量大、效率高。功率大、流量大、效率高。燃气透平的工作原理 当高温高压的燃气流过透平静叶（喷嘴）时当高温高压的燃气流过透平静叶（喷嘴）时，由于静叶流道是收敛型的，在亚音速流动的情况，由于静叶流道是收敛型的，在亚音速流动的情况下，就可以使气流加速，相应地燃气的压力和温度下，就可以使气流加速，相应地燃气的压力和温度却会逐渐下降。却会逐渐下降。当这股具有相当速度的燃气以一定的方向喷当这股具有相当速度的燃气以一定的方向喷射到工作轮上的动叶流道中去时，就会在动叶片上射到工作轮上的动叶流道中去时，就会在动叶片上产生切向分力产生切向分力FuFu，从

8、而推动工作叶轮连续旋转，并，从而推动工作叶轮连续旋转，并使燃气速度下降，在这个过程中，燃气就把部分能使燃气速度下降，在这个过程中，燃气就把部分能量转交给了工作叶轮，使叶轮在高速旋转中对外界量转交给了工作叶轮，使叶轮在高速旋转中对外界作出机械功。作出机械功。转子压气机转子和透平转子铸成一体压气机气缸和透平气缸都具有水平纵横面，压压气机气缸和透平气缸都具有水平纵横面，压气机和透平的双气缸可分别起吊。气机和透平的双气缸可分别起吊。燃气透平的结构 图为图为GE公司透平的外围拉杆转子，透平转子由下公司透平的外围拉杆转子，透平转子由下列部件组成：两根透平轴，一、二、三级透平叶轮和列部件组成：两根透平轴，一

9、、二、三级透平叶轮和两个透平定距环块，叶轮上的动叶等。两个透平定距环块，叶轮上的动叶等。拉杆螺栓连接的盘鼓式转子拉杆螺栓连接的盘鼓式转子各级叶轮以凸缘定位；各级叶轮以凸缘定位；14根拉管连接，由螺母锁紧，保证转子钢性。根拉管连接，由螺母锁紧，保证转子钢性。三轴承动承保证转子刚性三轴承动承保证转子刚性装配要求更高的同心度，可使压气机动静叶片间装配要求更高的同心度，可使压气机动静叶片间隙更小，以提高效率隙更小，以提高效率静叶 静叶持环动叶 叶轮上的动叶枞树形叶根和齿形枞树形叶根和齿形槽槽燃气透平的结构 透平排气缸包括框架透平排气缸包括框架和排气扩压器两部和排气扩压器两部分。分。透平排气缸透平排气缸

10、第三章燃气轮机的系统附件传动系统附件传动系统启动和盘车系统启动和盘车系统润滑油系统润滑油系统液压油系统液压油系统控制油系统控制油系统燃料系统燃料系统危险气体检测系统危险气体检测系统冷却和密封系统冷却和密封系统闭式循环水系统闭式循环水系统消防系统消防系统通风加热系统通风加热系统压气机清洗系统压气机清洗系统油气分离系统油气分离系统1、附件传动系统附件传动系统主要有由附件齿轮箱及其驱动的设附件传动系统主要有由附件齿轮箱及其驱动的设备组成备组成。起动时，附件齿轮箱将起动设备及变。起动时，附件齿轮箱将起动设备及变扭器组件输出的扭矩传递给燃气轮机轴。起动完扭器组件输出的扭矩传递给燃气轮机轴。起动完成以后，

11、又可逆向将燃气轮机轴输出扭矩经过相成以后，又可逆向将燃气轮机轴输出扭矩经过相应的齿轮驱动下列各泵：应的齿轮驱动下列各泵：主润滑油泵：为主机提供润滑油；主润滑油泵：为主机提供润滑油；主液压泵：提供液压油；主液压泵：提供液压油；2、启动和盘车系统启动系统是区别于火电机组的重要特征之一，为启动系统是区别于火电机组的重要特征之一，为燃气轮机机组启动提供动力。一般都采用起动机燃气轮机机组启动提供动力。一般都采用起动机启动的方式：电动机启动、压缩空气或者柴油机启动的方式：电动机启动、压缩空气或者柴油机启动、发电机变频启动。在燃机点火达到自持转启动、发电机变频启动。在燃机点火达到自持转速时，启动系统自动脱开

12、。此外，起动装置还可速时，启动系统自动脱开。此外，起动装置还可以以“冷拖冷拖”机组，对机组进行高速盘车。机组，对机组进行高速盘车。盘车装置是机组在启动前或停机后使转子转动，盘车装置是机组在启动前或停机后使转子转动，防止转子的弯曲变形。防止转子的弯曲变形。3、润滑油系统滑系统是任何一台燃气轮机中必备的一个重要的滑系统是任何一台燃气轮机中必备的一个重要的工作系统。它的作用是：在机组的启动、正常运工作系统。它的作用是：在机组的启动、正常运行以及停机过程中，向正在运行中的燃气轮发电行以及停机过程中，向正在运行中的燃气轮发电机组的各个轴承、传动装置及其附属设备，供应机组的各个轴承、传动装置及其附属设备，

13、供应数量充足的、温度和压力合适的干净的润滑油，数量充足的、温度和压力合适的干净的润滑油，以确保机组安全可靠地运行，防止发生轴承烧毁，以确保机组安全可靠地运行，防止发生轴承烧毁，转子轴颈过热弯曲，高速齿轮法兰变形等事故。转子轴颈过热弯曲，高速齿轮法兰变形等事故。润滑油系统的主要设备：润滑油系统的主要设备：油箱及油箱加热器等附件油箱及油箱加热器等附件主润滑油泵（附件齿轮箱驱动主润滑油泵（附件齿轮箱驱动)：机组正常运行：机组正常运行过程中使用过程中使用润滑油系统 辅助润滑油泵（交流电机驱动）：启动和停机过辅助润滑油泵（交流电机驱动）：启动和停机过程中使用程中使用 应急油泵应急油泵(直流电机驱动）：厂

14、用电消失情况下直流电机驱动）：厂用电消失情况下使用使用 冷油器：为系统提供温度适合的润滑油冷油器：为系统提供温度适合的润滑油 滤油器：过滤油系统中小颗粒杂质，为油系统提滤油器：过滤油系统中小颗粒杂质，为油系统提供质量合格的润滑油供质量合格的润滑油 油系统阀门管道及热工等油系统阀门管道及热工等4、液压油系统液压油系统为燃料系统和进口可转导叶系统的控液压油系统为燃料系统和进口可转导叶系统的控制执行元件提供所需要的高压油。液压油取自于制执行元件提供所需要的高压油。液压油取自于机组的润滑油系统。机组的润滑油系统。液压油系统的主要部件有液压油系统的主要部件有 一只主液压泵：主轴驱动，机组正常运行时投一只

15、主液压泵：主轴驱动，机组正常运行时投运。运。一只辅助液压泵：电机驱动，机组启动或停机一只辅助液压泵：电机驱动，机组启动或停机级级 盘车过程中投运。盘车过程中投运。两个液压油滤油器及其间的一个切换阀：为系两个液压油滤油器及其间的一个切换阀：为系统提供合格的液压油统提供合格的液压油 两套液压油岐管组合：分别连接在两个液压油两套液压油岐管组合：分别连接在两个液压油泵上。泵上。5、控制油系统控制油系统亦称遮断油系统，它是燃气轮机基本控制油系统亦称遮断油系统，它是燃气轮机基本的控制和保护系统，它连接于燃气轮机控制盘和的控制和保护系统，它连接于燃气轮机控制盘和燃气轮机部件之间，用来控制供给和切断机组的燃气

16、轮机部件之间，用来控制供给和切断机组的燃料。来自机组润滑油系统的遮断油起着遮断的燃料。来自机组润滑油系统的遮断油起着遮断的作用（燃机非正常停机和危急停机），同时使液作用（燃机非正常停机和危急停机），同时使液压信号传递给燃料截止阀，实行正常的起动和停压信号传递给燃料截止阀，实行正常的起动和停机。当遮断油管路里的油被切断（泄油）时，液机。当遮断油管路里的油被切断（泄油）时，液体燃料截止阀或气体燃料速比截止阀通过弹簧的体燃料截止阀或气体燃料速比截止阀通过弹簧的返回力关阀。返回力关阀。6、燃料系统气体燃料：由用户提供的气体燃料进入机组气体气体燃料：由用户提供的气体燃料进入机组气体燃料系统时，首先经过气

17、体燃料滤清器。其作用燃料系统时，首先经过气体燃料滤清器。其作用是用来滤除气体燃料中夹带的大块的杂质。滤清是用来滤除气体燃料中夹带的大块的杂质。滤清器可以水平安装，也可垂直安装，但排污口必须器可以水平安装，也可垂直安装，但排污口必须向下。滤清器必须定期排污，并取出滤芯进行清向下。滤清器必须定期排污，并取出滤芯进行清洗。气体燃料组合阀是气体燃料系统中最关键的洗。气体燃料组合阀是气体燃料系统中最关键的一个部件。组合阀系由两个独立的阀（速比阀和一个部件。组合阀系由两个独立的阀（速比阀和控制阀）组成。气体燃料首先经过速比阀控制阀）组成。气体燃料首先经过速比阀SRVSRV，然后再经过控制阀然后再经过控制阀

18、GCVGCV去燃烧室。去燃烧室。燃料系统控制画面流程燃料系统控制画面流程燃机控制画面燃机控制画面7、危险气体检测系统为防止气体燃料小室和轮机间出现过量的气体燃为防止气体燃料小室和轮机间出现过量的气体燃料泄漏，设置了危险气体检测系统。该系统分探料泄漏，设置了危险气体检测系统。该系统分探头和检测仪两部分。其中探头共安装在轮机间和头和检测仪两部分。其中探头共安装在轮机间和气体燃料小室内。检测仪安装在控制室内。当轮气体燃料小室内。检测仪安装在控制室内。当轮机间或气体燃料小室的危险气体的浓度达到规定机间或气体燃料小室的危险气体的浓度达到规定的设定值时，检测仪的报警继电器触发的设定值时，检测仪的报警继电器

19、触发 MK VIMK VI控控制盘，制盘，MK VIMK VI发出报警信息，提醒操作人员采取发出报警信息，提醒操作人员采取措施。措施。8、冷却和密封系统 燃气轮机组有许多高温部件，这些零件在高温下长期燃气轮机组有许多高温部件，这些零件在高温下长期工作，必然会对其寿命有着很大的不利影响。为延长工作，必然会对其寿命有着很大的不利影响。为延长使用寿命，改善工作条件，减少热应力、热变形，使使用寿命，改善工作条件，减少热应力、热变形，使燃气轮机组能长期稳定工作，对机组采取冷却措施是燃气轮机组能长期稳定工作，对机组采取冷却措施是非常必要的。机组的冷却密封便是对主要的高温零部非常必要的。机组的冷却密封便是对

20、主要的高温零部件进行空气冷却，对轴承采取空气密封件进行空气冷却，对轴承采取空气密封 。冷却：为保证高温部件温度连续的工作，从压气机某冷却：为保证高温部件温度连续的工作，从压气机某级抽气对透平喷嘴和其它高温部件进行冷却。级抽气对透平喷嘴和其它高温部件进行冷却。密封：在机组正常运行时，从压气机某级级抽气槽道密封：在机组正常运行时，从压气机某级级抽气槽道中抽出的空气，经管道引至机组的中抽出的空气，经管道引至机组的1 1号轴承和号轴承和2 2号轴承号轴承的油封处，用以封住滑油而不致外漏，空气可通过排的油封处，用以封住滑油而不致外漏，空气可通过排油管道随排油进入油箱，最后可从排气管排入大气。油管道随排油

21、进入油箱，最后可从排气管排入大气。9、闭式循环水系统冷却水系统是向透平支撑、润滑油冷油器（双冷冷却水系统是向透平支撑、润滑油冷油器（双冷油器）。提供冷却水，使透平支撑、润滑油分别油器）。提供冷却水，使透平支撑、润滑油分别保持在规定范围之内，保证机组正常运行。保持在规定范围之内，保证机组正常运行。闭式循环冷却水站有两套水泵装置，一套用于运闭式循环冷却水站有两套水泵装置，一套用于运行，另一套处于备用状态。行，另一套处于备用状态。机组的所有冷却水，包括进入透平支撑、冷油器机组的所有冷却水，包括进入透平支撑、冷油器以及从旁路流出的冷却水，都从排水总管流出机以及从旁路流出的冷却水，都从排水总管流出机组，

22、最后进入闭式循环冷却水站。冷却水在冷却组，最后进入闭式循环冷却水站。冷却水在冷却水站中被外循环冷却水系统冷却后，再进入机组，水站中被外循环冷却水系统冷却后，再进入机组，于此循环不断完成冷却任务。于此循环不断完成冷却任务。10、消防系统 任务：消防系统是燃气轮机机组的一个重要保护装置。一旦机仓室内发生火灾，该装置立即自动灭火，我们以GE公司9E机组的消防系统加以说明。一旦机仓室内发生火灾，该装置立即释放二氧化碳气体，同时关闭仓室的通风口。在初放系统释放后30s内使仓室内二氧化碳容积浓度达到34%（即为灭火浓度）。为防止暴露在高温金属中的可燃性物质在火灾扑灭后再次复燃，补放系统可保持灭火浓度的时间

23、不少于40min。灭火方式：自动灭火、应急电动灭火、应急手动灭火。灭火装置包括：灭火装置箱体、二氧化碳贮液瓶及瓶头阀、启动装置、启动管道、集流管、安全泄气阀、液流单向阀、压力开关、灭火剂管道、喷嘴、火灾探测器、报警灭火控制器、声光报警器、手动控制盒等。11、通风和加热系统 通风（通风（9E9E）：在轮机间罩顶上装有罩壳通风机）：在轮机间罩顶上装有罩壳通风机88BT88BT，机组启动点火后，此风机自动投入，将轮机间的热机组启动点火后，此风机自动投入，将轮机间的热空气抽到罩壳外使轮机间形成负压，这样外界的新空气抽到罩壳外使轮机间形成负压，这样外界的新鲜空气通过辅机间和轮机间的通风窗进入轮机间，鲜空

24、气通过辅机间和轮机间的通风窗进入轮机间，加速轮机间内空气对流，从而降低轮机间正常运行加速轮机间内空气对流，从而降低轮机间正常运行时的空间温度，并使可燃性气体混合物不易形成。时的空间温度，并使可燃性气体混合物不易形成。气体燃料小室采用气体燃料小室采用88VL88VL强制通风，外部空气由罩壳强制通风，外部空气由罩壳门的底部百叶窗吸入，然后由顶部抽风机排出小室，门的底部百叶窗吸入，然后由顶部抽风机排出小室，这样可尽量降低小室内可燃气体的浓度。这样可尽量降低小室内可燃气体的浓度。对于负荷齿轮箱装有罩壳的机组，齿轮箱罩壳顶部对于负荷齿轮箱装有罩壳的机组，齿轮箱罩壳顶部装有两台装有两台88VG88VG通风

25、机，将室内的热空气抽出，达到通风机，将室内的热空气抽出，达到通风散热的目的。通风散热的目的。加热：辅机间、负荷齿轮箱间及发电机间均装有加加热：辅机间、负荷齿轮箱间及发电机间均装有加热器，用开保持设备的温度。热器，用开保持设备的温度。12、压气机清洗系统 压气机清洗系统的作用：清洗系统能有效地去除压气机清洗系统的作用：清洗系统能有效地去除压气机透平叶片上的各种水溶性物质以及各种油、压气机透平叶片上的各种水溶性物质以及各种油、烟沉积物，从而恢复压气机的压比和流量，提高烟沉积物，从而恢复压气机的压比和流量，提高机组的出力。机组的出力。压气机清洗系统设备构成：压气机水清洗系统包压气机清洗系统设备构成：

26、压气机水清洗系统包括装于压气机进气口处固定式水洗喷嘴、水洗站括装于压气机进气口处固定式水洗喷嘴、水洗站及相应的联接管道。水洗站包括以下主要设备：及相应的联接管道。水洗站包括以下主要设备：离心式水泵、洗涤泵、电加热器、水箱、洗涤离心式水泵、洗涤泵、电加热器、水箱、洗涤箱电控盘、整体罩壳、公用底盘。箱电控盘、整体罩壳、公用底盘。透平清洗装置同压气机清洗装置。透平清洗装置同压气机清洗装置。机组的清洗可在线清洗也可离线清洗，离线清洗机组的清洗可在线清洗也可离线清洗，离线清洗过程中转子保持冷托状态，一般采用离线清洗。过程中转子保持冷托状态，一般采用离线清洗。13、油气分离系统 任务：该系统主要作用是将发电机、负荷齿轮箱任务：该系统主要作用是将发电机、负荷齿轮箱及机组滑油箱冒出的含油气体分离。分离出的油及机组滑油箱冒出的含油气体分离。分离出的油排入油箱。排入油箱。系统构成：该系统主要由油气分离器、油气分离系统构成：该系统主要由油气分离器、油气分离器支架、管路及阀等组成器支架、管路及阀等组成 。谢谢！