GBT14411-2008轻型燃气轮机控制和保护系统

GBT14411-2008轻型燃气轮机控制和保护系统
GBT14411-2008轻型燃气轮机控制和保护系统

GB/T14411-2008轻型燃气轮机控制和保护系统

Controlandprotectivesystemforaero-derivativegasturbine

本标准代替GB/T14411-I993((轻型燃气轮机控制和保护系统》。

本标准与G13/T14411-1993相比主要变化如下:

—修改了标准适用范围(本版的第1章);

—修改了清吹要求(本版的3.2.1.5);

—补充了正常停机和紧急停机要求(本版的3.2.3.2、3.2.3.3);

—增加了同步控制、瞬时超速限制和输出功率限制要求(本版的33.5,3.4.8、3.4.9);

--—补充了数字电子控制系统的性能指标要求(本版的3.4.3.2);

—删除了环境试验条款(1993年版的5.3);

—修改了数字控制系统要求,整合成3.1(1993年版的第7章);

—修改了保护装置中信号器和监控参数相关要求(本版的4.3.4、4.3.5);

—增加了环境条件要求(本版的第7章)。

本标准由中国航空工业第一集团公司提出。

本标准由中国航空工业第一集团公司归口。

本标准起草单位:中航世新燃气轮机股份有限公司、中国航空综合技术研究所、江苏中航动力控制有限公司。

本标准主要起草人:田祥泰、于培敏、张华、孟凡涛、俞建峰。

本标准所代替标准的历次版本发布情况为:

—GB/TI441I-1993。

目录

目录 (2)

1范围 (4)

2规范性引用文件 (4)

3控制系统 (4)

3.1基本要求 (4)

3.2控制功能 (4)

3.2.1起动 (4)

3.2.2加、减负荷 (5)

3.2.3停机 (6)

3.2.4防止喘振 (7)

3.3燃料调节 (7)

3.3.1概述 (7)

3.3.2稳态转速调整 (7)

3.3.3恒速控制 (7)

3.3.4变速控制 (8)

3.3.5同步控制 (8)

3.4性能指标 (8)

3.4.1死区 (8)

3.4.2漂移 (8)

3.4.3转速控制系统的稳定性 (8)

3.4.4温度控制系统的稳定性 (8)

3.4.5电功率控制系统的稳定性 (9)

3.4.6机械驱动控制系统的稳定性 (9)

3.4.7整个系统的稳定性 (9)

3.4.8瞬时超速限制 (9)

3.4.9输出功率限制 (9)

4保护系统 (9)

4.1保护要求 (9)

4.1.1燃料切断 (9)

4.1.2超速保护 (10)

4.1.3过低转速保护 (10)

4.1.4火普保护 (10)

4.1.5熄火保护 (10)

4.1.6控制及保护系统故障保护 (11)

4.2保护功能 (11)

4.2.1概述 (11)

4.2.2超速保护 (12)

4.2.3超温保护 (12)

4.2.4超扭保护 (12)

4.2.5低转速保护 (12)

4.2.6振动保护 (12)

4.2.7喘振保护 (12)

4.2.8滑油压力低 (12)

4.2.9点火不成功 (12)

4.2.10熄火保护 (12)

4.2.11转速悬挂保护 (12)

4.2.12轴位移保护 (13)

4.2.13进气过滤器压差高 (13)

4.2.14轴承温度高保护 (13)

4.2.15控制及保护系统故障 (13)

4.2.16滑油冷却器出口处滑油温度高 (13)

4.2.17滑油或姗料过滤器压差高 (13)

4.2.18滑油供油或回油温度低 (13)

4.2.19滑油回油温度高 (13)

4.2.20燃料压力低 (13)

4.2.21燃料压力高 (13)

4.2.22燃料温度低 (13)

4.2.23燃料泄漏 (13)

4.2.24起动装置出现故障 (14)

4.2.25油箱油位高 (14)

4.2.26油箱油位低 (14)

4.2.27热电偶故障 (14)

4.2.28滑油泵故障 (14)

4.2.29动力涡轮转速信号消失 (14)

4.2.30燃气轮机转速信号消失 (14)

4.2.31有危险的大气条件检测 (14)

4.2.32辅助设备的保护 (14)

4.2.33其他的过程或被驱动设备的功能故障 (14)

4.2.34火替保护 (14)

4.3保护装置 (14)

4.3.1概述 (15)

4.3.2电动、机械和手动保护 (15)

4.3.3音响报警 (15)

4.3.4信号器 (15)

4.3.5监控参数 (15)

4.3.6信息传递、监控、故障诊断和预测 (15)

4.3.7保护装置的功能检查 (15)

5试验要求 (15)

5.1性能试验 (15)

5.1.1概述 (16)

5.1.2校准试验 (16)

5.1.3模拟试验 (16)

5.1.4装机试验 (16)

5.2室温持久试验 (16)

5.3试用 (16)

6电气设备 (16)

6.L电源 (16)

6.2接地与屏蔽 (17)

6.3配线 (17)

6.4安装 (17)

7环境条件 (17)

7.1概述 (17)

7.2环境温度 (17)

7.3环境相对湿度 (17)

7.4环境振动 (17)

7.5环境的大气压力 (18)

7.6电磁干扰 (18)

8维护和寿命 (18)

1范围

本标准规定了轻型燃气轮机(以下简称燃气轮机)控制系统的控制功能和性能要求、保护系统的保护功能和保护装置及其试验要求。

本标准适用于地面发电和机械驱动用的燃气轮机的控制和保护,其他用途的燃气轮机可参照执行。

2规范性引用文件

下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。

GB/T10489轻型燃气轮机通用技术要求

3控制系统

3.1基本要求

3.1.1控制系统应能满足燃气轮机对控制、调节、监视和保护功能的需要,同时具有高度的可靠性、安全性和可用率,应符合GB/T10489的要求。

3.1.2数字电子控制系统宜有冗余、容错和故障自诊断功能。系统硬件宜模块化、通用化,维护方便。

控制软件应具有优良的实时性、容错性和安全性,编程方便、易于使用。

3.1.3数字电子控制系统应提供良好的人机操作界面,与其他控制装置联接方便,具有可扩充性和开放性。

3.1.4数字电子控制系统应具有标准的通讯接口。系统可通过通讯接口与外界交换数据,使用开放的、标准的通讯协议,应能很方便地融人上层系统。

3.2控制功能

3.2.1起动

3.2.1.1概述

从起动辅助设备开始直至燃气轮机到达空负荷转速(慢车转速)的全过程为起动过程。起动有手动起动、半自动起动、自动起动等方式,并可具有程序起动、多次起动和特种起动等功能。

3.2.1.2起动方式

3.2.1.2.1手动起动装置根据供需双方一致同意的方案提供。手动起动要求操作者手动起动辅助设备,并逐步完成起动程序,直至燃气轮机到达空负荷转速(慢车转速)。

3.2.1.2.2半自动起动是手动起动辅助设备,但操作者应通过一次操作使燃气轮机自动完成其后的全部起动过程。

3.2.1.2.3自动起动是操作者发出起动指令,燃气轮机自动完成全部的起动过程。

3.2.1.3起动过程

起动过程要有一套完整的起动程序来保证可靠点火,且按要求供给燃料,使燃气轮机迅速、稳定、可靠地到达空负荷转速(慢车转速)。通常,按随燃气轮机转速或时间而变化的起动曲线来供给燃料。如有需要,应能按外界大气压力和温度修正此起动曲线。也可按其他参数的变化曲线控制或修正起动燃料量。

3.2.1.4特种起动

特种起动包括无外电源起动、遥控起动、应急起动和使用两种燃料的燃气轮机的更换燃料起动,供需双方可协商选定。其中对使用两种燃料的燃气轮机,需加装燃料切换开关,以便自动而及时地更换燃料。

3.2.1.5清吹

3.2.1.5.1不论起动过程是手动、半自动或自动,起动控制系统均应根据要求设置必要的自动清吹周期,保证足够的持续时间,以便燃气轮机在点火燃烧前从进气口沿气路通过排放装置(包括烟囱)排出任何可燃物,根据燃气通道自由容积或所测出的其中燃气浓度来规定清吹时间,使燃气轮机排出的气体至少三倍于整个排气系统的容积,并可采取其他预防措施。

3.2.1.5.2当使用高挥发性的液体燃料时,除清吹外还应采取专门的保护措施。

3.2.1.6点火

点火装置只是在起动期间正常供电。电路宜布置成可手动操作。点火装置应设有防止误操作的措施,必要时可将该装置电源线的两端接地。

3.2.2加、减负荷

3.2.2.1加负荷

加负荷可手动、半自动或自动进行,直至达到规定的功率。自动加负荷可紧接起动程序后进行,而不需其他动作。需要时,可规定加负荷的时间或速率(包括正常和紧急

情况)。

3.2.2.2减负荷

减负荷时要防止燃料减得太快,造成燃烧室熄火,这时的燃料供给可根据转速或时间程序来减少,应能保证最小的燃料供给量。需要时,应规定减负荷的时间或速率。

3.2.2.3暖机和冷机

在加负荷或减负荷时,都要在规定负荷(或转速)下停留一定时间,以达到暖机或冷机的要求。

3.2.3停机

3.2.3.1概述

停机分正常停机和紧急停机。停机时要切断燃料供给,并通过排放系统放掉停机后燃料调节阀后管路中的残留燃料。

3.2.3.2正常停机

正常停机是指按照一定程序进行停机,该程序根据燃气轮机的使用情况编制。可用手动、半自动或自动的方式执行。发电用和机械驱动用燃气轮机的停机步骤为:

a)发电用燃气轮机停机步骤:

1)功在同步转速下,有控制地卸负荷到零输出;

2)断开发电机出口断路器;

3)降低转速或适当的冷却过程;

4)切断燃料供给;

5)停止盘车不需要的辅机;

6)如需要则进行盘车;

7)停止其余辅机,如滑油泵;

8)恢复到起动状态。

b)机械驱动用燃气轮机停机步骤:

1)有控制地卸载到最小负荷状态;

2)适当的冷却过程,

3)切断燃料供给;

4)停止盘车不需要的辅机;

5)如需要则进行盘车;

s)停止其余辅机,如滑油泵;

7)恢复到起动状态。

3.2.3.3紧急停机

紧急停机的要求为:

a)紧急停机应有手动操作,也应能由保护装置自动停机。应迅速关闭燃料截止阀,切断燃料供给;

b)除另有规定外,应提供自动方式使被驱动装置与所连接系统分开,以防止发电机逆功率运行或负荷介质倒流;

c)也可能需要操作放气系统,以释放储存的能量;

d)应进行正常的盘车和停机程序,对装有自动再起动装置的机组,应采取措施防止不经手动复位就自动起动.

3.2.4防止喘振

应防止在起动、加负荷、减负荷和停机等过渡过程中引起的燃气轮机喘振。

3.3燃料调节

3.3.1概述

3.3.1.1从开始点火到最大负荷状态,以及加速和减速的整个运行过程中,控制系统应能稳定地控制供往燃气轮机中的燃料。

3.3.1.2控制要求和保持设定值精度是随特殊应用情况而变化的,应在合同中详细规定。

3.3.2稳态转速调整

在有差调节的情况下,燃气轮机的稳态转速不等率应能调整在额定转速的200-.-fi%范围内,且应根据所带负荷的类型而定。

3.3.3恒速控制

3.3.3.1对于恒速运行的燃气轮机(特别是发电用的),应装备能感受输出轴转速的控制器。除非供需双方另行商定,该转速控制器应能将空负荷时输出轴转速调定在额定转速的95%---106%之间的任意值上。

3.3.3.2当带动与电网同步的发电机时,在供需双方商定的时间内,转速控制器应能

使输出功率从最大降至零,以便与并联运行装置上的其他转速控制器相协调。

3.3.4变速控制

对于需要在一定转速范围内运行的燃气轮机(如气体压缩用动力装置),控制系统应能使转速在一定范围内变化。转速范围可协商确定。

3.3.5同步控制

如果用户需要,转速调节系统应能进行同步转速控制。

3.4性能指标

3.4.1死区

在额定转速以及在不大于最大输出功率的任一功率时,死区应不超过额定转速的0.1%

3.4.2漂移

任何控制方式的转速漂移极限由供需双方共同商定。

3.4.3转速控制系统的稳定性

3.4.3.1燃气轮机在空载与最大负荷之间运行时,转速调节系统和燃料控制系统应能稳定地控制;

a)被驱动设备单独运行时的燃气轮机转速;

b)被驱动设备并列运行时进人燃气轮机的燃料量。

需要时可同时控制上述a),b)两项。

3.4.3.2以下几种情况,应认为输出轴转速的控制系统是稳定的:

a)被驱动设备以持续负荷单独运行时,控制系统引起的燃气轮机转速的持续脉动,其峰间幅度不

超过额定转速的0.24%,数字电子控制系统应不超过0.12%

b)在额定转速下工作的被驱动设备与恒速的其他设备并联运行时,控制系统引起的燃料输人持续脉动量所导致的输出功率变化,其峰间幅度不超过额定输出功率的4%;数字电子控制系统不应超过3%。

3.4.4温度控制系统的稳定性

3.4.4.1当燃气轮机的温度控制系统在按照外界环境条件所设定的最大极限值内运行时,控制系统应能稳定地控制燃气轮机的燃气温度。

3.4.4.2温度控制系统引起的燃气轮机燃料输人的持续脉动量所导致的输出功率的变化,其峰间幅度

不超过输出功率的6%,数字电子控制系统应使其不超过4%

3.4.5电功率控制系统的稳定性

3.4.5.1对于发电用的燃气轮机,当燃气轮机的电功率控制器是在恒频母线上控制电功率的情况下运行时,控制系统应能稳定地控制输出电功率。

3.4.5.2电功率控制系统引起的燃料输入的持续脉动量所导致的输出功率变化,其峰间幅度不超过额定输出功率的4%。数字电子控制系统应使其不超过3%

3.4.6机械驱动控制系统的稳定性

3.4.6.1对于驱动机械用的燃气轮机,控制系统应能稳定地控制燃气轮机的输出功率。

3.4.6.2在稳定的负荷状态下,控制系统引起的燃气轮机燃料输人的持续脉动量所导致的输出功率变化,其峰间幅度不超过额定功率的4%。数字电子控制系统应使其不超过3%

3.4.7整个系统的稳定性

在被驱动设备及其相关联系统的某些装置超控时,将影响到前述系统的稳定性。

3.4.8瞬时超速限制

3.4.8,1除非与用户另有商定,转速调节系统应在瞬间甩额定负荷的情况下能防止燃气轮机到达遮断转速。

3.4.8.2转速的瞬态过程不仅与调节器性能有关,也与燃气轮机的特性、转动惯量和瞬态负荷有关。

3.4.9输出功率限制

为了防止轴输出功率超限,可通过降低涡轮极限温度的方法,当然也可采用检测输出功率或把燃气轮机的转速作为控制参数的其他方法。

4保护系统

4.1保护要求

4.1.1燃料切断

4.1.1.1燃气轮机在任何状态下停机,除了燃料调节阀应回到最小位置外,燃料控制

系统还要有独立的快速截止阀。它在任何一种停机指令下都能切断流向燃气轮机的燃料,并且在允许点火的所有条件都满足之后才能打开。

4.1.1.2为了燃气轮机的安全,应设有旁路排放阀或多重截止阀,使得停机后燃料漏人燃气轮机的危险减至最小。

4.1.2超速保护

4.1.2.1在任何突然失去负荷的情况下,为防止瞬时转速超过轴系或其他被驱动设备的最大安全极限,应具备超速保护装置。应能报警,并用不通过主控制器的方法紧急关闭燃料截止阀。

4.1.2.2在燃气轮机动力装置中,尤其是带有多轴装置的情况下,连接设备突然失去负荷时,燃气轮机可能承受很高的加速度,在超速保护动作后,转速可能继续上升,其瞬时转速可能远高于遮断转速。但在最大安全极限内,燃气轮机应不经检查而能重新正常运行,同时应注意保证所有连接设备,包括用电气、机械或液压方式相连接的各种辅助设备都能承受相应的超速。

4.1.2.3对实际上不会出现危险超速的轴除外,每根独立的轴系都应装有超速自动保护装置,且应与带有超速保护的主控制器无关。

4.1.2.4设备设计时应允许对超速保护装置进行试验和调整。

4.1.2.5如果在燃气轮机中储存有热量或大量的高压空气时,除超速保护外,还应设置额外的保护。

这样的保护可以采用类似排放阀或负荷电阻的形式,它们可由主控制器或超速保护装置来控制或由两者同时控制。

4.1.2.6超速保护装置通常应调整到当输出轴转速超过额定转速7%---10%时动作。

4.1.2.7超速保护装置应直接感受转子转速,尽量不经过中间机械零件,如软轴、减速器、离合器等。

4.1.3过低转速保护

在燃气轮机或被驱动负荷中可能存在过低转速限制情况下,应考虑过低转速保护。

4.1.4火普保护

应对设备提供火警监测,并要有灭火和防止重燃的措施。检测到火警时,应报警并停机,并应考虑延迟放出灭火剂,以便人员撤离。

4.1.5熄火保护

燃烧室熄火时,需报警,并应切断燃料。可采用火焰监测器或其他措施监测。4.1.6控制及保护系统故障保护

当控制电路电源失电或系统发生其他故障时,应报警并考虑控制器及保护装置的动作,一般情况下,应将控制器和被控制装置置于某特定用途下最安全可靠的运行状态或停机。

4.2保护功能

4.2.1概述

保护系统应对可能引起燃气轮机损坏或影响其使用寿命的参数进行监测、报警、停机和显示。主要保护项目和保护功能见表1,供需双方可根据使用情况选择。

表1保护项目和功能

4.2.2超速保护

在燃气轮机转速超过限定值时,应报警或停机。

4.2.3超温保护

如燃气轮机涡轮出口处温度超过最大温度限定值,应报警或停机。设置最大温度限定值时应考虑到燃气轮机加速时所需的余量。基本负荷时和尖峰负荷时的限定值应有所不同。

4.2.4超扭保护

由于某种原因使负荷骤增时,因超扭会造成燃气轮机损坏,要有相应的保护功能,应报警或停机。

4.2.5低转速保护

在燃气轮机或被驱动负荷中可能存在低速极限情况下,要考虑低转速保护,应报警或停机。

4.2.6振动保护

振动保护装置应测量各监测点上的振动参量及其变化率,如超过允许值,应报警。在超过极限值或持续一定时间后,应使燃气轮机停机。

4.2.7喘振保护

喘振由感受相应参数的喘振监测器监视,超出限定值时应报警;如继续发展,则应停机。可通过放气或转动压气机导向叶片等方法防止喘振。

4.2.8滑油压力低

当滑油压力低,即表明滑油系统出现故障,应报警或停机。

4.2.9点火不成功

在点火装置出现故障或其他原因使点火不成功时,应报警并停机。

4.2.10熄火保护

燃烧室熄火时,应报警并停机。

4.2.11转速悬挂保护

在起动或加速时,当转速停止上升并延续一定时间后,表明转速产生悬挂,应报警

或停机。

4.2.12轴位移保护

各个轴的轴向位移的最大活动量高于限定值时,应报警或停机。

4.2.13进气过滤器压差高

进气过滤器因堵塞或结冰而造成压差过高时,应报警或停机。

4.2.14轴承温度高保护

具有滑动轴承的燃气轮机应装有温度监测器,测量轴承温度和回油温度。当温度高于限定值时,应报警或停机。

4.2.15控制及保护系统故障

当控制电路电源失电或系统发生其他故障时,应报警并考虑控制器及保护装置的动作,一般情况下,应将控制器和被控制装置置于某特定用途下最安全可靠的运行状态或停机。

4.2.16滑油冷却器出口处滑油温度高

当滑油冷却器出口处滑油温度高于限定值时,表明冷却器失效或系统中有其他故障,应报警。

4.2.17滑油或姗料过滤器压差高

当滑油或燃料过滤器压差高于限定值时,表明过滤器堵塞,应报警。

4.2.18滑油供油或回油温度低

当滑油供油或回油温度低于限定值时,应报警。

4.2.19滑油回油温度高

当滑油回油温度过高时,表明滑油系统或轴承工作不正常,应报警。

4.2.20燃料压力低

为保证燃烧室良好工作,燃料供给应具有一定的压力。如低于限定值,应报警。

4.2.21燃料压力高

当供来的燃料压力高于限定值时,为防止出现危险情况,应报警。

4.2.22燃料温度低

当燃料温度低于限定值时,应报警。

4.2.23燃料泄漏

应对燃料泄漏进行检测,当出现燃料泄漏时应报警。

4.2.24起动装置出现故障

当起动装置出现故障时,应报警。

4.2.25油箱油位高

当滑油箱中油位高于限定值时,应报警。

4.2.26油箱油位低

当滑油箱中油位低于限定值时,应报警。

4.2.27热电偶故障

如热电偶的温度指示不正常,为防止燃气轮机超温,应报警或停机。还可设置各热电偶之间的温差报警。

4.2.28滑油泵故障

在具有滑动轴承的燃气轮机上配备有两套由独立动力源驱动的油泵时,当一台油泵提供的滑油压力低于限定值,应报警,并使另一台油泵自动投入工作。

4.2.29动力涡轮转速信号消失

当动力涡轮转速信号消失时,说明传感器或相应电路出现故障,应报警并停机。4.2.30燃气轮机转速信号消失

当燃气轮机转速信号消失时,也表明传感器或相应电路出现故障,应报警并停机。

4.2.31有危险的大气条件检测

当燃气轮机在非正常的大气条件下运行时,应检测大气中所含的公害物,如超过限定值,应报警或停机。

4.2.32辅助设备的保护

如辅助设备工作未达到要求,过程不应进行下去,应报警。

4.2.33其他的过程或被驱动设备的功能故障

燃气轮机在运行过程中,如出现不包括在上述条文中并会导致失效的功能故障或被驱动设备出现功能故障时,均应报警或停机。

4.2.34火替保护

检测到火警时,应报警并停机。

4.3保护装置

保护装置包括进行检测、报警、停机和显示的装置,用于监控可能引起损坏或缩短燃气轮机寿命的状态。应记录故障发生前、后主要参数的变化,以查清故障的原因。4.3.2电动、机械和手动保护

保护装置有电动、机械和手动三种形式。当电动保护失灵时,应有机械和手动紧急停机作最后保护,实行就地控制(如燃料切断)。

4.3.3音响报警

可按需要提供一套由报警和紧急停机系统操纵的音响报警器。

4.3.4信号器

应提供报警和停机用的信号器。停机和报警的显示信号的颜色不应相同。信号器应清楚地指出,是什么原因引起报警或停机。数字电子控制系统可由显示器完成此功能。

4.3.5监控参数

监控的典型参数为:转速、温度、压力、振动、流量、输出功率、并网成功信号、执行机构位移、负载电流及电压、起动成功及不成功次数、正常停机及紧急停机次数、以及运行时数等,可由供需双方商定。这些参数均需实时监控并储存在历史记录中。4.3.6信息传递、监控、故障诊断和预测

4.3.6.1遥控和遥测需要有在燃气轮机控制和保护系统与控制中心之间传递信息的

监控设备。应规定监控设备所能处理的参数和函数,以提供与监控设备相容的信号。报警时,应能自动记录有关参数的瞬时值。

4.3.6.2对于燃气轮机的状态监控,应有足够的参数能用于预测早期故障征兆和性能的降低,使故障得以避免,或能提供故障的延续发展的趋向信号。

4.3.6.3为了提高故障诊断的准确度,防止误断,对有些装置可用双通道,相互校对。

4.3.6.4冗余系统切换时,应是无扰动地过渡,同时报警。

4.3.7保护装置的功能检查

保护装置的重要保护功能(如超速、超温等)应能在慢车状态时采用降低报警值或用模拟方法检查。

5试验要求

5.1性能试验

控制和保护系统性能试验包括稳态参数的校准试验、动态性能模拟试验以及装机试验。试验项目可由供需双方协商确定。

5.1.2校准试验

所有控制系统的功能部件都应在试验台上进行校准,使其稳态性能符合设计要求。重要的保护功能亦应进行试验和校准。

5.1.3模拟试验

5.1.3.1模拟试验可用计算机进行。模拟件应能模拟其在燃气轮机上的正常关系和功能。系统中的分组件或部件可分别进行试验,但这样的分开不应妨碍功能的模拟。

5.1.3.2模拟试验前,功能部件应进行一次校准。

5.1.3.3试验中应模拟在燃气轮机上承受的工作负荷,应提供必要的测试仪表以指示各个部件的性能及各部件之间的功能关系。用于燃气轮机发电时,可按有关标准进行甩全负荷试验。

5.1.3.4对电子控制系统,还要进行抗干扰的模拟试验。

5.1.4装机试验

控制和保护系统需装在燃气轮机上进行试验,测试系统性能,并重新校准,检查各项功能及稳态和动态的性能指标,以符合设计要求。

5.2室温持久试验

控制和保护系统应按供需双方商定的时间或循环次数进行室温持久试验。

5.3试用

应将控制和保护系统与燃气轮机配套,在现场按实用环境和负荷,作较长时间的试运行,以便考察其在实际场合下的可靠性和使用寿命。这时,系统的性能指标和各项功能应满足使用要求。具体要求由供需双方商定。

6电气设备

6.l电源

6.1.1系统应采用专用电源,或不间断电源cuPS}以提高可靠性。

6.1.2如有必要,系统的输人和输出部分应采用隔离电源,以适应恶劣的工作环境,提高抗干扰能力。

并需使用单独的地线。

6.1.3系统应优先选用交流220V,50H:和/或直流24V电源。

6.2接地与屏蔽

6.2.1所有控制部件的接线宜使用绝缘屏蔽电缆,电缆的屏蔽尽可能集中在一点接地。

6.2.2所有测试仪表的导线和电源导线都应屏蔽。并与电源导线隔离。

6.2.3屏蔽在信号源处应是浮动的,而在监控点是接地的。

6.3配线

6.3.1为减少运行事故,应注意配线方法。

6.3.2为便于安装及检查,电气系统线路应尽可能安装在燃气轮机的一侧,接线端子盒应装在金属保护套内。

6.3.3电气系统所使用的耐高温电缆,额定电压不大于600V,耐高温电缆预定的使用温度,在连续工作时可达280℃,在短期工作时可达400℃。

6.3.4配线还应注意防振、接线端和线路的标记以及接线端连接的不对称性。

6.4安装

系统的安装应有防振和冷却的措施。系统中所有会产生电弧的地方应密封。线路布置应考虑到在插头和插座脱开之前切断电源。重要的操作按钮和电路都要有保护措施,以防误碰。

7环境条件

7.1概述

在下述规定的任何环境条件下,控制装置及系统应能够稳定的持续运行。

7.2环境温度

7.2.1使用环境,即工作温度为。0C-35℃。

7.2.2储运温度为-40-50℃。

7.3环境相对湿度

环境相对湿度在室内工作时为45%---65%,在储运时为45%-95%.

7.4环境振动

环境引起的控制装置的振动频率10Hz--50Hz,振幅0.15mm

7.5环境的大气压力

大气压力:0.086MPa--0.106MPa

7.6电磁干扰

在自然界和规定的电磁干扰情况下,装置能正常地运行。装置本身不应发出超过规定的无线电磁干扰。

8维护和寿命

8.1对系统应定期检查,校准并作记录。

8.2影响寿命的外部因素有:燃料种类和牌号、成分、性质、大气和环境条件、运行方式等。并据此考虑维护的方式。

8.3部件的寿命以能继续正常运转为指标并以现场使用者的判断为处理依据。

8.4对控制和保护系统,应根据故障模式、失效分析及可靠性试验来确定平均无故障时间。不影响燃气轮机寿命的某些故障可不考虑。

简析燃气轮机发电机组的现状及未来发展正式版

Through the reasonable organization of the production process, effective use of production resources to carry out production activities, to achieve the desired goal. 简析燃气轮机发电机组的现状及未来发展正式版

简析燃气轮机发电机组的现状及未来 发展正式版 下载提示:此安全管理资料适用于生产计划、生产组织以及生产控制环境中,通过合理组织生产过程,有效利用生产资源,经济合理地进行生产活动,以达到预期的生产目标和实现管理工作结果的把控。文档可以直接使用,也可根据实际需要修订后使用。 火力发电的历史久远,为世界经济发展提供着充足的能源。但是,随着环境保护观念深入人心,世界资源日益紧缺,火力发电已经成为我国经济转型、产业结构调整的重点对象。作为新型发电模式,燃气轮机发电具备快速启停、高效率以及较小占地规模的有点,污染小。在我国工业实践中,受到制造技术的商业秘密制约,自主创造能力十分薄弱,进口是主要来源,并没有在全国推广开来。本文主要浅析燃气轮发电机组的当前发展情况,并展望未来趋势,希望引起工业领域人员的重

视。 1.燃气轮机及其发电机组现状浅析 1.1.燃气轮机浅析 作为旋转式动力机械,气体以连续流动的方式在燃气轮机中通过热能向机械能的转化,进而推动发电机组旋转。从世界范围来看,第一台燃气轮机由瑞士一家企业制造,时间为1939年。经数十年发展,机车与坦克动力、舰船动力、管线动力与发电等都有燃气轮机的身影。从结构上划分,轻型与重型燃气轮机为工业燃气轮机类型。当前,俄、英、美等发达国家已经将燃气轮机完全应用到了水面舰艇上。此外,海上采油、输油输气的管线加压装置也由轻型燃气轮机构成,实现了41.6%的热

燃气轮机在船舶动力方面的应用

燃气轮机在船用动力方面的应用与发展 邵高鹏 (清华大学汽车系,北京 100084) 摘要:介绍船用燃气轮机的工作原理和特点,对比燃气轮机和内燃机性能的优缺点,总结燃气轮机应用于船用动力的现状和未来的发展方向。 关键词:船用燃气轮机;原理;应用;发展方向; 1.引言 燃气轮机动力装置在50年代开始用于船舶,在此之前,水面舰艇都已蒸汽轮机和内燃机作为其动力装置,大型舰船以蒸汽轮机为其主要的动力装置,蒸汽轮机的优势在于技术相对简单,制造相对容易,但是其同样存在油耗大,占用空间大等等劣势,而柴油机的单机功率有限,必须采用多机并用。并且由于燃气轮机汽固有的一些优点,使得它逐渐向柴油机动力在船舶动力上的统治地位发起了挑战。最初的燃气轮机还只能应用与军用舰艇,但是随着燃气轮机技术的发展,燃气轮机在商船上也逐步得到了推广。 2.船用燃气轮机的工作原理 船用内燃机的循环模式可以分为简单开式循环,其工作过程同内燃机类似,也可以分为吸气、压缩、做功及排气四个工作行程,但是与内燃机又有很大的不同,下图中是一种燃气轮机的结构示意图。 轴流压气机的转子高速回转,在压气机的进口处产生吸力,将新鲜空气吸入压气机,对应着吸气的过程。空气在轴流压气机中增压,压力和温度都有升高,空气继续流动经过扩压器,减速增压进入燃烧室中,此时的空气温度和压力都较高,比容很小,这就实现了空气的压缩过程。在空气进入燃烧室的同时,燃油同时喷入与空气混合形成可燃混合气,点燃后迅速燃烧,温度继续升高,而压力变化不大(由于流动损失的存在);高温高压的燃气,经过涡轮的静叶的导向之后冲击涡轮的动叶叶片,推动叶片使涡轮转子高速转动而产生转矩。涡轮常分为两级,第一级涡轮(高压涡轮)上产生的转矩用于驱动与之联动的压气机,第二级涡轮(动力涡轮)上产生的转矩经过传动轴和减速箱输出,这就是燃气轮机的燃烧和做工过

燃气轮机运行典型故障分析及其处理

燃气轮机运行故障及典型事故的处理 1 燃气轮机事故的概念及处理原则 111 事故概念 燃气轮机事故指直接威胁到机组安全运行或设备发生损坏的各种异常状态。凡正常运行工况遭到破坏,机组被迫降低出力或停运等严重故障,甚至造成设备损坏、人身伤害的统称为事故。造成设备事故的原因是多方面的,有设计制造方面的原因,也有安装检修、运行维护甚至人为方面的原因。 112 故障、事故的处理原则 当燃气轮机运行过程中发生异常或故障时,处理时应掌握以下原 则:(1) 根据异常和故障的设备反映出来的现象及参数进行综合分析和判断,迅速确定故障原因,必要时立即解列机组,防止故障蔓延、扩大。(2) 在事故处理中,必须首先消除危及人身安全及设备损坏的危险因素,充分评估事故可能的对人身安全和设备损害的后果,及时、果断的进行处理。(3) 在处理事故时牢固树立保设备的观念。要认识到如果设备严重损坏以至长期不能投入运行对电力系统造成的影响更大。所以在紧急情况下应果断的按照规程进行处理,必要时停机检查。 (4) 在事故发生后,运行各岗人员要服从值班长的统一指挥,各施其责,加强联系和配合,尽可能将事故控制在最小的损坏程度。(5) 当设备故障原因无法判断时,应及时汇报寻求技术支持,并按最严重的后果估计予以处理。(6) 事故处理后,应如实将事故发生的地点、时 间及事故前设备运行状态、参数和事故处理过程进行详细记录和总

结。 2 燃气轮机的运行故障、典型事故及处理 211 燃机在启动过程“热挂” “热挂”现象:当燃机启动点火后,在升速过程中透平排气温度升高达到温控线时燃机由速度控制转入温度控制,这抑制了燃油量的增加速率而影响燃机升速,延长燃机启动时间,严重时燃机一直维持在温控状态使燃机无法升速,处于“热挂”状态。随后燃机转速下降致使启动失败,只能停机检查。 “热挂”的原因及处理办法有: (1) 启动系统的问题。①启动柴油机出力不足;②液力变扭器故障。液力变扭器主要由一个离心泵叶轮、一个透平轮和一个带有固定叶片的导向角组成。在启动过程中通过液体将启动柴油机的力矩传送给燃机主轴。液力变扭器的故障可通过比较柴油机加速时燃机0 转速到14HM 的启动时间来判断;③启动离合器主从动爪形状变化,使燃机还没超过自持转速,爪式离合器就提前脱离(柴油机进入冷机后停机) ,这时燃机升速很慢。而燃油参考值是以0105 %FRS/ S 的速度上升的,由于燃机升速慢而喷油量增速率不变使燃油相对过量,使排气温度T4 升高而进入温控,导致燃机的启动失败。(2) 压气机进气滤网堵塞、压气机流道脏,压缩效率下降。进气滤网堵塞会引起空气量不足;压气机流道脏会使压气机性能下降。必须定期更换进气滤网并对压气机进行清洗,及时更换堵塞的滤网和清除压气机流道上的积垢及油污。(3) 燃机控制系统故障。当燃油系统或控制系统异常时,有可能引起燃油

燃气轮机控制系统概况

燃气轮机控制系统—SPEEDTRONIC Mark V 摘要:本文介绍了燃气轮机及其控制系统的发展历程,以及燃气轮机控制系统—SPEEDTRONIC Mark V的工作原理及主要功能,并列举了几个燃气轮机控制系统的例子。 关键词:燃气轮机;控制系统 SPEEDTRONIC Mark V Gas Turbine Control System Abstract: This paper introduce the development history of gas turbines and their control system, and the functional principle and main features of gas turbine control systems, accompanied by some exemplifying system. Keywords: Gas Turbine; control system 1.燃气轮机控制系统的发展 燃气轮机开始成为工矿企业和公用事业的原动机组始于40年代后期,其最初被用作管道天然气输送及电网调峰。早期的控制系统采纳了液压机械式气轮机调速器,并辅以气动温控,启机燃料限制稳定及手动程控等功能。其余诸如超速、超温、着火、熄火、无润滑油及振动超标等保护均由独立的装置来实现。 随着控制技术的飞快发展,燃气轮机控制系统出现了以燃料调节器为代表的液压机械操动机构,以及用于启、停机自动控制的继电器自动程序控制。继电器自动程序控制,结合简单的报警监视亦可和SCADA(监控与数据采集)系统接口,用于连续遥控运行。这便是于1966年美国GE公司推出的第一台燃机电子控制系统的雏形。该套系

GBT14411-2008轻型燃气轮机控制和保护系统

GB/T14411-2008轻型燃气轮机控制和保护系统 Controlandprotectivesystemforaero-derivativegasturbine 本标准代替GB/T14411-I993((轻型燃气轮机控制和保护系统》。 本标准与G13/T14411-1993相比主要变化如下: —修改了标准适用范围(本版的第1章); —修改了清吹要求(本版的3.2.1.5); —补充了正常停机和紧急停机要求(本版的3.2.3.2、3.2.3.3); —增加了同步控制、瞬时超速限制和输出功率限制要求(本版的33.5,3.4.8、3.4.9); --—补充了数字电子控制系统的性能指标要求(本版的3.4.3.2); —删除了环境试验条款(1993年版的5.3); —修改了数字控制系统要求,整合成3.1(1993年版的第7章); —修改了保护装置中信号器和监控参数相关要求(本版的4.3.4、4.3.5); —增加了环境条件要求(本版的第7章)。 本标准由中国航空工业第一集团公司提出。 本标准由中国航空工业第一集团公司归口。 本标准起草单位:中航世新燃气轮机股份有限公司、中国航空综合技术研究所、江苏中航动力控制有限公司。 本标准主要起草人:田祥泰、于培敏、张华、孟凡涛、俞建峰。 本标准所代替标准的历次版本发布情况为: —GB/TI441I-1993。

目录 目录 (2) 1范围 (4) 2规范性引用文件 (4) 3控制系统 (4) 3.1基本要求 (4) 3.2控制功能 (4) 3.2.1起动 (4) 3.2.2加、减负荷 (5) 3.2.3停机 (6) 3.2.4防止喘振 (7) 3.3燃料调节 (7) 3.3.1概述 (7) 3.3.2稳态转速调整 (7) 3.3.3恒速控制 (7) 3.3.4变速控制 (8) 3.3.5同步控制 (8) 3.4性能指标 (8) 3.4.1死区 (8) 3.4.2漂移 (8) 3.4.3转速控制系统的稳定性 (8) 3.4.4温度控制系统的稳定性 (8) 3.4.5电功率控制系统的稳定性 (9) 3.4.6机械驱动控制系统的稳定性 (9) 3.4.7整个系统的稳定性 (9) 3.4.8瞬时超速限制 (9) 3.4.9输出功率限制 (9) 4保护系统 (9) 4.1保护要求 (9) 4.1.1燃料切断 (9) 4.1.2超速保护 (10) 4.1.3过低转速保护 (10) 4.1.4火普保护 (10) 4.1.5熄火保护 (10) 4.1.6控制及保护系统故障保护 (11) 4.2保护功能 (11) 4.2.1概述 (11) 4.2.2超速保护 (12) 4.2.3超温保护 (12) 4.2.4超扭保护 (12) 4.2.5低转速保护 (12) 4.2.6振动保护 (12) 4.2.7喘振保护 (12) 4.2.8滑油压力低 (12) 4.2.9点火不成功 (12) 4.2.10熄火保护 (12) 4.2.11转速悬挂保护 (12) 4.2.12轴位移保护 (13) 4.2.13进气过滤器压差高 (13) 4.2.14轴承温度高保护 (13) 4.2.15控制及保护系统故障 (13)

燃气轮机故障类型及原因

燃气轮机故障监测及诊断 1. 国内燃气轮机主要类型 燃气轮机具有效率高、功率大、体积小、投资省、运行成本低和寿命周期较长等优点。主要用于发电、交通和工业动力。 燃气轮机分为: (1)轻型燃气轮机为航空发动机的转型,其优势在于装机快、体积小、启动快、简单循环效率高,主要用于电力调峰、船舶动力。 (2)重型燃气轮机为工业型燃气轮机,其优势为运行可靠、排烟温度高、联合循环组合效率高,主要用于联合循环发电、热电联产。 燃气轮机有不同的分类方法,一般情况如图1-1所示。 图1-1

2. 燃气轮机故障类型 1.燃机在启动过程中“热挂” 2.压气机喘振 3.机组运行振动大 4.点火失败 5.燃烧故障 6.启动不成功 7.燃机大轴弯曲 8.燃机轴瓦烧坏 9.燃机严重超速 10.燃机通流部分损坏 11.润滑油温度高 12.燃机排气温差大 3. 燃气轮机故障原因 “热挂”的原因: (1)启动系统的问题。启动柴油机出力不足;液力变扭器故障等。 (2)压气机进气滤网堵塞、压气机流道脏,压缩效率下降。 (3)燃机控制系统故障。 (4)燃油雾化不良。 (5)透平出力不足。 产生压气机喘振的原因: 压气机喘振主要发生在启动和停机过程中。引起喘振的原因主要有:机组在启动过程升速慢,压气机偏离设计工况;机组启动时防喘放气阀不在打开状态;停机过程防喘放气阀没有打开。 机组运行振动大的原因: 引起燃气轮机运行振动的原因较多,对机组安全运行构成威胁,因此应高度重视。下面列举部分引起机组振动的情况: (1)机组启动过程过临界转速时振动略微升高,属正常现象,但在临界转速后振动会下降。按正常程序启动燃气轮机时,机组会快速越过临界转速,如果由于升速慢引起振动偏高,应检查处理升速较慢的原因。 (2)启动过程中由于压气机喘振引起的振动偏高,喘振时压气机内部发

燃气轮机控制系统概况模板

燃气轮机控制系统 概况 燃气轮机控制系统—SPEEDTRONIC Mark V 摘要:本文介绍了燃气轮机及其控制系统的发展历程,以及燃气轮 机控制系统—SPEEDTRONIC Mark V 的工作原理及主要功能,并列举了几个燃气轮机控制系统的例子。 关键词:燃气轮机;控制系统 SPEEDTRONIC Mark V Gas Turbine Control System Abstract: This paper introduce the development history of gas turbines and their control system, and the functional principle and main features of gas turbine control systems, accompanied by some exemplifying

system. Keywords: Gas Turbine; control system 1. 燃气轮机控制系统的发展燃气轮机开始成为工矿企业和公用事业的原 动机组始于40 年代后期,其最初被用作管道天然气输送及电网调峰。早期的控制系统采纳了液压机械式气轮机调速器,并辅以气动温控,启机燃料限制稳定及手动程控等功能。其余诸如超速、超温、着火、熄火、无润滑油及振动超标等保护均由独立的装置来实现。 随着控制技术的飞快发展, 燃气轮机控制系统出现了以燃料调节器为代表的液压机械操动机构,以及用于启、停机自动控制的继电器自动程序控制。继电器自动程序控制,结合简单的报警监视亦 可和SCADA(监控与数据采集)系统接口,用于连续遥控运行。这便是于1966 年美国GE 公司推出的第一台燃机电子控制系统的雏形。该套系统, 也就是后来被定名为SPEEDTRONIC MARK I 的控制系统,以电子装置取代了早期的燃料调节器。 MARK I 系统采用固态系列元件模拟式控制系统, 大约50 块印刷电路板, 继电器型顺序控制和输出逻辑。 MARK II 在1973 年开始使用。其改进主要是采用了固态逻辑系统, 改进了启动热过渡过程, 对应用的环境温度要求放宽了。 在MARK II 的基础上, 对温度测量系统的补偿、剔除、计算等进行改型, 在70 年代后期生产出MARK II +ITS, 即增加了一套集成温度系统。对排气温度的控制能力得以加强, 主要是对损坏的排气热电偶

联合循环燃气轮机发电厂简介

联合循环燃气轮机发电厂简介 联合循环发电:燃气轮机及发电机与余热锅炉、蒸汽轮机共同组成的 循环系统,它将燃气轮机排出的功后高温乏烟气通过余热锅炉回收转换为蒸汽,再将蒸汽注入蒸汽轮机发电。形式有燃气轮机、蒸汽轮机同轴推动一台发电机的单轴联合循环,也有燃气轮机、蒸汽轮机各自推动各自发电机的多轴联合循环。胜利油田埕岛电厂采用的是美国GE公司的MS9001E然气轮机,其热效率为33.79%,余热锅炉为杭州锅炉厂的立式强制循环余热锅炉。1.燃气轮机 1.1 简介燃气轮机是一种以空气及燃气为工质的旋转式热力发动机,它的结构与飞机喷气式发动机一致,也类似蒸汽轮机。主要结构有三部分: 1 、燃气轮机(透平或动力涡轮); 2、压气机(空气压缩机); 3、燃烧室。其工作原理为:叶轮式压缩机从外部吸收空气,压缩后送入燃烧室,同时燃料(气体或液体燃料)也喷入燃烧室与高温压缩空气混合,在定压下 进行燃烧。生成的高温高压烟气进入燃气轮机膨胀作工,推动动力叶片高速 旋转,乏气排入大气中或再加利用。 燃气轮机具有效率高、功率大、体积小、投资省、运行成本低和寿命 周期较长等优点。主要用于发电、交通和工业动力。燃气轮机分为轻型燃气轮机和重型燃气轮机,轻型燃气轮机为航空发动机的转型,其优势在于装机快、体积小、启动快、简单循环效率高,主要用于电力调峰、船舶动力。重型燃 气轮机为工业型燃机,其优势为运行可靠、排烟温度高、联合循环组合效率高,主要用于联合循环发电、热电联产。埕岛电厂采用的 MS9001E燃气轮发电机组是50Hz, 3000转 /分,直接传动的发电机。该型燃气轮发电机组最早 于 1987年投入商 业运行,基本负荷燃用天然气时的功率为123.4MW热效率为 33.79%,排气温度539C,排气量1476X103公斤/小时,压比为12.3,燃气初

军舰动力装置概况——燃气轮机

军舰动力装置概况——燃气轮机美国FT-8舰用燃气轮机 (一)研制背景和研制打算 FT-8燃气轮机由普拉特?惠特尼(P&W)公司的JT8D-219航空涡扇发动机派生。JT8D-219是JT8D系列中的最新型号,1985年开始投入使用。研制时充分利用了FT-4燃气轮机的成功体会,并移植了普拉特?惠特尼公司的PW2037和PW4000航空发动机的先进技术。在设计上突出了机组的高效率、高寿命和高可靠性。JT8D系列是一型成熟的航空发动机,20余年来已生产14000余台,并装在3000多架民航飞机上,如波音727、737、DC-9、MD-82等。累计运行了两亿八千五百万飞行小时,平均单台寿命超过1 8000h。 FT-8是1986年开始设计的。派生时将低压压气机改为8级,前两级用JTSD的风扇改成,第3级至第8级除对第3级压气机叶型作修改外,其他5级不变。进口导流叶片与前2级静子叶片可调。高压压气机共7级,7级高压压气机不变,重新设计了燃烧室和燃料系统。高、低压涡轮叶片加大了冷却,并设计了涡轮间隙操纵结构。动力涡轮4级,涡轮效率93.6%,燃气轮机总效率38.7%,是当代同等功率燃气轮机中最高的。 (二)系统组成和要紧性能 FT-8燃气轮机由进气道、低压压气机、高压压气机、燃烧室、高压涡轮、动力涡轮、排气装置和操纵系统等部套组成。 高压涡轮。单级轴流式。涡轮叶片和导向叶片为气冷,涡轮叶片材料为MAR-M-247,导向叶片为MAR-M-509,轮盘为In718。叶片涂层为N iCoCrAly。 低压涡轮。2级轴流式,第1级气冷。所有叶片材料皆为MAR-M-247,轮盘皆为Was-paloy。除第2级导向叶片涂层为PtAl外,其余叶片涂层皆为NiCoCrAly。 动力涡轮。4级轴流式,叶片材料除第3和第4级导向叶片为In7 18外,皆为In738。轮盘为Ing01。第1和第2级涡轮叶片及导向叶片涂层为PW A73铝硅,轴采纳PW All0铝涂层。

燃气轮机运行规程

V94.2型燃气轮机运行规程 第一章概述 1 第二章设备规范及性能 2 第一节主机技术规范及特性 2 第二节润滑油系统 3 第三节燃油系统及点火系统 5 第四节防喘放气及水洗系统 8 第五节液压油系统 9 第六节燃油前置系统 10 第七节冷却水系统 12 第八节进气系统 13 第九节启动变频器 13 第三章启动 14 第一节总则 14 第二节启动前的准备工作 14 第三节启动操作 24 第四章运行中的监视与检查 26 第五章正常停机 28 第六章水洗操作 29 第一节压气机离线水洗 29 第二节在线水洗 30 第三节透平水洗 31 第七章事故柴油机 33 第一节概述 33 第二节柴油发电机规范 33 第三节柴油机的启、停操作 34 第三节柴油机的维护 36

第八章空压机 38 第一节概述 38 第二节性能参数 39 第三节空压机的启动和运行 39 第四节空压机的正常维护和保养 41 第五节空压机常见故障及其排除方法 42 第六节空压机屏幕上符号说明 45 第九章事故处理 45 第一节通用准则 45 第二节燃烧和燃油系统失常 46 第三节润滑油系统 50 第四节通流部分损坏和机组振动 51 第五节机组超速和甩负荷 53 第七节电气故障处理 54 第十章设备整定值 57 第一章概述 1、机组概况 V94.2型燃气轮机由原西德电站设备联合制造有限公司(Krartwerke Unit AG-KWU)研究制造。采用单缸单轴、轴向排气的结构,具有设计合理、运行可靠、寿命长、适合多种燃料、检修方便等优点。既适于作为电网的基本负荷机组,也适合于作为调峰机组。转子由端面齿结构传扭,拉杆是空心轴,可调节的进口导叶,低负荷时,提高了机组的经济性。透平有四级,燃烧室为两个侧立的大面积燃烧结构,每个燃烧室装有八个便于拆装的喷嘴,喷嘴为组合式,回流控制。发电机是冷端驱动,有刷励磁方式,可用于变频启动,设有闭式循环水冷却系统。 2、燃机性能数据表:(不考虑燃机喷水) 名称单位 1 2 3 4 5 6 7 燃料 180#重油 180#重油 180#重油 180#重油 LNG LNG LNG 大气压 kpa 1.013 1.013 1.013 1.013 1.013 1.013 1.013

燃气轮机

论燃气轮机 一、燃气轮机概述 燃气轮机是以连续流动的燃气作为工质带动叶轮高速旋转,将燃料的能量转变为有用功的内燃式动力机械。它是以燃气而不是以水蒸气作为工质,因此可省去锅炉、冷凝器、给水处理等大型设备。不仅如此,燃气轮机与以煤为燃料的蒸汽轮机相比,它具有重量轻、体积小、装置效率高、污染少、开停灵活等优点。 二、燃气轮机的类型及其工作原理 (一)燃气轮机的类型 燃气轮机从负荷情况上划分可分为重型和轻型两类。一般工业上用于拖动发电机组发电,或用于机械驱动的燃气轮机都是重型燃气轮机;而用于飞机发动机的燃气轮机为轻型燃气轮机。 燃气轮机从结构上划分,燃气轮机可分为单轴、双轴和多轴燃气轮机。单轴燃气轮机因其压气机、透平与负载共轴,负载的转速变化规律直接影响压气机转速,使吸入压气机的空气量发生变化,甚至使压气机喘振而发生事故。为了使负载变化规律对压气机转速的影响降低到最小程度,即负载变化规律不直接影响压气机的转速,负载转速的变化规律只能通过内部气体工质的工作过程来间接影响压气机的工况,人们设法使压气机与负载不共轴,因而产生了双轴和多轴燃气轮机。 由上可见,在实际选型时,选用单轴、双轴还是多轴燃气轮机,取决于系统中负载的变化情况,当系统负载变化不大时,一般选用单

轴燃气轮机,如大型火力发电厂用于拖动发电机的燃气轮机;当系统负荷变化较大时,可视其具体情况选用双轴或多轴燃气轮机。(二)燃气轮机的工作原理 燃气轮机的工作过程是压气机(即压缩机)连续地从大气中吸入空气并将其压缩;压缩后的空气进入燃烧室,与喷入的燃料混合后燃烧,成为高温燃气,随即流入燃气涡轮中膨胀作功,推动涡轮叶轮带着压气机叶轮一起旋转;加热后的高温燃气的作功能力显著提高,因而燃气涡轮在带动压气机的同时,尚有余功作为燃气轮机的输出机械功。燃气轮机由静止起动时,需用起动机带着旋转,待加速到能独立运行后,起动机才脱开。燃气轮机的工作过程是最简单的,称为简单循环。燃气初温和压气机的压缩比,是影响燃气轮机效率的两个主要因素。提高燃气初温,并相应提高压缩比,可使燃气轮机效率显著提高。 三、燃气轮机的优缺点 与活塞式内燃机和蒸汽动力装置相比较,燃气轮机的主要优点是小而轻。此外,燃气轮机占地面积小,当用于车、船等运输机械时,既可节省空间,也可装备功率更大的燃气轮机以提高车、船速度。 燃气轮机的主要缺点是效率不够高,在部分负荷下效率下降快,空载时的燃料消耗量高。不同的应用部门,对燃气轮机的要求和使用状况也不相同。功率在10兆瓦以上的燃气轮机多数用于发电,而30~40兆瓦以上的几乎全部用于发电。 四、燃气轮机的发展历程及应用领域

燃气轮机用于发电的主要形式

燃气轮机用于发电的主要形式 燃气轮机用于发电的主要形式 燃气轮机装置是一种以空气及燃气为工质的旋转式热力发动机,它的结构与飞机喷气式发动机一致,也类似蒸汽轮机。主要结构有三部分:1、燃气轮机(透平或动力涡轮);2、压气机(空气压缩机);3、燃烧室。其工作原理为:叶轮式压缩机从外部吸收空气,压缩后送入燃烧室,同时燃料(气体或液体燃料)也喷入燃烧室与高温压缩空气混合,在定压下进行燃烧。生成的高温高压烟气进入燃气轮机膨胀作工,推动动力叶片高速旋转,乏气排入大气中或再加利用。 燃气轮机具有效率高、功率大、体积小、投资省、运行成本低和寿命周期较长等优点。主要用于发电、交通和工业动力。燃气轮机分为轻型燃气轮机和重型燃气轮机,轻型燃气轮机为航空发动机的转型,如LM6000PC和FT8燃气轮机,其优势在于装机快、体积小、启动快、简单循环效率高,主要用于电力调峰、船舶动力。重型燃气轮机为工业型燃机,如GT26和PG6561B等燃气轮机,其优势为运行可靠、排烟温度高、联合循环组合效率高,主要用于联合循环发电、热电联产。 燃气轮机用于发电的主要形式: 简单循环发电:由燃气轮机和发电机独立组成的循环系统,也称为开式循环。其优点是装机快、起停灵活,多用于电网调峰和交通、工业动力系统。目前的最高效率的开式循环系统是GE公司LM6000PC 轻型燃气轮机,效率为43%。 前置循环热电联产或发电:由燃气轮机及发电机与余热锅炉共同组成的循环系统,它将燃气轮机排出的功后高温乏烟气通过余热锅炉回收,转换为蒸汽或热水加以利用。主要用于热电联产,也有将余热锅炉的蒸汽回注入燃气轮机提高燃气轮机出力和效率。最高效率的前置回注循环系统是GE公司LM5000-STIG120 轻型燃气轮机,效率为43.3%。前置循环热电联产时的总效率一般均超过80%。为提高供热的灵活性,大多前置循环热电联产机组采用余热锅炉补燃技术,补燃时的总效率超过90%。 联合循环发电或热电联产:燃气轮机及发电机与余热锅炉、蒸汽轮机或供热式蒸汽轮

燃气轮机故障诊断毕业论文(含程序)

舰用燃气轮机某关键部件故障诊断方法研究 系别信息工程系 专业测控技术与仪器 班级 学号 姓名 指导教师崔建国 负责教师崔建国 2015年6月

摘要 燃气轮机的关键部件之一滚动轴承是机械设备运行过程中产生最易产生故障的零件,它运行的正常与否直接影响到整台机器的性能。防止故障升级,发生灾难性事故。所以对滚动轴承故障诊断技术进行探讨和学习就具有十分重要的意义。 本文主要以燃气轮机的滚动轴承为研究对象,利用测量的轴承振动信号参数来进行故障诊断,利用神经网络技术对某一动态的模拟原理,应用到对滚动轴承故障诊断的具体方面,设计并构建了基于BP神经网络和自适应模糊神经网络(Adaptive Network Fuzzy Inference System)的滚动轴承故障诊断系统,在MATLAB软件里对构造的训练样本进行训练,利用训练完成后的神经网络我们就可以对滚动状态故障进行诊断。 关键词:滚动轴承;BP神经网络;模糊神经网络

Abstract Rolling bearing is one of the most ordinary parts in mechanical machine, its running state can influence the performance of the whole machine directly, the aircraft stabilizer health status need to be monitored in real time to ensure the aircraft fly safety. so it is important to study the technology of fault diagnosis for rolling bearing. On the basis of analyzing the fault mechanism and vibration signal characteristics of rolling bearing systematically, and after analyzing and processing the vibration signals of right and fault state of rolling bearing, partial appropriate feature parameters are selected as the input of the neural network according to the time and frequency domain characteristics of parameters in this thesis. and the fault diagnosis system for rolling bearing based on BP neural network is built up. Finally,and fuzzy artificial neural network diagnosis technique the training set of right and fault states of rolling bearing is built up by using the measuring data of rolling bearing from former research, the neural network model is trained on the platform of Matlab software.the operating state of rolling bearing has been diagnosed by using the above network which has been trained well. Keywords: rolling bearing; BP neural network; fuzzy artificial neural network

燃气轮机润滑油系统外接净化设备案例分析

燃气轮机发电技术第14卷 第3/4期2012年10月 燃气轮机润滑油系统外接净化设备案例分析 袁柏山 (爱索普流体科技有限公司上海代表处,上海 201206) 摘要:美国坦帕电厂7台GE 7FA燃机润滑系统于2005年12月安装外接净化设备,经过4年多的持续运行,获得了超预期的净化效果。本文通过对运行过程的跟踪和检测数据的分析,重点阐述了净化设备的运行过程和机理,对国内燃机润滑系统的维护和清洁具有非常实用的借鉴价值。关键词:燃气轮机;润滑系统;污染;胶质物;平衡电荷净化 0 前言 坐落于美国佛罗里达州的坦帕电厂有7台GE 7FA 燃气轮机,投入运行4年后发现燃机润滑系统内出现大量的胶质污染物,油质开始变黑,伺服阀等控制部件出现卡涩故障,虽采用了传统的机械过滤但仍无效果。厂方一度考虑换油,后经GE 工程师的推荐,于2005年12月尝试使用油箱旁路在线BCA TM -平衡电荷净化设备,希望以此去除系统内的胶质物、延长润滑油使用寿命。实践证明:此举不但省去了换油的成本,而且由于安装的外接净化设备,燃机润滑系统又持续运行4年至2010年大修时,发现整个润滑系统内部洁净如新,胶质污垢被彻底清除,检测后的油质状况指标多好于新油,仍可继续使用下去。7台机组的油样外观和指标如图1所示,油质各项指标如表1所示。 1 检测数据分析 表1中:1A 、1B 、2D ….分别代表7 台机组。 图1[1] 取自七台机组油样 表1中:Varnish Potential —表示系统内“胶质物前兆”指标,胶质物的等级是按照目前一致公认的QSA —即超离心和定量分光光度分析法将系统内的胶质物前兆按严重程度划分成1~100个数量等级。指标在20以下可以认为润滑系统是比较洁净的,20~40表示轻度的胶质物污染,超过40说明胶质物污染比较严重,需要考虑采取措施对系统内的胶质物进行清除。表1中使用了8年的润滑油系统内的潜在胶质物在5~13之间,说明系统内基本上没 有胶质污垢存在了。 表1中的Gravimetric patch —表示“切片重量分析”,其试验方法与ASTM D893类似,和QSA 一样,也是检测系统内胶质物前兆的一种方法,具体试验方法是使油样经过0.4或0.8m 孔径的滤膜,然后 表1[1] 七台机组油样检测指标

(建筑电气工程)联合循环燃气轮机发电厂简介精编

(建筑电气工程)联合循环燃气轮机发电厂简介

联合循环燃气轮机发电厂简介 [摘要]以埕岛电厂为例,简要介绍联合循环发电厂几种主要设备及其各自的特点。 [关键词]联合循环燃气轮机余热锅妒简介 1引言 联合循环发电:燃气轮机及发电机和余热锅炉、蒸汽轮机共同组成的循环系统,它将燃气轮机排出的功后高温乏烟气通过余热锅炉回收转换为蒸汽,再将蒸汽注入蒸汽轮机发电。形式有燃气轮机、蒸汽轮机同轴推动壹台发电机的单轴联合循环,也有燃气轮机、蒸汽轮机各自推动各自发电机的多轴联合循环。胜利油田埕岛电厂采用的是美国GEX公司的MS9001E燃气轮机,其热效率为33.79%,余热锅炉为杭州锅炉厂的立式强制循环余热锅炉。 1.燃气轮机 1.1简介 燃气轮机是壹种以空气及燃气为工质的旋转式热力发动机,它的结构和飞机喷气式发动机壹致,也类似蒸汽轮机。主要结构有三部分:1、燃气轮机(透平或动力涡轮);2、压气机(空气压缩机);3、燃烧室。其工作原理为:叶轮式压缩机从外部吸收空气,压缩后送入燃烧室,同时燃料(气体或液体燃料)也喷入燃烧室和高温压缩空气混合,在定压下进行燃烧。生成的高温高压烟气进入燃气轮机膨胀作工,推动动力叶片高速旋转,乏气排入大气中或再加利用。 燃气轮机具有效率高、功率大、体积小、投资省、运行成本低和寿命周期较长等优点。主要用于发电、交通和工业动力。燃气轮机分为轻型燃气轮机和重型燃气轮机,轻型燃气轮机为航空发动机的转型,其优势在于装机快、体积小、启动快、简单循环效率高,主要用于电力调峰、船舶动力。重型燃气轮机为工业型燃机,其优势为运行可靠、排烟温度高、联合循环组合效率高,主要用于联合循环发电、

燃气轮机原理(精华版)

QD20燃机轮机机组 第 1章概述 1.1 燃气轮机简介 燃气轮机(Gas Turbine)是以连续流动的气体为工质、把热能转换为机械功的旋转式动力机械,包括压气机、加热工质的设备(如燃烧室)、透平、控制系统和辅助设备等。 走马灯是燃气轮机的雏形我国在11 世纪就有走马灯的记载,它靠蜡烛在空气燃烧后产生的上升热气推动顶部风车及其转轴上的纸人马一起旋转。15世纪末,意大利人列奥纳多〃达芬奇设计的烟气转动装臵,其原理与走马灯相同。 现代燃气轮机发动机主要由压气机、燃烧室和透平三大部件组成。当它正常工作时,工质顺序经过吸气压缩、燃烧加热、膨胀做功以及排气放热等四个工作过程而完成一个由热变功的转化的热力循环。图1-2为开式简单循环燃气轮机工作原理图。压气机从外界大气环境吸入空气、并逐级压缩(空气的温度与压力也将逐级升高);压缩空气被送到燃烧室与喷入的燃料混合燃烧产生高温高压的燃气;然后再进入透平膨胀做功;最后是工质放热过程,透平排气可直接排到大气、自然放热给外界环境,也可通过各种换热设备放热以回收利用部分余热。在连续重复完成上述的循环过程的同时,发动机也就把燃料的化学能连续地部分转化为有用功。 燃气轮机动力装臵是指包括燃气轮机发动机及为产生有用的动力(例如:电能、机械能或热能)所必需的基本设备。为了保证整个装臵的正常运行,除了主机三大部件外,还应根据不同情况配臵控制调节系统、启动系统、润滑油系统、燃料系统等。 燃气轮机区别于活塞式内燃机有两大特征:一是发动机部件运动方式,它为高速旋转、且工质气流朝一个方向流动(不必来回吞吐),使它摆脱了往复式动力机械功率受活塞体积与运动速度限制的制约,在同样大小的机器内每单位时间内通过的工质量要大得多,产生的功率也大得多,且结构简单、运动平稳、润滑油耗少;二是主要部件的功能,其工质经历的各热力过程是在不同的部件中进行的,故可方便地把它们加以不同组合处理,来满足各种用途的要求。 燃气轮机区别于汽轮机有三大特征:一是工质,它采用空气而不是水,可不用或少用水;另是多为内燃方式,使它免除庞大的传热与冷凝设备,因而设备简单,启动和加载时间短,电站金属消耗量、厂房占地面积与安装周期都成倍地减少;再是高温加热高温放热,使它有更大的提高系统效率的潜力,但也使它在简单循环时热效率较低,且高温部件需更多的镍、铬、钴等高级合金材料,影响了使用经济性与可靠性。 自 20 世纪60 年代首次引进6000kW 燃气轮机发电机组以来,我国已建成不少烧油气的燃气轮机及其联合循环发电机组。但由于我国一次能源以煤为主的消费结构,并受到规定的“发电设备只准烧煤”的前燃料政策的制约,目前我国燃气轮机在现有发电设备装机容量中,占有量很小,只有700 万kW 左右,且绝大部分为进口的。但发展速度很快,正在建设和计划的就超过800 万kW,正在建设的一批大型35 万kW 级燃用天然气的联合循环电站。随 着天然气和液体燃料在一次能源中比例的上升和燃气轮机燃煤的技术成熟之后,燃气轮机在我国发电设备中的比例将会愈来愈大。研究表明,由于燃气轮机在效率,环保和成本方面的优势,我国在电站基本负荷发电、老电站技术更新改造、洁净煤发电技术、石油与天然气的输运和高效利用以及舰船、机车交通动力等领域对燃气轮机都将有较大的需求。许多专家还强调燃气轮机在西部大开发中的重要性,国家构想实施的新世纪四大工程:西气东输,西电东送,青藏铁路,南水北调,前三个都与燃气轮机有关。总之,以燃气轮机为核心的总能系统也将成为我国跨世纪火电动力的主要发展方向,我国将是世界最大的燃气轮机潜在市场。 第2章燃气轮机热力循环 2.1热力循环的概念 热力循环是指热力系统经过一系列状态变化,重新回复到原来状态的全部过程。热力循环分为正向循环及逆向循环。将热能转换为机械功的循环称为正向循

简析燃气轮机发电机组的现状及未来发展详细版

文件编号:GD/FS-5604 (安全管理范本系列) 简析燃气轮机发电机组的现状及未来发展详细版 In Order To Simplify The Management Process And Improve The Management Efficiency, It Is Necessary To Make Effective Use Of Production Resources And Carry Out Production Activities. 编辑:_________________ 单位:_________________ 日期:_________________

简析燃气轮机发电机组的现状及未 来发展详细版 提示语:本安全管理文件适合使用于平时合理组织的生产过程中,有效利用生产资源,经济合理地进行生产活动,以达到实现简化管理过程,提高管理效率,实现预期的生产目标。,文档所展示内容即为所得,可在下载完成后直接进行编辑。 火力发电的历史久远,为世界经济发展提供着充足的能源。但是,随着环境保护观念深入人心,世界资源日益紧缺,火力发电已经成为我国经济转型、产业结构调整的重点对象。作为新型发电模式,燃气轮机发电具备快速启停、高效率以及较小占地规模的有点,污染小。在我国工业实践中,受到制造技术的商业秘密制约,自主创造能力十分薄弱,进口是主要来源,并没有在全国推广开来。本文主要浅析燃气轮发电机组的当前发展情况,并展望未来趋势,希望引起工业领域人员的重视。 1.燃气轮机及其发电机组现状浅析

1.1.燃气轮机浅析 作为旋转式动力机械,气体以连续流动的方式在燃气轮机中通过热能向机械能的转化,进而推动发电机组旋转。从世界范围来看,第一台燃气轮机由瑞士一家企业制造,时间为1939年。经数十年发展,机车与坦克动力、舰船动力、管线动力与发电等都有燃气轮机的身影。从结构上划分,轻型与重型燃气轮机为工业燃气轮机类型。当前,俄、英、美等发达国家已经将燃气轮机完全应用到了水面舰艇上。此外,海上采油、输油输气的管线加压装置也由轻型燃气轮机构成,实现了41.6%的热效率(简单循环)。高度垄断是重型燃气轮机制造领域的特点,重要的核心企业为ABB、西门子/西屋、GE、三菱等。轻型燃气轮机制造领域中主导企业为P&W、R.R与GE,其他国家也不甘落后,正在紧锣密鼓的航机改型。

燃气轮机故障分析及维护措施

龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/063374016.html, 燃气轮机故障分析及维护措施 作者:崔明旭 来源:《装饰装修天地》2020年第10期 摘; ; 要:伴随着我国经济的的飞速提升,社会生产生活对于电力的需求也越来越多,而我国的电力生产主要方式就是火力发电。而伴随着人们对于环境问题的重视,使用清洁能源,优化电力资源生产结构逐渐受到人们的关注。因此,引进燃气轮机设备到电力生产中去,是减少占地面积、解决生产成本、保护环境的重要措施。但就我国的技术水平来讲,不仅不足以设计与制造良好的燃气轮机,更是在设备的检修上还存在相当多的问题。 关键词:发电厂;燃气轮机;运行与检修 1; 前言 良好的运行状况和优良严谨的维修作风,对延长燃气轮机寿命以及减少停机时间和减少检查间隔都有着重要的作用。燃气轮机在实际运行中有很多因素如燃料、滑油、启动循环以及我们的维修思想和外部环境都直接影响着燃气轮机、重要部件或附件的寿命。我们在掌握了燃气轮机的结构原理的同时,还必须清楚这些因素的影响,以利于制定合理的运行方式和维修计划,最大限度的延长燃气轮机的寿命,最大限度的减少运行维修费用和停机时间。 2; 燃气轮机应用研究现状 与国际对燃气轮机的故障分析相比,我国起步较晚。随着当前科学技术的不断改进以及国内航空航天事业的不断发展,国家现已投人大量的技术在研发方面,并已取得了显著成就。燃气轮机主要工作原理便是提供扇叶旋转的动力,将外界连续流动的气体经过轴流压缩机的高强度压缩,将压缩后的气体经过燃烧室与燃料混合后,推动外负荷转子做功。整体而言,我国燃气轮机的状态的监测和故障诊断方面还存在着较多问题,一些可靠的专家系统还没有得到真正的应用。因此,在我国,燃油轮机状态监测与故障诊断技术的研究还有很大的空间,值得相关技术人员的研究。 3; 汽轮机常见问题分析 3.1; 轴承损坏 轴承损环主要包括三种,推力轴承损坏、气流轴承出现激振和轴承振动。如果推力轴承出现损坏现象,那么轴向通常情况下就会发生移动,随之而至的就是推力瓦的乌金温度升高,严重的时候推力瓦块会甚至会出现冒烟或者局部及全部熔化的情况。然后就是气流轴承出现激振,这个问题的出现一般都是由于汽轮在机运行的时候蒸汽的密度大、压力高所导致的,因为

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