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1、电厂燃气轮机概论,第11章 燃气轮机组的运行与维护,1,北京市高等教育精品教材立项项目,第11章 燃气轮机组的运行与维护,2,进排气系统 可转导叶系统 冷却水系统 启动机系统 燃料系统 润滑油系统 水冲洗系统 蒸汽喷射系统,一、进排气系统,燃机运行性能和可靠性，与进入机组的空气质量和清洁程度有密切关系。为保证进气质量，必须配备良好的进气系统，对空气进行过滤，去除杂质。 要求进气系统能在各种湿度、温度和污染的环境下运行，改善机组进气质量。 高温燃气排放须符合环境保护要求，控制污染物排放和机组噪声水平。 采用蒸汽喷射降低Nox排放；通过在进气道和排气道安装消声器以降低噪声。,进气系统 由封闭进气室
2、和进气管道组成，进气管道设置消声设备，进气管道下游与压气机进气道相连接。 功能可概括为对进入机组空气进行过滤、消声，并将空气引至压气机入口。进气室和进气管道架空布置，布置紧凑并尽可能减少吸入靠近地面灰尘。暴露于空气中的管道内外表面涂上保护性防锈漆。,进排气系统,进排气系统,进气室 用支架支起，布置于辅机间上前方。 进气室设二级过滤组件，由惯性分离器和高效介质过滤器组成；自清洗惯性分离器中设马达驱动风扇把分离出的灰尘吹走。 主要组件 进口筛网：位于惯性分离器上游，用以防止鸟类、树枝、纸片等进入机组。 惯性分离器：能够自清洗无需日常维护的空气过滤器。停机后再启动应检查进气室中是否积存了灰尘。 高效
3、过滤器：位于惯性分离器下游，能够高效去除细粉尘； 旁路门：正常情况下不会打开。其作用在于防止进气系统突然被阻塞而造成机组停机和防止进气管道被向内压破。设置报警开关，旁路门打开将发出报警信息。,进排气系统,进气管道和消声器 进气管道指进气室和压气机进气管道连接的管道系统，由经过声学处理的90弯头的过渡段和消声器组成；管道内壁装有衬里； 消声器是几块平行布置的隔板，由多孔吸声板做成，里面装低密度吸声材料。主要用于消除压气机产生的基调噪声。衬里采用同样方式处理。 多孔板和加衬里管道采用镀锌钢板。,排气系统 燃机排气在联合循环机组中直接排入大气或进入余热锅炉； 主要包括排气室、膨胀接头、过渡管道、低频
4、消声器、弯头管道和烟囱，排气室后壁装排气温度热电偶，将排气温度信号送入机组控制系统。 排气室：接收排气扩压器来的燃气，为侧面和顶部都敞开的箱体，焊在机组底座的伸长部分上。通过折叠板式膨胀街头和排气框架组件连接起来。侧面和顶部有罩壳加大排气室容积。,进排气系统,膨胀接头：用螺栓联结到排气室和排气管道上的，用来补偿排气室和排气系统的膨胀。 排气管道：一节或多节加衬的钢制矩形管道，从排气室侧面的膨胀接头一直接到过渡管道。 过渡管道：位于排气管道和消声器之间；流道由窄到宽。 消声器：用以吸收排放燃气所产生的低频噪声； 弯头管道：从消声器流出后进入弯头管道，烟气至此或被引入余热锅炉，或直接向上通过烟囱排
5、入大气。 烟囱：烟囱里设置收集和采取排气样品的设备。,自清洗进气滤网系统 进气系统中其高效介质过滤元件可用加压的脉冲空气按照一定的次序进行清洗，并可在运行时更换出了故障的过滤元件，避免机组因清洗或更换过滤元件而停机。,进排气系统,进气滤网系统结构： 由7个双倍TTD模块组成，分为上下两层，下层4个模块，上层3个模块，上下两层把进气室围在中间，并一起用钢架架在空中。 每个模块包括32个高效过滤元件，按4X8的排列方式安装在模版底部，两个模块组成一个双倍TTD模块，共计448个圆筒形过滤元件。 每个过滤元件上方有一个文丘里流量喷嘴，每四个喷嘴上方有一颗脉冲空气清洗管，每根脉冲空气清洗管经空气阀与压
6、缩空气母管相连；空气阀受时间/程序器的控制。 时间/程序控制器打开某一根脉冲空气管的空气阀时，压缩空气从脉冲空气清洗管四个喷口向下喷出，经文丘里喷管，对四个过滤元件进行清洗。 正常运行时，经过滤元件的空气流经文丘里喷管后进入清洁空气室，然后进入进气室，经进气管道被引至压气机入口。,进排气系统,空气预处理单元 把压气机排气进行冷却、去湿、调压处理后作为进口滤网自清洗脉冲气源。空气预处理单元自成一体，为橇式安装组合体，与机组底座分开。 包括气体-气体换热器；液体捕捉器；干燥器；压力调节阀等。 压气机排气引来空气先经过换热器，然后依次经过液体捕捉器和压力调节阀，最后经干燥器送入进口滤网自清洗系统。
7、气流： 每层过滤元件装有护板，除保护过滤元件外，还使空气以低速度绕过护板进入过滤器元件，气流方向和速度的改变起初步分离作用，可将气流中较大颗粒物质分离，同时减小脉冲空气从过滤元件冲洗下来的粉尘被吹回过滤元件的可能性。 脉冲清洗每次最多同时清洗4个TTD模块，每个TTD模块中清洗4个过滤元件，被中断空气量小于3%，对进气室压力影响可忽略不计。,进排气系统,脉冲清洗 选择合理冲洗参数，脉冲气流从文丘里喷嘴上方的脉冲空气管吹出，形成一次对过滤元件的冲击和一次瞬间的反响流动。 电器部分 设置电器控制箱：系统ON-OFF开关，独立操作主电路，上层和下层的清洗电路，报警接线端子，手动/自动开关。 上层过滤
8、控制电路 包括压力开关、32位置固件程序控制板，带有自动-手动清洗开关； 程序控制板与六个电磁线圈盒相连，每个电磁线圈盒控制八只电磁阀。程序控制板上32个位置中16个位置各控制两只电磁阀，另外16个各控制一只电磁阀。 控制板完成一个循环，由继电器CR1转至第二块程序控制板，对下层过滤元件进行清洗。 下层过滤器控制电路 下层四个TTD模块清洗电路同样由压力开关和32位置固件程序控制板来控制，程序控制板连接至继电器CR1，并与八个电磁线圈盒相连，每个线圈盒控制八只电磁阀，32位置各控制两只电磁阀。 上下两层交替清洗持续至滤网压差降至2in水柱，压力开关PSW1触点闭合为止。,进排气系统,气动部分
9、压缩空气通过内径1英寸管路网供至各滤网模块。压缩空气母管压力可在5s内恢复，每一层过滤器都装有关断阀。空气阀处压缩空气温度不能超过200F，以防止阀门薄膜损坏。 系统其他问题： 由于失去电源，滤网不能得到自清洗，滤网承受较大的气流阻力，进气室真空达到6in水柱时，将发出报警信号。真空达到10in水柱，将对机组进行遮断。 进口滤网系统设置两条保护措施： 进气室内真空达到8in水柱，内向爆破门被打开，大量未经过滤空气可进入机组。 二是进气室真空达到10in水柱时遮断停机保护。,计时/程序器： 压力开关触点闭合之前，计时/程序器总是从一个位置 跳到下一个位置。程序控制板断电，将返回到第一个位置。脉冲
10、时间间隔可调整。,二、进口可转导叶系统,主要功能： 在燃机启动、停机过程中以及机组处于低周波运行的情况下防止压气机发生喘振；第二个作用是燃机处于联合循环机组中时，通过可调导叶的开度，维持较高的燃气透平排气温度，以获得较高的联合循环装置总体效率。,进口可转导叶系统,进口可转导叶控制方式： 燃机机组以简单循环方式工作：可转导叶被控制在两个开度位置上，启动或停机过程中，可转导叶被控制在关小的位置上（34），避免压气机出现旋转失速及由此诱发的喘振。机组达到运行转速，进口导叶被控制在全开的位置上（84），增加空气流量，改善燃机热效率。,燃机机组以联合循环方式工作：在启动或停机过程中，随转子转速逐渐升高，
11、从小角度位置逐渐打开至大角度位置，从而达到防止压气机喘振的目的。带负荷时，根据负荷大小或者燃气透平的排汽温度，调整进口导叶的角度位置，以维持在该负荷下有较高的燃气透平排气温度，以获得较高的联合循环装置总体效率。,进口可转导叶系统,主要操作步骤 对于双位置控制方式 机组启动过程中机组未达到运行转速之前，进口导叶一直处于关小的角度位置。 机组达到运行转速时，使用满转速信号14HS，通过程序系统，用液压油做动力，把进口导叶打开到全开角度位置。 停机时，通过程序系统，以液压油做动力把导叶关小到小角度位置。,进口可转导叶系统,连续控制方式主要组件： 把进口导叶的角度作为机组转速的函数或根据燃气透平温度进
12、行调整。 电磁阀20TV： 不带电时处于让从润滑油系统来的液压油直接泄入回油管路，而不进入切换阀V13的位置，从而切断伺服阀90TV与油动机之间的回路，液压油不进入伺服阀而是直接进入油动机使导叶关到最小位置。 带电时，润滑油进入切换阀，接通伺服阀与油动机之间的液压油回路，液压油进入伺服阀，导叶即处于可调整状态。 一般在机组转速达到300r/min时带电。 切换阀VH3：让液压油直接进入油动机或让液压油经伺服阀再进入油动机两个位置。,进口可转导叶系统,伺服阀90TV：电液转换器 三个线圈接受来自R、S、T三个控制器的直流电信号，绕在扭力器中心杆上，并置于永久磁铁形成的磁场中。 如有电流通过，扭力
13、器发生偏转，偏转角与电流大小成正比，方向取决于电流方向。 射流管随扭力器一起偏转。液压油从射流管喷出。 射流管正面对称布置扩压通道，没有电流，不发生偏转，左右两个扩压道压强相等，断流滑阀处于中间位置，可转导叶静止不动。,进口可转导叶系统,线圈如有电流通过，射流管偏离中间位置，两个扩压道油压不同，断流滑阀两端油压不等而偏离中间位置，液压油回路接通，使可转导叶开打或关小。 射流管与断流滑阀间设反馈弹簧，增加调节过程稳定性。 可转导叶角度位置通过位置反馈装置96TV-1、2变成电压信号反馈给R、S、T，和给定的控制信号相加。 位置反馈装置LVDT： 导叶位置调整需两个信号：所要求导叶位置信号和导叶的
14、实际位置信号。 两个位置反馈信号送入HSAA卡，通过高选电路送至运算放大器节点，与经过数模转换的要求位置信号做加法运算，二者符号相反。 运算结果如不等于零，输出信号经放大器放大，把电流信号送至伺服阀线圈，调节导叶角度位置。运算结果为零，射流管回至中间位置。,进口可转导叶系统,进口可转导叶系统,位置反馈信号的获得： 位置反馈装置是个变压器，一次绕组输入来自振荡器，二次绕组输出即为导叶位置反馈信号。 变压器芯杆连接在驱动导叶的油动机活塞杆上，芯杆位置代表可转导叶的角度位置。 二次绕组的一个输出端接在一次绕组的1/2处。,进口可转导叶系统,位置开关33TV-1、2：检测导叶所处状态。导叶处于关闭状态
15、，开关闭合，发出信号送至主保护逻辑和CRT显示系统。 蓄能器：液压油管路上设置蓄能器，上游装隔离阀，下游装放泄阀和孔板，为可转导叶液压系统提供附加保护。,所要求导叶角度位置信号：DA-CSRGV 从四个基准信号中选取一个最小信号。包括最大角度信号CSRGV-MAX，手动基准信号CSRGVMAN，部分转速基准信号CSRGVPS，温度控制基准信号。,进口可转导叶系统,最大角度信号：限制了可转导叶的最大角度位置，是可调整的参数，但不得随意调整。 手动基准信号：人工手动给出位置基准信号，可转导叶可在57-84位置范围内进行调节。 部分转速基准信号：防止启动和停机过程中出现旋转失速现象以及诱发喘振破坏机
16、组，必须使压气机空气容积流量与机组转速之间有良好匹配关系。 用修正转速作为参数给出部分转速信号对可转导叶进行调节。,进口可转导叶系统,启动过程中：修正转速在0-84%的范围，可转导叶一直处于关小位置； 修正转速大于84%时，修正转速增加1%，开度增加6.67。 机组转速达到100%，修正转速约为91.5%，可转导叶开至最大。 停机过程中：修正转速降至某适当值时，可转导叶全开，之后按照6.67/1%修正转速的速度关小可转导叶；转速继电器脱落，燃机被折断，可转导叶全关。,进口可转导叶系统,温度控制基准信号： 通过把IGV温度控制基准信号与燃机透平排气温度信号进行运算，通过伺服阀控制可调导叶开度，使得联合循环中的燃气排气温度保持在允许的最高水平，提高联合循环装置总体效率。 IGV温控基准与燃机温控基准之间的关系： 当机组不处于温控基准控制时，可以选择IGV温度控制，把可转导叶以一定速率关小，直至关小到57。 机组不处于温控基准控制时，也不选择IGV温控基准，可转导叶将以一定速率开大至84。 机组处于温控基准控制时，就不能处于IGV温度控制。可转导叶应尽快打开到8
