透平发电机

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1、透平发电机,主要内容,结构及工作原理 操作屏介绍 各系统功能介绍 启动程序 停机程序 水洗程序 流程图,海洋石油116电站组成简介,电气系统结构介绍: 海洋石油116的电气系统由电源、配电装置、电缆和电负载四部分组成。 电源: 海洋石油116所采用的电源为三台透平发电机组、一台柴油发电机组、卡特彼勒美国型号：3516B 四冲程 16缸 V型1600KW400V 50HZ 3相 3线中性点不接地的应急/备用柴油发电机组、 UPS不间断电源。 海洋石油116的三台透平发电机组安装于上部动力模块，采用的是三相三线制（高阻接地方式），50Hz的无刷励磁发电机组，额定电压为10500V，额定功率6400

2、KW 在40OC 环境温度下，现场测试功率为6020 kW。在正常生产情况下，三台透平中的两台并联运行(一台备用)为全油田设施提供正常生产、生活的用电；在油田原油外输工况下，三台透平同时工作。,AUTO ESSENTIAL TEST,NORMAL FEEDBACK,电力系统简要操作流程,海洋116透平机组介绍 我们海洋石油116选用的机组是美国SOLAR公司生产的金牛座(TAURUS)70型三台双燃料单轴燃气涡轮发动机，机组及各主要组成部分的技术性能参数如下： 1. 燃气轮机发电机组 制造厂商:美国SOLAR 公司 设备编号:FPSO-GTG-7002A/B/C ISO 状态下的输出功率: 7

3、.52MWe15145RPM 当采用本项目规定的天然气燃料，环境温度为34.90C，海拔高度15 米，相对湿度为85%，进气管损失75mm 水柱，排气管损失100mm 水柱时厂商保证现场功率为： 6.02MWe。 机组外型尺寸(长x 宽x 高): 16.0x3.8x8.0m 机组撬总重量: 净重大约90t，湿重大约95t 燃料种类：油田伴生气和柴油,2. 燃气轮机 制造厂商 美国SOLAR 公司 型号： 金牛座（TAURUS）7O-10301&10301S 型 类型： 工业用、单轴、简单循环式 压气机型式： 轴流式，进气导流叶片和前4 列静叶栅带 有可变几何角控制 压气机的级数： 14 级 压

4、缩比： 16：1 压气机的转速： 15145Rpm 燃气透平级数： 3 级 然气透平的类型： 径向、反应式 燃烧器类型： 单体型、环管式 燃料喷嘴数量： 12 个 轴承型式： 径向和推力轴承均为斜垫式轴承 主要检查维修时间间隔：主要件大修间隔30000 小时，热气流 经部件4000 小时检查一次 启动方式和启动功率： 变频电动机起动，功率为268.2kw,3.减速齿轮箱 制造厂家 : SOLAR 公司 类型： 高速二级减速行星齿轮 输出转速： 1500rpm 设计标准： 符合API613 的规定，超负荷 能力为110% 设计寿命： 齿轮设计寿命10 万小时， 3000 小时主要件检查间隔,4.

5、发电机制造厂家： KATO 公司 编号： 4p10.5 -5000 额定功率： 6400KW 在40OC 环境温度下 视在功率： 8125KVA 在40OC 环境温度下 额定电压： 10.5KV 额定电流： 447A 额定转速和极数： 1500RPM、4 级 频率： 50HZ 功率因素： 0.8 类型： 无刷、三相同步交流发电机 绝缘等级： F 级 温升等级： B 级 冷却方式： 全封闭式，空气冷却 防护等级： IP56 接线方式： 6 线，Y 型连接 工作制： 连续工作,燃气轮机介绍,燃气涡轮发动机主要由压气机、燃烧室，和燃气涡轮发动机(透平)三大部件组成。燃气轮机还有各种辅助系统，相对于三

6、大部件而言，我们称这些辅助系统为辅机。燃气轮机的辅机一般包括:空气系统、启动系统、润滑系统、燃料系统、控制系统、探测/消防系统、排气系统、减速/联轴节装置、清洗系统、消音罩和就地仪表盘等。其中，空气系统、启动系统、润滑系统、燃料系统、控制系统、被称为燃气轮机的五大支持系统。,发电机,励磁机,发电机冷却 空气进口,发电机冷却 空气出口,减速齿轮箱,压缩空气进口,压缩机,联轴节,燃烧室,涡轮发动机,排烟装置,透平单轴内部结构,空气进,压缩机转子,扩压口,燃料进入,放空阀,排气,燃烧室,燃气发生器 透平转子,T1,T2,T3,T7,T5,T1：是空气进口温度。 T2：是压缩机出口温度。 T3：是燃烧

7、室喷嘴温度。 T5：是第三级透平静叶后面温度， 动叶：2/3级动叶之间。 T7：是排烟温度。,Air/Gas Flow Through Combustor and Turbine,透平定子,透平转子,叶轮,原理图,燃烧室,空气 排出,压缩机,涡轮,燃料气,透平原理图片,压气机的出口配置有扩压口，压缩空气到达扩压口 时，由于通道突然变大，气流动能减弱，使压力增加。因 此，它是燃气涡轮发动机的压缩空气的压力最高点。压气 机的排放压力(SOLAR公司的英文缩写为PCD)就是在扩压 口测量的。其压气机所产生的压缩空气，约1/4用于与燃 料混合,帮助燃烧。约3/4用于冷却发动机的受热部分。,压气机,燃气

8、轮机压气机是吸入空气并将空气压缩到一定压力的部件，它的气流通道是由静叶片和动叶片交替排列而成 。其可以采用离心式、轴流式等结构，Solar TAURUS 70型燃气涡轮发动机组采用的是轴流式压气机。该型号的压气机由14级静子和14级转子组成，压气机安装有可转导叶，可转导叶一般安装于压气机的进口，其目的是匹配压气机里的气流容量，以及调整气体进入压气机的角度，是预防机组喘振的一个重要部件之一。可转导叶的级数由压气机的气动设计而定，可分为一级，也可以为多级。 TAURUS 70型燃气轮机的压气机有4级可转导叶，分别安装于压气机进口的第1、2、3 、4级。,可转导叶,Air Flow Across S

9、tator and Rotor Blades,燃烧室,压气机出口的高压气流经过扩压器后进入燃烧室，燃 烧室的功能是保证压气机提供的高压气流与外部燃料系统 注入的燃料充分混合燃烧。燃料在燃烧室中与空气混合燃 烧，火焰区的温度达1800-2000，是整台燃气轮机中最 高的温度。故燃烧室中热的问题最为突出，对机组的检修 周期和寿命有很大影响。燃烧室的结构要求必然非常严格。,燃烧室的结构要满足下述要求： 1)良好的冷却.主要是指火焰筒,在燃烧区火焰的温 度高 达18002000,火焰筒各处的壁温应低于800。 2)能自由热膨胀.这对于溥壁燃烧室特别重要,不然 易产生 弯曲变形和裂纹,以致损毁。 3)刚

10、性好.对于拨。薄壁零件,即要求有足够的刚性,以免发 生变形;又能在高速气流的冲刷下不会发生振动 4)便于维修和更换。 目前实用的燃烧室型式有：分管型、环形、环管型、管 头环形、双环腔型和圆筒型等。我们所使用为环形燃烧 室。,燃气轮机的工作原理是 高温、高压气流推动安装于转子上的叶片，使转子产生单方向的连续转动，转子输出扭矩用于拖动负载，如拖动发电机，便组成了燃气轮发电机组；如拖动压缩机，便组成了燃气轮压缩机组。 参考燃气轮机的原理图，空气进入压气机，压力升高后进入燃烧室，专门的燃料系统向燃烧室喷入燃料，空气和燃料混合燃烧，产生高温、高压燃气进入透平，高温、高压燃气在透平中膨胀做功，驱动透平转动

11、，透平带动压气机转子旋转后尚有剩余扭矩输出带动负载，如图所示带动发电机，便组成了燃气轮发电机组。图中所示的燃气轮机称为工业用、单轴、简单循环式燃气轮机，我们油田所用的就是这种机组。该机组产生的动力,约2/3用于本身压气机的驱动,1/3输出用于驱动负载。,燃气轮机的工作原理,MCC控制柜,显示屏,操作按扭区,功能开关,仪表盘,键盘,操作按扭区,测试驱动开关TEST CRANK开关； START/STARTING 起动/起动指示灯开关； OFF/LOCAL/REMOTE关闭/就地/远控开关； STOP/STOPPING停机/停机指示灯 ； HORN SILENCE消音按钮； ACKNOWLEDGE

12、确认按钮； RESET复位按钮； SPEED DECREASE/INCREASE降速/增速开关； BACKUP SYSTEM ACTIVE/RESET备用系统复位和激活灯；,操作按钮区,仪表监控盘,消防系统,电脑,DC120V变 压器变24V,RSLOgix5000,输入/输出模块,钥匙打到RUN程序无法修改 钥匙打到REM程序可以法修改 钥匙打到PROGRAN会关闭PLC程序也可以修改 注意 KT值我们自己可以修改（主操以上） KF值不能修改必须SOLAR工程师修改,电源,处 理 器,I/O 模 块,I/O 模 块,MODBUS 与中控通信 模块,发电机综合保 护模块 1.电压调节 2.频率

13、调节 3.相位角分配 4.同步分配 5.负荷分配,相位角分配器,仪表盘,温度 压力 出口浓度 进口浓度 主风扇 备用风扇,运转时间 启动次速 机撬吹扫时间 透平吹扫时间 透平冷却时间 润滑时间 低速运转时间,空气温度 平均值 12个探头 平均值 3个探头 PCD压力 设定值 角度 角度,油温度 箱温度 压力 箱压差 液位 滑油压差 AC命令 DC命令,燃气阀命令开度 可转导叶命令开度 燃油阀命令开度,燃气阀需要开度 燃油阀需要开度 燃气压力 增压泵压力,透平轴承/X向 AL76.2m SD101.6m,齿轮箱加速度 AL20.0grms SD30.0gms,发电机驱动端及励磁端AL88.9m

14、SD114.3m,透平端止推轴承窜动AL0.102mm/-0.508mm SD0.178mm/-0.584mm,发电机驱动/励磁端速度AL3.81mm SD5.08mm,结果记录,锁定冷却关停 ： CDNO=COOLDOWN 非锁定冷却关停：CDNL=COOLDOWN NONLOCKOUT 锁定快速关停： FSLO=FAST STOP LOCKOUT 非锁定快速关停： FSNL=FAST STOP NONLOCKOUT,机组关停方式,1.冷却关停-锁定（有记忆功能不能复位要排除故障） 是因为响应或许未超过立刻关停标准，但指示一个部件发生失效的关停。其程度不足以导致设备立刻损毁，但需要纠正去避免

15、可能来自关停条件的损毁或损害。 渐冷关停-锁定故障包括：传感器故障；低润滑油箱液位；润滑油箱压力高； 2.快速关停-非锁定（没有记忆功能可以复位） 是因为响应如果机组连续运行，或许导致设备严重损毁条件的关停。设备或许已发生损坏及需要调查。重新启动前或许需要纠正。这些条件包括：涡轮发动机相关的轴承温度高，T5温度高，PLC失效及变送器故障。,现场透平发电机,现场控制柜,现场显示屏,消防显示灯/钥匙/手动释放,现场按钮,报警器,透平接线箱,透平接线箱,PT柜/电压互感器,自动/抑制选择开关,释放CO2开关,自动指示灯,抑制指示灯,释放CO2指示灯,网络端口,消音按钮,确认按钮,复位按钮,紧急关停按钮,启动按钮,电压增/减开关,调速增/减开关,后备复位系统,停止按钮,现场接线端子,后备超速开关,透平机撬内设备,启动马达,滑油AC泵,DC泵出口滤芯,滑油DC泵,运行的机组每天会使用DC泵运行两分钟，以随时DC泵妆况检查。,联轴节,主滑油泵,滑油压力调节,观察滑油液位,加滑油口,柴油启动透平机组程序,透平机橇周围环境没有异常情况