GE燃机系统分析Word格式文档下载.docx
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18）:
压缩空气统
第二章：
9E燃机运行简介
启动
并网
带负荷
停机
冷机
第一章9E燃机系统构成
9E燃机系统按系统布置可分为“ONBASE”和“OFFBASE”两大部分。
其中“ONBASE”部分主要有：
启动系统、滑油系统、跳闸油系统、液压油系统、冷却与密封空气系统、雾化空气系统、液体燃料系统、气体燃料系统、进口可转导叶系统、冷却水系统、火灾保护系统、加热和通风系统。
“OFFBASE”部分主要有：
抽油烟系统、轻油前置系统、重油前置系统、抑钒剂加注系统、箱体外冷却系统、CO2灭火系统、空滤及进气系统，水洗撬体及压缩空气系统。
进气系统：
（见进气系统实图及系统流程图）
（1）概述
燃气轮机的性能和运行可靠性，与进入机组的空气质量和清洁程度有密切的关系。
因此为了保证机组高效率地可靠运行，必须配置良好的进气系统，对进入机组的空气进行过滤，滤掉其中的杂质。
一个好的进气系统，应能在各种温度，湿度和污染的环境中，改善进入机组的空气质量，确保机组高效率可靠地运行。
（2）布置与组成
9E燃机进气系统由一个封闭的进气室和进气管道组成。
进气管道中有消音设备。
进气管道下游与压气机进气道相连接。
进气系统的功能可慨括为：
对进入机组的空气进行过滤，消音，并将气源引到压气机的入口。
其组成为：
进气防雨雾筛网、圆筒型及圆锥型组合过滤器（440组）、滤器安装架及隔板、空滤反清洗管路、进气导流罩、膨胀节、消音器、压气机入口连结弯管。
（3）部件作用
进口筛网：
用来防止象小鸟、树枝、纸片之类的物体进入机组。
同时，通过筛网中填充物料的弯曲布置形式，对湿度较大的空气（雨、雾天气）中的水蒸气能起到一定的凝结的作用，凝结水直接排除保证进气一定的干燥性。
圆筒型及圆锥型组合过滤器：
能过滤掉空气中的杂质（直径大于5微米），保证压气机进行的洁净度。
滤器安装架及隔板：
用来固定空气过滤器，同时隔离滤前及滤后的气流。
空滤反清洗管路：
提供空滤的反清洗管路，对积聚在空滤进气侧的杂质灰尘进行反吹，机组运行时能防止杂质灰尘在空滤表面聚成饼状而难以清除，在停机后反清洗能吹掉空滤表面的积灰，提高滤器的通透性，较低进气压力损失提高机组效率。
进气导流罩：
平顺地改变气流地方向，使得压损在近可能小的情况下导入消音器及压气机入口。
膨胀节：
膨胀接头是用螺栓连接到进气室和进气管道上，用来补偿进气是和进气系统的热膨胀。
消音器：
消音器是几块竖直平行布置的隔板，隔板由多孔吸音板做成，里面装着低密度的吸音材料。
此外，管道的内壁加装有用同样方式处理过的衬里。
消音器专门设计成消除压气机所产生的基调噪声，对其他频率的噪声也有消弱作用。
压气机入口连结弯管（90度）：
它由一个经过声学处理的弯头组成，也起到一定的消音作用。
起动系统：
（见启动系统实图及系统流程图）
燃机从静止状态完成启动盘车或燃机从静止状态、盘车状态启动燃机至并网运行都需要启动系统来完成。
在燃气轮机循环课程中已经知道，燃气轮机主要由压气机、燃烧室和透平三大部件组成。
压气机需要从外部输入机械功才能把空气压缩到一定的压力供入燃烧室。
透平则用高温高压的燃气做工质将其热能转变为机械能从而对外输出机械功。
在正常运行时，压气机是由燃气透平来驱动的。
一般讲，透平功率的2/3要用来拖动压气机，其余的1/3功率作为输出功率。
这样存在一个问题，在启动过程中点火之前和点火之后透平发出的功率小于压气机所需要的功率这一段时间内，必须由燃气轮机主机外部的动力来拖动机组的转子。
换言之，燃气轮机的启动必须采用外部动力设备。
在启动之后（燃机自持转速之后），再把外部动力设备脱开。
我们把启动燃气轮机的外部动力设备称之为启动系统。
启动用的外部动力设备一般有两种：
柴油机和电动机。
9E燃机的启动设备为电动机（电机启动）。
启动系统的第二个作用是作为停机后的冷机盘车设备。
冷机盘车的目的是停机后使主机转子均匀地冷却，不使转子地主轴因受热（或冷却）不均匀而产生弯曲，一致再次启动时产生强烈地振动而使机组受到损害。
（2）系统组成
启动装置主要由：
启动电机、盘车电机、液力变扭器、辅助齿轮箱等组成，液力变扭器（液力耦合器，油透平）把启动机和主机转子用液力地方式连接在一起，以满足启动机地扭矩特性和主机转子启动扭矩特性的要求：
—启动电机88CR:
三相异步电动机，50HZ—3000RPM—1000KW—6600V；
—液力变扭器:
连接在启动电机与辅助齿轮箱之间，主要为燃机的启动提供所需的扭矩和速度；
—变扭器导叶驱动电机88TM:
1.5KW－2820RPM－415V－50HZ,导叶是液力变
扭器部件的一部分，它通过角度的改变调节变扭器的输出扭矩；
—充油，泄油电磁阀20TU-1:
通过该电磁阀的上电或失电，使得辅助滑油泵出口至液力变扭器的滑油油压在液力助动阀的助动筒处建立或泄载，使得液力变扭器充油或泄油。
—盘车电机88TG:
30KW－750RPM－415V－50HZ，他提供了在燃机停机后的冷机过程中燃机转子连续低速（120RPM）旋转的动力。
（3）启动顺序及功能：
见作业指导书燃机起动部分。
（4）速度传感器：
14HR:
零转速继电器，TNH＜0.06%时上电，TNH≥0.31%时失电；
14HP:
低盘转速继电器，TNH≥4%时上电，TNH＜3.3%时失电；
14HT:
起机延时及继电器，TNH≥8.4%时上电，TNH＜6%时失电；
14HM:
最小点火转速继电器，TNH≥10%时上电，TNH＜9.5%时失电；
14HA:
加速转速继电器，TNH≥50%时上电，TNH＜40%时失电；
14HC:
脱扣转速继电器，TNH≥60%时上电，TNH＜50%时失电；
14HF:
起励转速继电器，TNH≥95%时上电，TNH＜90%时失电；
14HS:
最小运行转速继电器，TNH≥95%时上电，TNH＜94%时失电；
（5）停机顺序及功能：
见作业指导书燃机停机部分。
（6）零起盘车顺序控制：
1）首先，燃机的运行模式需选择“TURNINGGEAR”及“ONCOOLDOWN”模式。
2）给出启动命令，燃机主控选择在“OFF”模式下，给出启动命令后，起动电机88CR将起动。
3）两秒延时后，20TU-1上电，对液力变扭器充油。
4）液力变扭器导叶角有电机88TM调整至最大角度50度。
5）燃机大轴起转。
6）当燃机转速达14HP的上电转速后，88CR停运，燃机转速将下降，直至14HP失电。
7）14HP失电后，盘车电机将启动，液力变扭器导叶角调整至盘车角度43度，燃机转速将上升至盘车转速约4％SPD即：
120RPM左右。
燃机盘车转转速的相对稳定，有利于通风、润滑及油膜的稳定、冷却等作用。
滑油系统：
（见滑油系统流程图1,2,3,）
（1）慨述
滑油系统是任何一台燃气轮机所必需的一个重要的辅助系统。
它的任务是：
在机组的启动、正常运行、及停机过程中，向轮机与发电机的轴承，传动装置（辅助齿轮箱）提高数量充足、温度与压力适当、清洁的润滑油，从而防止轴承烧毁，轴颈过热弯曲而造成机组振动；
另外，一部分润滑油分流出来经过过滤后用作液压控制油及启动系统中液力变扭器的工作油等。
（2）系统组成
燃机的润滑油系统是一个加压的强制循环系统。
该系统的组成有：
滑油箱、滑油泵、冷油器、滑油滤、阀门及各种控制和保护装置，为燃机各润滑部件提供压力，温度，流量等满足要求的正常润滑，吸收燃机运行时轴瓦及各润滑部件所产生的热量；
对燃机的主要润滑部件有燃机的三各轴承、发电机的两个轴承、辅助齿轮箱等；
滑油系统还为启动液力变扭器提供工作油及冷却润滑用油；
另外，一部分滑油分支经进一步增压及过滤后，作为燃机控制用油；
发电机端滑油母管上还有一分支去发电机顶轴油系统。
1）润滑油箱：
容积：
12491L；
2）主滑油泵：
辅助齿轮箱驱动齿轮泵；
6.89BAR-3000L/MIN;
3）辅助滑油泵：
交流电机88QA驱动离心泵；
90KW-2960RPM-400V-3PH-50HZ;
6.89BAR-3002L/MIN;
4）应急滑油泵：
直流电机88QE驱动离心泵；
7.5KW-1750RPM-125V-DC;
1.37BAR-1596L/MMIN;
5）主滑油泵出口压力释放阀VR-1:
设定动作压力：
6.89BAR,保护主滑油泵;
6）滑油冷油器：
双联布置，可在现切换；
7）滑油油滤：
双联布置，可在线切换，每个滤筒中有12个5µ
的纸滤,进口型号：
PL-718-05-CN。
8）滑油母管压力调节阀VPR2-1:
设定动作压力：
1.72BAR,膜片阀,阀体带孔径位31.7mm的孔板,该孔板可通过80%的滑油流量。
9）辅助滑油泵电机防朝加热器23QA-1：
该电机运行时加热器退出，停运时加热器投入；
10）主滑油泵出口带孔板单向阀：
孔径：
6.35mm,正向通过顺畅，反向通过则为孔板通过，节流降压；
11）辅助滑油泵及应急滑油泵出口单向阀：
单向通过；
12）浸入式滑油箱滑油加热器23QT-1,2:
每个：
10.2KW-400VAC-3PH-50HZ；
当滑油箱油温（由LT-OT-1A热电阻测得）低于18.3℃时，加热器投入，直到滑油箱油温高于25℃后方退出，加热器投入时，辅助滑油泵会自行启动（LTOT1）；
13）滑油箱油温热电阻探测器LT-OT-1A:
用于检测滑油箱内滑油温度，若滑油温度低于18.3℃时，控制加热器得投入；
只到温度高于25℃后,加热器退出（LTOT2）;
14）滑油箱油温热电阻探测器LT-OT-2A:
用于检测滑油箱内滑油温度以保证燃机运行时得滑油粘度,其作为燃机是否容许启动得一个条件:
若滑油箱温度降至10.8℃以下,则燃机不容许启动,同时MARK-V发出“LUBEOILTANKTEMPERATURELOW”报警,直到燃机滑油箱温度升至15.6℃后,方容许启动燃机;
15）滑油箱液位低报警开关71QL-1:
滑油箱中滑油油面距油箱顶部距离≥432mm时,MARK-V发出“LUBOILLEVELLOW”报警;
16）滑油箱液位高报警开关71QH-1:
滑油箱中滑油油面距油箱顶部距离≤254mm时,MARK-V发出“LUBOILLEVELHIGH”报警;
17）滑油油滤压差开关63QQ-1:
滑油滤前后压差升至1.03BARG时,该开关触点打开,持续60秒后MARK-V上会出现“MAINLUBEOILFILTERDIFFERENTIALPRESSHIGH”报警;
当滑油滤前后压差低于0.88BARG后,该开关触点闭合,报警消失,常闭点;
18）液力变扭器充油油滤（金属桶式滤）压差开关63QQ-8:
常闭开关,压差升至1.5BARG后,常闭点打开;
持续60秒后在MARK-V上会发出“STARTINGMEANFILTERDIFFPRESSHIGH”报警;
19）滑油母管压力调节阀VPR2-1前压力开关63QA-2:
常开开关,压力低至2.8BARG后,打开;
压力升至3.1BARG后触点闭合;
（L63QAL）
20）滑油母管压力调节阀VPR2-1前压力变送器96QA-2:
4~20ma,0~7BARG;
变送的压力在MARK-V上进行数法比较,设定压力低为2.8BARG,压力反回值为3.1BARG;
（L63QA2L）
21）励磁机侧滑油母管压力开关63QT-2A:
常开开关,压力低至0.55BARG后,触点打开,压力高过0.62BARG后闭合;
（L63QT2A）
22）励磁机侧滑油母管压力变送器96QT-2A:
4~20ma,0~5BARG;
变送的压力在MARK-V上进行数法比较,设定压力低为0.55BARG,压力返回值为0.62BARG;
（L63QT2B）;
保护动作描述:
A:
燃机正常运行时,L63QAL,L63QA2L中任一逻辑量置“1”,则辅助滑油泵启动,压力正常后,辅助滑油泵不回自行停运,需运行人员进行检查确认主滑油泵及滑油系统正常后,手动停运辅助滑油泵;
同时燃机在运行转速以上时,在MARK-V上会有“LUBEOILPRESSLOW”出现,同时闭锁了辅助液压油泵的启动;
在运行转速以上,若辅助滑油泵运行,在MARK-V上还会出现“AUXLUBEOILPUMPMOTORRUNNING”报警;
若上述现象出现,应急滑油泵也会同时启动,但若压力恢复正常,应急滑油泵会自行停运.
B:
燃机正常运行时,上述四个压力检测元件（两个压力开关,两个压力变送器）中,两个皆动作,仅除去96QA-2与63QA-2及96QA-2与96QT-2A的两种组合情况时,燃机会出现因燃油压力低跳闸;
满足跳闸的情况有4种组合.
23）滑油母管油温热电偶:
LT-TH-1A,1B;
LT-TH-2A,2B;
LT-TH-3A,3B:
该三组热电偶的型号为“K”型（表示热偶的测温范围及精度）,主要用于测量与显示滑油母管油温并参与保护与控制;
其中,LT-TH-1A,1B探测到的温度变量名为:
LTTH1,LT-TH-2A,2B探测到的温度变量名为:
LTTH2,LT-TH-3A,3B探测到的温度变量名为:
LTTH3,参与保护与控制的主要温度变量名为:
LTTH,它是上述三个温度值中的最大值,即:
控制系统认为的滑油母管油温值.
保护动作描述:
A:
若LTTH高于74℃,且燃机转速在14HM以上,则MARK-V上会发出“LUBEOILHEADERTEMPERATUREHIGH”报警;
温度低至68℃以后,报警消除;
B:
若LTTH高于80℃,且燃机转速在14HS以上,则MARK-V上会发出“LUBEOILHEADERTEMPERATUREHIGHTRIP”报警,燃机跳闸;
温度低至74℃以后,报警消除;
可主复位跳机锁定信号;
C:
若燃机在运行转速以上,上述LTTH1,LTTH2,LTTH3中最大与最小温度之差≥10℃,且持续10秒后,则MARK-V上会出现“LUBEOILTHERMOCOUPLEFAULT”报警;
D:
若LTTH1,LTTH2,LTTH3探测的温度≤7.8℃,则在MARK-V上会出现“LUBEOILTHERMOCOUPLE#1,#2,#3FAULT”报警;
E:
若三个热偶中,有两个出现故障,则燃机会进入自动停机程序,若自动停机后,上述故障消除,且燃机转速保持在运行转速14HS以上,可再次发一次“START+EXECUTE”命令,燃机可恢复运行;
F:
若三个热偶皆出现故障,则燃机会跳闸.
24）应急滑油泵工作电流变送器96QE:
探测应急滑油泵工作电流,当该电流信号CQE＞86A时,持续5秒后,MARK-V会发出“EMERGENCYLUBEOILPUMPOVERLOAD”报警;
若该电流信号CQE＜10A时,控制系统认为该泵未运行,若应急情况下,该泵应运行,但电流CQE＜10A,持续2.5秒,MARK-V会发出“EMERGENCYLUBEOILPUMPNOTRUNNING”报警;
对于辅助滑油泵的运行与停运,除上面叙述外,在燃机停运盘车的情况下,一般来说,按如下执行:
在信号L62CD（冷机计时逻辑,燃机熄火后,冷机时间超过14H,则该信号为“1”,否则为“0”）为“1”时,燃机停机后,盘车不会自行投运,燃机转速达零转速14HR后:
若运行人员选择了“COOLDOWNOFF”模式,则辅助滑油泵会停运,若未选择“COOLDOWNOFF”模式,则辅助滑油泵会继续运行;
燃机在特殊情况下达零转速,如:
交流电失去等,同时L62CD不为“1”
应急滑油泵的运行方式为:
每运行15分钟,停运3分钟,直到L62CD置“1”;
25）1#轴颈轴承:
额定滑油流量为:
262L/MIN;
主推力瓦瓦面额定滑油流量:
260L/MIN;
副推力瓦瓦面额定滑油流量:
26L/MIN;
26）2#轴颈轴承:
额定滑油流量:
441L/MIN;
27）3#轴颈轴承:
266L/MIN;
28）发电机驱动端（4#）,励磁端（5#）轴承:
最大额定流量:
626/MIN;
29）滑油温度回油热电偶（“K”型）:
LT-BT1D-1A,1B:
1#轴承主,副推力面回油温度热偶（LTBT1D）;
LT-B1D-1A,1B:
1#轴承回油温度热电偶（LTBID）;
LT-B2D-1A,1B:
2#轴瓦回油温度热电偶（LTB2D）;
LT-B3D-1A,1B:
3#轴瓦回油温度热电偶（LTB3D）;
LT-G1D:
发电机驱动端轴瓦（4#瓦）回油温度热电偶（LTG1D）;
LT-G2D:
发电机励磁端轴瓦（5#瓦）回油温度热电偶（LTG2D）;
保护动作定值描述:
（1）LTBT1D,LTB1D,LTB2D,LTB3D中只要有一个温度值高过滑油母管温度LTTH超过30℃,持续10秒后,在MARK-V上会发出“LUBEOILTEMPBRGDELTATEMPHIGH”报警;
（2）LTBT1D,LTB1D,LTB2D,LTB3D中只要有一个温度值高过滑油母管温度LTTH超过40℃,持续10秒后,在MARK-V上会发出“LUBEOILTEMPBRGDELTATEMPHIGHHIGH”报警;
（3）LTG1D,LTG2D中只要有一个温度值高过滑油母管温度LTTH超过30℃,持续10秒后,在MARK-V上会发出“LUBEOILTEMPGENEBRGDELTATEMPHIGH”报警;
（4）LTG1D,LTG2D中只要有一个温度值高过滑油母管温度LTTH超过40℃,持续10秒后,在MARK-V上会发出“LUBEOILTEMPGENEBRGDELTATEMPHIGHHIGH”报警;
（5）LTTH1≥76.7℃ORLTBT1D,LTB1D,LTB2D,LTB3D中任一个≥100℃ORLTG1D,LTG2D中任一个≥96℃,燃机MARK-V上会发出“BEARINGDRAINTEMPERATUREHIGH”报警;
（6）LTTH1≥87.8℃ORLTBT1D,LTB1D,LTB2D,LTB3D中任一个≥111℃ORLTG1D,LTG2D中任一个≥107℃,燃机MARK-V上会发出“BEARINGDRAINTEMPERATUREHIGHHIGH_TRIP”报警;
（对于该保护跳闸,燃机实际保护中未接入）
30）燃机1#轴瓦非推力盘金属温度热电偶（“K”型）:
BTTI1-2,-5,-9;
31）燃机1#轴瓦推力盘金属温度热电偶（“K”型）:
BTTA1-2,-5,-8;
32）燃机1#轴瓦金属温度热电偶（“K”型）:
BTJ1-1,-2;
33）燃机2#轴瓦金属温度热电偶（“K”型）:
BTJ2-1,-2;
34）燃机3#轴瓦金属温度热电偶（“K”型）:
BTJ3-1,-2;
35）发电机1#轴瓦金属温度热电偶（“K”型）:
BTGJ1;
36）发电机2#轴瓦金属温度热电偶（“K”型）:
BTGJ2;
（1）所有燃机轴瓦（1#,2#,3#,推力瓦,副推力瓦）金属瓦温若有任一个≥129℃,或发电机轴瓦金属瓦温≥107℃,则在MARK-V上会发出“BEARINGMETALTEMPERATUREHIGH”报警;
（2）所有燃机轴瓦（1#,2#,3#,推力瓦,副推力瓦）金属瓦温若有任一个≥140℃,或发电机轴瓦金属瓦温≥118℃,则在MARK-V上会发出“BEARINGMETALTEMPERATUREHIGH_TRIP”报警;
（对于该保护跳闸,燃机实际保护中未接入）
跳闸油系统:
（见跳闸油系统图）
燃机保护系统由一系列的主，辅系统组成，其中的某些是在每一次的正常起、停中起作用。
其他的一些系统或保护元件则是在较严峻的运行情况或紧急情况下需要停运燃机时起作用，该系统是在机组正常停机或事故停机时负责切断燃料供应的系统，在起机点火及正常运行时，建立跳闸油压力，打开燃油截止阀，保证燃油的供给。
（2）动作信号分类
跳闸油系统收到的停机信号大致有以下几种：
1）控制系统发出的正常停机信号（L94X）；
2）保护系统发出的事故停机信号（L4T）；
3）手动跳闸停机信号（L5E）。
无论跳闸油系统接收到哪一种停机信号，它都会执行切断向机组的燃料供应，2），3）是立即执行；
1）为正常停机，它执行切断燃料的供应是靠燃机低转速（35％SPD以下）时的延时熄火来完成的，或在发电机脱网后超过8分钟，燃机仍未熄火，控制系统将嵌位FSR为零，燃机熄火。
跳闸油系统是在燃及透平的控制和保护系统回路（SPEEDTRONICCONTROLSYSTEM_MARKV）之间的主要保护链，导致透平中的保护部件（如：
燃油截止阀）关断或接通燃机燃料的供给。
该系统包含的一些设备有由MARK-V控制系统发出的电信号控制的和直接由机械装置操作燃机保护动作的元器件。
（3）系统组成
电磁阀：
20TV-1、20FG-1（气体回路）、20FL-1（液体回路）、节流孔板、气体燃料回路压力开关（63HG-1,2,3）、液体燃料回路压力开关（63HL-1,2,3）等。
冷却水系统：
（见冷却水系统图及实图）
（1）概述
9E燃机的冷却水系统是一个加压的封闭系统,分燃机内冷却水系统和外冷却水系统,内冷却水用来对整个燃机装置中需要冷却的部件和流体进行冷却.其主要冷却的部件有:
燃机滑油,燃机雾化空气,透平支撑腿,发电机的冷却空气,
小部分冷却水冷却燃机4个火烟探测器,燃机主燃油泵等.
（2）系统的组成
9E燃机冷却水洗统主要由：
盘式水－水热交换器、高位补水箱、冷却水泵（1＃，2＃）和以下相关的阀门及保护测量元件组成；
冷却设备：
滑油冷却器（1＃，2＃）、雾化空气预冷器、透平左右支撑腿、发电机空气冷却器、主燃油泵冷却水室、火焰探测器冷却水室
1#,2#冷却水泵88WC-1（201MO-201PO）,88WC-2（202MO-202PO）:
离心泵,额定流量:
470m3/h;
扬程:
35m水柱;
气蚀余量:
6m水柱;
驱动电机为3相交流异步电动机:
75KW-400V-50HZ-1500RPM;
泵与电机同轴,连轴节为法兰连接的半柔性连轴节.每台泵都按100%容量来设计,保证内水循环的要求.
泵的叶轮材料为青铜,轴为不锈钢,泵体为炭钢材料.
冷却与密封空气系统：
（见系统图）
（1）概述
第5）节中讲过的冷却水系统的冷却对象的温度都不很高,但都是必须进行冷却的.这里要讲的冷却空气系统的冷却对象是高温燃气通道的高温热部件.防止燃气通道中的高温部件超温受到损坏,在燃气轮机组中是通过两条措施来实现的,第一条措施是对高温
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