冷端驱动、单轴、刚性联接;压比17、透平进口温度1400℃、排气温度586℃;压气机级数17级、透平级数4级、轴流水平布置、IGV连续可调,压气机第6、11、14级设防喘抽气;20个干式低NOX型燃烧器、环管布置;每个燃烧器8个主喷嘴、1个值班喷嘴;点火器2个(分别在#8、#9燃烧器上)、火焰探测器4个(分别在#18、#19

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细说|M701F4燃气轮机

2016-03-18 11:14 来源:燃气轮机动力之源 

冷端驱动、单轴、刚性联接;

压比17、透平进口温度1400℃、排气温度586℃;

压气机级数17级、透平级数4级、轴流水平布置、IGV连续可调,压气机第6、11、14级设防喘抽气;

20个干式低NOX型燃烧器、环管布置;

每个燃烧器8个主喷嘴、1个值班喷嘴;点火器2个(分别在#8、#9燃烧器上)、火焰探测器4个(分别在#18、#19燃烧器上);

转子为组合式轮盘结构,由经过高压给水冷却后的压气机出口空气冷却;

定子静叶由压气机出口及各级抽气冷却;

支撑形式:双径向可倾瓦轴承支撑。

冷却系统主要特点:透平叶片采用最新的冷却技术和高强度翼材料,并采用三维气动设计,增强了透平叶片的冷却效果。

透平静叶采用抗氧化的镍基合金材料MGA2400精铸而成,动叶采用抗蠕变性能良好的镍基合金材料MGA1400(DS)精铸而成,一、二级动叶片为自由叶片,三、四级动叶片带有Z型围带,以提高减振性能。在第一、二级动叶片及一、二级静叶片、三级静叶片前半部的表面涂上一层高效的热障材料,该材料传热效果差,能使温度传到叶片表面下降50~80℃。

动叶片、静叶片的冷却方式有对流冷却、冲击冷却、气膜冷却、销片冷却、发散冷却,这些冷却技术的综合应用可使第一级静叶、动叶的金属温度低于主燃气温度300~600℃,使金属的温度始终保持在材料允许的强度极限温度800℃以下。

透平冷却空气系统:依据被冷却静叶片处的压力,压气机缸共有3级抽气即第6、11、14级抽气,分别冷却透平第4级、第3级、第2级静叶,第一级静叶则由压气机的出口排气来冷却。

从压气机缸出口抽出一部分空气通过TCA冷却器(冷却水为高压给水),再经过一台外置的过滤器过滤,然后通过中间气封体送回到燃气透平的转子中去冷却前3级的叶轮轮肩和动叶片。 冷却空气对静叶和动叶冷却后,从叶片冷却孔溢出汇入做功主气流。

燃烧系统主要特点:燃烧系统包含20组燃烧室,燃料喷嘴、点火系统和火焰检测器。干式低NOx主要是通过预混燃烧和旁路机构实现的。旁路机构将一部分压气机排气直接引入尾筒,这样可以提高启动时的稳定性也保证了负载时所需的燃空比。燃烧内筒由镍基高温合金制造。

燃料通过位于内筒上游端的燃料喷嘴进入内筒并与压缩空气混合,内筒是开孔的且诱发紊流使燃料和空气充分混合,有两个燃烧筒装备有火焰检测器,两个燃烧筒装有点火器。联焰管联结所有的燃烧筒,点火时可以传播火焰,运行时可以燃烧室间的压力平衡。点火系统在一定的转速下点火,点火完成后熄灭。

低NOx预混燃烧室的构造特点:

1、喷嘴采用了预混喷嘴和扩散喷嘴相结合的方式,这是降低NOx的关键,采用这种方法燃烧NOx 的排放量大约是20ppm。

2、设立能用最小燃烧量稳定火焰的值班喷嘴,稳定了燃烧,防止了燃料与空气的比率失衡。

3、尾筒设置能将空燃比控制在最佳状态的旁路阀。

FG模块出口燃气分成4条线路,分别为值班管线、主A管线、主B管线以及顶环管线,每趟管线在燃机罩壳内分为20个分支进入20个燃烧器的值班喷嘴、A主喷嘴、B主喷嘴、顶环喷嘴,各喷嘴的燃气流量由安装在FG燃气单元的控制阀控制。

燃机转子主要结构特点:

燃机转子包括装有叶片的压气机轴和装有叶片的透平轴,它们用螺栓连接在一起。转子支承在两个带有压力润滑的双瓦块径向支持轴承上。

压气机的静叶栅和燕尾型轴向插入的压气机叶片,可在现场和转子一起拆卸。

压气机前3级叶轮和前端轴整体锻造成一体,并与后14级叶轮及与透平连接的扭矩筒用12根均匀分布的长拉杆紧紧连接在一起,盘与盘之间沿径向布置了若干骑缝销以帮助传递扭矩;4级透平的叶轮也用12根短一些的拉杆与压气机转子连接成一体,不过透平叶轮间的传递扭矩是借助于端面齿来实现的,这对高温下保持对中更为准确。

透平叶片采用枞树形叶根,除第4级叶片外其它叶片均可在不吊出转子的情况下进行拆卸。透平转子为周向拉杆转子,各级叶轮通过叶轮上的端面齿保证对中。透平动叶采用轴向安装的枞树形叶根。叶身和叶根间有中间体以降低叶根的温度。

燃机支撑系统主要结构特点:

燃烧借助2个支撑保持对中,压气机侧是刚性支架,透平侧是挠性支架,该支架允许气缸轴向膨胀。

排气缸的组成包括轴承座、排气扩压器的内外锥体和外壳,这些部件通过切向支撑系统连在一起。高温燃气流过内外锥体。外锥体防止气缸过热,内锥体保护轴承座不与高温气体接触。

切向撑杆系统由6根沿圆周均匀分布的撑杆组成。这些撑杆均切向连到轴承座,起到对排气扩压器锥体的支撑作用。冷却空气流过这些撑杆以保持切向撑杆在可接受的温度,使得撑杆系统对瞬变温度不太敏感,外壳和撑杆由于温度变化而膨胀时,轴承座可小范围旋转以降低应力,提供一种刚性支撑并保持轴承对中。

原标题:聊聊M701F4燃气轮机

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