1、燃气 -蒸汽联合循环发电机组周晓宇生产技术部杭州华电半山发电有限公司提高联合循环电站热效率的途径：1.提高燃气轮机燃气初温 。从GE公司燃气轮机的发展可以十分明显的 看出这一点。机组型号 PG6551B PG9171E PG9351FA 9001H额定功率 39160kW 126100kW 255600kW 292000kW燃气初温 1104 1204 1318 1426.7机组发电效率 30.14% 33.89% 37.0% 39.5%以 PG9351FA燃气轮机组成的单轴 S109FA联合循环为例，燃用天然气时PG9351FA简单循环运行，国际标准条件（ ISO条件）下输出功率为 2556
2、00kW，联合循环运行时，在 ISO条件下输出功率为 254100kW。蒸汽轮机输出功率为 141800kW。则简单循环运行热耗为 9250Btu/kWh，热效率sc=37.0%，联合循环运行热耗率为6020Btu/kWh,热效率cc=56.68% 。2.降低余热锅炉排烟温度，完善蒸汽循环，采用多压级余热锅炉和汽轮机中间再热等措施 ，3.优化热力系统 。综合考虑能量转换中功和热梯度利用，不同品位和形式能的合理安排和各系统组成优化匹配。总体合理利用各能级，以获的最好的总效果。如发展联合循环，功热并供，三联供，注蒸汽双工质循环等先进技术。单轴和多轴的联合循环电站各公司制造的联合循环设备，有两种基本
3、的结构：单轴的及多轴的。单轴联合循环系统包括一台燃气轮机，一台蒸汽轮机，一台发电 机和一台余热锅炉，其中燃气轮机、蒸汽轮机与发电机同轴串联排列。多轴联合循环系统有一台或多台燃气轮机发电机通过各自的余热 锅炉向分开的单独的汽轮机发电机组供汽，共同组成的联合循环系统。两种结构各自有特定的功能 :1.多 轴 联 合 循 环 系 统 在 分 期 建 设 的 项 目中采用得最多。单轴联合循环系统是在燃气轮机和汽轮机的安装及商业同步运行的条件下，作为优先 采用的结构而出现的， 尤其是在带基本负荷及中等运行（ 4000小时 /年）的用途中，单轴的布置方式更为优越 。2.单 轴 联 合 循 环 没 有 排 气
4、 旁 路 烟 囱 和 挡板；燃气轮机和蒸汽轮机公用一台发电机；操作简单和独立的机组运行和维护 ,具有高可靠性、高可用率和低维护费用的特点。单轴联合循环设备可以有两种常用的设备排列方式。在 GE公司制造的 S106B、 S106FA、 S107EA和 S109E系 统 中，发电机位于燃气轮机和汽轮机之间。燃气轮机和汽轮机都有推力轴承，单独控制它们 的轴向位置。汽轮机和发电机之间安置有挠性联轴器，补偿发电机和汽轮机间转子的相 对运动。燃气轮机热端输出功率，侧向排气。发电机检修时抽芯，必须起吊汽轮机。另一种用于大型单轴联合循环设备。此时，汽轮机处于燃气轮机 和发电机之间，只有在燃气轮机中有一个单独的
5、推力轴承，控制转子的轴向位置。汽 轮机无需通过挠性联轴器与发电机连接。此时发电机检修时抽芯也无需移动复杂的汽轮 机系统。但这种排列，燃气轮机冷端输出功率，燃气轮机压气机转盘轴的强度尤其会受到考验。机组保证性能1) 净输出功率 发电机端功率减去励磁功率 388840kW2) 燃料 燃料类型 Kela 2#天然气燃料规范 GEI 41040G燃烧系统 干式低 NOX燃烧室 DLN2.0+低热值 48686.3kJ/kg3) 热耗（低热值） 热耗率： 2437.4*106kJ/h净设备热耗率（低热值） 6268.3kJ/kWh热效率 57.43%4) 运行条件 大气温度 干泡 17.4， 湿15.1
6、大气相对湿度 78.89%大气压力 101.10kPa压气机进气温度 干泡17.4压气机进气相对湿度 78.21%蒸汽轮机排汽压力 5.96kPaA机组的立体布置图燃气轮机性能数据(在国际标准条件 ISO下)制造商 美国 GE公司型号 PG9351FA燃料 天然气循环方式 联 合循环运行方式 基 本负荷 /预选负荷压气机入口温度 15输出功率 255.6MW 热效率 36.9%进气 流量 623.7kg/s压比 15.4透平 进气 温度 1318透平 排气 温度 609燃气轮机循环燃机排气中间驱动轴透平压气机辅机燃烧室空气进气室进气压缩耗功燃烧输出有用功膨胀作功 排气燃料气燃气轮机结构数据压气
7、机：级数 18级， 头两级为跨音速级，带一级可转导叶形式 轴流水平布置，重负荷IGV控制方式 连续可调转速 3000r/m透平：级数 单轴 3级喷嘴形式 固定转速 3000r/m燃烧室：数量 18个形式 并联式单级燃烧，干式低 NOx燃烧室布置形式 分管回流式呈圆周顺气流方向逆时针分布燃料喷嘴 DLN 2.0+火花塞 #1、 #2燃烧室各一个，弹簧推入 ,自动退出火焰探测器 #15、 #16、 #17、 #18燃烧室上各一个MS9001FA机组的纵剖面图1 1 负载联轴器接出处 2 轴向 /径向进气机匣 3 轴颈轴承 4 压气机叶片 5 压气机 6 压气机转子7 拉杆结构 8 燃料喷嘴 9 燃
8、烧室火焰管 10 逆流式燃烧室 11 燃烧室过渡段 12 透平喷嘴组件13 第一级静叶环 14 透平动叶片 15 排气扩压器 16 排气热电偶 17 水平中分面18 燃烧室的安装面 19 前支撑 20 进气口定位（未示出）吊装中的燃气轮机燃烧室端盖压气机气缸压气机排气缸透平缸排气扩压段排气框架燃料喷嘴按装处机组起吊吊耳机组重心PG9351FA燃气轮机外形图压气机进气缸机组起吊吊耳燃机转子吊装中的转子燃机转子压气机PG9351FA机组的压气机是一台 18级轴流式，压缩比 15.4:1，空气质量流量为 623.7kg/s的多级轴流式压气机，头两级为跨音速级，带一级可转导叶。轴流式压气机部分由压气机
9、转子和封闭的气缸组成。装在压气机气缸内的有：进口可转导叶、十八级转子、静叶和两排出口导叶栅。每相邻的动叶和静叶列组成一级。在每一个级内，动叶片吸收外界作功转换成提供压缩空气所需的力，而静叶片则引导空气使它以合适的气流角度进入下一级。压缩空气从压气机排气缸出来进入燃烧室。从压气机级间抽出的空气用作透平喷嘴、轮间或轴承的冷却和密封空气用，在启动过程中抽气作为喘振控制用。压气机转子是一个由16个叶轮、2个端轴和叶轮组件、贯穿螺栓和转子动叶组成的组件。前端轴装有零级动叶片，后端轴装有第17级动叶片，16个叶轮各自装有从第1至第16级动叶片。每个叶轮和前、后端轴的叶轮部分都有斜向拉槽，动叶片插入这些槽中
10、，在槽的每个端面将叶片冲铆在轮缘上。为了控制同心度，各叶轮或端轴之间用止口配合定位，并用贯穿螺栓固定。依靠拉紧螺栓在叶轮端面间形成的摩擦力来传递扭矩。装配后，转子经动平衡，要达到很高的动平衡精度。当压气机转子和透平转子装配在一起后，需再次进行动平衡。前端轴被加工成具有1号轴承所要求的正向和反向推力面和轴颈，以及1号轴承油封。压气机零级动叶及其叶根压气机转子分解图第 16级压气机叶轮导 向 风扇。在第 16级 压 气机叶轮和压气 机 转子后半轴之间 有 间隙允许导向风 扇 汲取压气机空气 流 去冷却透平叶轮。推力盘速度测量齿环前联轴器 1轴承轴颈前端轴（零级）转子拉杆（ 16根）前平衡块槽第 1
11、级叶轮第 16 级叶轮 后视图后联轴器的15个冷却孔后平衡块槽加工面（ 2轴颈）叶轮和它的16个通孔第 16级叶轮15个孔的冷却通道后联轴器（与透平前端轴相联）后端轴转子拉杆转子螺帽12角头螺帽锁帽A放大视图环形持销零级静叶可转导叶零级静叶压气机前段压气机气缸气缸进气缸排气缸压气机排气缸进口可转导叶安装进口可转导叶传动机构油动机燃机前支承ACV-1-1AH2-1压气机进气缸回转机构压气机气缸燃烧室 使燃料与由压气机送来的一部分压缩空气在其中进行有效的燃烧； 使由压气机送来的另一部分压缩空气与燃烧后形成的燃烧产物均匀地掺混，使其温度降低到燃气透平进口的初温水平，以便送到燃气透平中去作功； 控制N
12、Ox的生成，使透平的排气符合环保标准的要求。由于这三个功能的作用，燃烧室可以在近乎等压的条件下，把燃料中的化学能有效地释放出来，使之转化成为高温燃气的热能，为其在燃气透平中的膨胀作功准备好条件。由此可见，燃烧室是燃气轮机中一个不可缺少的重要部件。DLN-2.0+ 燃烧室总成图燃料喷嘴外缸燃料喷嘴和燃烧端端盖组件. 火焰筒顶盖. 后缸. 压气机排气缸. 导流衬套. 过渡段. 压气机排气缸的内缸. 透平缸. 气流方向DLN2.0+ 燃烧室燃料喷嘴佈置图预混通道 PM1燃料喷嘴冷却空气扩散通道 D5燃料喷嘴外缸PM4PM1燃烧端端盖预混通道 PM4D5吊装中的燃料喷嘴就位后的燃料喷嘴安装在外缸内的 顶盖DLN2.0燃烧室的火焰筒冷却孔扰流片冷却孔联焰管开口气流方向下支撑弹性片（呼拉裙）过渡段结构外密封过渡段冲击冷却衬套后牛腿托架内密封前支承气流流向前支承环安装在机组上的过渡段后牛腿托架
