中原燃气厂V94.3A型燃气轮机及调试探讨

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摘要：针对当前单轴燃气机工程项目大规模建设要求，中原燃气厂不断根据工程需要制定相关调试内容以及调试标准，完善燃气工程施工建设和管理规范化 ，进一步提升项目水平以及质量验收评定标准。

关键字：中原燃气厂；燃气轮机；调试运行；标准化

引言：燃气轮机的调试对于燃气工程的检验以及机组性能改进来说具有重要的意义，其体现出燃气轮机关键核心技术。通过不断吸收国外成熟的燃机调试技术，提升我国的燃机调试技术，进而实现我国燃机产业良性发展。本文在中原燃气厂v94.3a型燃气轮机调试和机组试运的基础上，就调试中遇到的问题以及注意事项进行探讨，旨在为燃机调试技术的国产化提供参考。

一、V94.3A型燃气轮机设备简介

（一）基本参数

型号及功率：V94.3A；功率272MW；

型式：单轴、轴向排气结构、环形燃烧室、双轴承

热效率：39.5%

额定转速：3000r/min

热耗：9292kJ/kW.h

燃气透平级数：4级

燃气机压气机级数/压比：15/17

燃气机转子方式：带中心拉紧螺栓的盘式转子

排气温度：582°C

燃机进口温度：1260℃

排气质量流量：671kg/s

（二）燃气轮机主要结构

燃气轮机采用单缸、单轴设计方式，使用双轴承的方式为透平转子和压气机提供力学支撑，从而保证系统调试时能准确校正以及系统的稳定试运行。为保证机轴受力情况稳定，燃气轮机的前轴承箱内装有径向推力球轴承；轴承组件通过构架支撑在前托架上，其前段部分加设转速传感器和液压盘车齿轮来提高运动的稳定性。后轴承箱装在排气缸内缸里面，排气缸内缸是由内部器件和锥形形状的机械外壳组成；机械转子由多个圆盘和三个空心轴段组成， 为了提高机械转子运行稳定性，在圆盘上面都装有一级叶片，使用中心连接螺栓将内部的轴段连接起来。透平转子采用内部冷却式，从压气机的末级部分将通入压气机的高压空气排出，并且通过中心轴内的孔回流到机械转子内。燃气轮机两个燃烧室垂直布置在透平转子两侧，为了提高两个燃烧室燃烧效率，燃烧室配有8 个独立的燃烧器；为保证转子各个部分冷却均匀，避免因为各部分温度不一致给转子工作运行带来的影响，要保证冷却空气在转子整个机构上形成包覆的冷却气膜。

（三）电气系统

燃气轮机发电机的额定功率为 ， 汽轮机出口电压 ，保证电气出线均采用发电机。为保证电力系统稳定，变压器组单元接线分设汽轮发电机、燃机两种主变形式，变压器组单元接线接线方式为双母线接线法，并根据实际需要增加 配电设备。将燃气轮机及蒸汽轮机的主变、高厂变和启备变安置在电气升压站内部，发电机中性控制柜和辅助控制柜布置在燃机发电机室，并且采用离相封闭母线连接方式进行燃机发电机与主变的控制连接。为了提升控制室空间利用效率，在发电机尾部的专用控制室内部布置蒸汽轮发电机出线小型控制系统。 在 层安置励磁变压器、电气隔离开关以及电机中性控制系统等， 层安放电气励磁设备和电流互感器柜，包括励磁调节柜、灭磁控制柜以及电气整流控制柜等。 厂用电配电装置布置在 配电装置的上方 层，为了提升控制室的控制效率，可以将 保安段、 屏、直流屏与电配电装置不知在同一个控制室。 厂用配电装置布置在汽机房 层， 在隔墙对应的位置方位安置燃机蓄电池组。

（四）热控系统

燃气轮机组热控系统常采用 控制系统，这是因为 控制系统具有控制精确、快捷等特点。在燃气系统中， 控制系统要控制蒸汽轮发电机组的数据采集和处理系统 、机组顺序控制系统 、模拟量控制系统 、电气部分发变组、旁路的控制以及及厂用电的监控 ，中原燃气厂 型燃气轮机采用的是 与 的 控制系统联合对机组进行热力系统控制。在燃气轮机组热力系统单循环控制阶段，循环系统在 的 控制系统中进行；在燃气轮机组热力系统联合循环阶段， 和 的 控制系统共同完成循环系统的控制。 与 的双向通讯接口实现对燃气系统数据采集， 采用硬接线连接来进行控制信号传递，保证能在 中完成对于燃气轮机热控系统的监控。

二、V94.3A型燃气轮机的特点

1. 型燃气轮机可燃用多种燃料， 对于多燃料预混复合式喷油嘴扩散以及燃烧达到较好的效果，从而极大地降低了 和 排放。

2.为了方便检查燃烧室内部和涡轮前部的工作情况，在在燃烧室上部开设有检查口。

3.燃烧室抗氧化以及热变形能力强，从而避免了火焰在燃气轮机组富油时在涡轮中燃烧的可能性，延长了涡轮叶片使用寿命，并且保证燃气轮机组入口处的温度变化分布均匀。

4.燃气轮机采用轴向排气方式，极大地降低因为空气排出而带来的压力损失。

5. 型燃气轮机转子质量较轻，气缸为双层结构， 减少了温度变化梯度对于电机工作的影响，从而为汽轮机的急停以及在较短的时间内实现快速启动提供前提条件。

6.转子两个轴承在压力区外， 基本上能够有效抵抗压力变化和温度梯度的影响。

7.转子的静平衡以及动平衡设计较好，在进行设备大检修之后不需要再次进行动平衡的调试，因此可以提升燃气轮机组的检修效率。

三、V94.3A型燃气轮机的调试

（一）燃油系统调试

当前的V94.3A型燃气轮机在启动和停机工作中使用的是轻油，在机组正常运行中使用的是重油。V94.3A型燃气轮机采用的是西门子燃油系统，从供油系统进来的燃油进过过滤器、燃油混合器以及油路控制阀门送入到燃烧室进行燃烧，燃烧室的回油经跳闸控制阀、流速调节阀以及循环阀回到油罐。在进行系统调试时，应该短接燃烧室入口处的油路系统，将进油与回油流量计拆除，清洗燃油喷射泵，保证滤网的清洁度达到要求。

（二）冷却系统调试

该系统是由冷却循环水泵、热量交换设备以及其他设备组成，采用处理后的工业软化水作为水源，通过软化水在冷却系统中的热循环将热量交换设备中的热量带出去。同时为了提高冷却系统的压力稳定性，在冷却系统内装上薄膜膨胀箱。该系统没有设置单独的冷却水容器，因此在进行冷却水循环前，需要将循环管路短接，调整有关的联锁保护定值。

（三）控制用液压油系统调试

燃气轮机组运行采用较多的控制方式是液压控制，因此控制用液压油系统调试能够有效提升液压系统控制稳定性。液压系统由油箱、油泵、过滤器等管道设备组成，通过液压泵运送的液压油，经过滤器、逆止阀、控制阀和紧急关断阀达到控制元器件，再循环泵使液压油经冷却器进行冷却，油压稳定是靠蓄能器进行调节。

（四）燃机的启动调试

接通后开始由该设备拖动、升速， 当速度达到 时，燃机的盘车装置以及顶轴油泵停止。速度达到 时候，点火气体电磁阀打开，经点火变压器牵动火花塞使得混合气体开始燃烧。 转速达 时， 燃烧器上组合关断球阀被强制打开， 火花塞将喷入的燃油点燃。当燃机转速超过 之后，火焰探测器投入工作，显示火焰已经点燃信号为0。

结语：燃气轮机组作为燃气厂最重要的工作机组，其运行稳定性对于燃气厂具有重要的意义。通过燃气轮机的调试可以检验和改进机组设计功能，及时发现设计以及后期运行中存在的问题并进行改进，进而对于燃气工程进行检验以及设备的调整，使得新机组安全顺利启动并能正常运行。

参考文献

[1]王立群.燃气轮机的状况监控技术[A].第十届全国设备监测与诊断技术学术会议论文集[C].2014年.

[2]钟史明.燃气轮机改造现有低效火电和热电机组[A].江苏省能源研究会第八届学术年会论文集[C].2013年.