燃?xì)廨啓C(jī)的檢修

1、珠江9F級(jí)LNG聯(lián)合循環(huán)電廠廣東省珠江9F級(jí)LNG聯(lián)合循環(huán)電廠機(jī)組檢修培訓(xùn)專用系列教材燃?xì)廨啓C(jī)的檢修珠江9F級(jí)LNG聯(lián)合循環(huán)電廠前 言 燃?xì)廨啓C(jī)是一種新型的動(dòng)力機(jī)械，它具有起動(dòng)速度快、建設(shè)周期短、排氣污染輕、占地面積小和耗水量少等顯著優(yōu)點(diǎn)，近來發(fā)展非常迅速。在西方一些發(fā)達(dá)國家，發(fā)電用燃?xì)廨啓C(jī)的裝機(jī)容量占發(fā)電總裝機(jī)容量的一半左右。對于我國目前缺電嚴(yán)重且峰谷用電量相差很大的情況，燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)組作為調(diào)峰機(jī)組，具有其他發(fā)電機(jī)組無法比擬的優(yōu)越性。燃?xì)廨啓C(jī)在改造熱效率低、排氣污染嚴(yán)重且耗水量很大的中、小型電廠的工作中，也占有很重要的地位，所以燃?xì)廨啓C(jī)在我國的應(yīng)用具有非常光明、廣闊的前景。改革開放以來，我國

2、陸續(xù)建造了幾個(gè)燃?xì)廨啓C(jī)電廠。在西氣東輸和大規(guī)模使用液化天然氣的形勢下，目前正在大規(guī)模地建造燃?xì)廨啓C(jī)電廠。因此燃?xì)廨啓C(jī)的檢修也就很自然地提上了議事日程，為適應(yīng)這種形勢，作者根據(jù)多年的工作經(jīng)驗(yàn)寫成了此書，以供同仁及有志于從事燃?xì)廨啓C(jī)檢修工作的人士參考。由于作者的知識(shí)水平及經(jīng)歷有限，不當(dāng)和錯(cuò)誤之處在所難免，敬請廣大讀者批評(píng)指正。本書在創(chuàng)作過程中得到了珠江9F級(jí)LNG聯(lián)合循環(huán)電廠領(lǐng)導(dǎo)的大力支持，對于在技術(shù)資料的提供和有關(guān)內(nèi)容的審定方面所給予的協(xié)助的同仁，在些一并表示衷心的感謝！本書編寫過程中，作者參閱了許多國內(nèi)外最新發(fā)表的文獻(xiàn)資料，力求使此書能發(fā)映這一領(lǐng)域的最新發(fā)展情況與水平，然而燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)發(fā)展迅速

3、，所涉及的內(nèi)容也較為廣闊，限于作者的理論水平和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)有限，雖然經(jīng)多次校正，力求嚴(yán)謹(jǐn)，但仍恐有所疏漏、缺陷和錯(cuò)誤，誠盼專家和讀者批評(píng)指正。作者2007年1月于廣州目 錄第1章概 述3第1節(jié)燃?xì)廨啓C(jī)的應(yīng)用與發(fā)展31.1國際燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)發(fā)展的趨勢31.2GE公司燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)的發(fā)展道路31.3燃?xì)廨啓C(jī)的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展前景3第2節(jié)燃?xì)廨啓C(jī)檢修的重要性3第3節(jié)大型燃?xì)廨啓C(jī)檢修的特點(diǎn)3第2章燃?xì)廨啓C(jī)檢修周期與策略3第1節(jié)檢修計(jì)劃的制定及檢修周期的確定3第2節(jié)影響維修周期的主要運(yùn)行因素32.1燃料32.2透平進(jìn)口溫度32.3蒸汽或水噴注3第3節(jié)檢修的分類33.1停機(jī)備用檢查33.2運(yùn)行檢查33.3燃燒系統(tǒng)檢

4、查(亦稱小修)33.4熱通道檢查(亦稱中修)33.5整機(jī)檢查(亦稱大修)33.6孔探儀檢查3第4節(jié)燃?xì)廨啓C(jī)檢修策略的制定34.1檢修等級(jí)34.2檢修間隔3第5節(jié)燃機(jī)檢修文件包的編制與使用35.1檢修文件包概述35.2檢修文件包的內(nèi)容35.3燃機(jī)文件包的使用3第3章9F級(jí)燃?xì)廨啓C(jī)的技術(shù)特點(diǎn)與安裝3第1節(jié)PG9351(FA)型燃?xì)廨啓C(jī)簡介31.1PG9351(FA)型燃?xì)廨啓C(jī)研制、升級(jí)演化過程31.2進(jìn)、排氣系統(tǒng)31.3壓氣機(jī)31.4燃燒室31.5透平31.6軸承和氣缸支撐31.7輔助設(shè)備3第2節(jié)PG9351FA型燃?xì)馔钙郊夹g(shù)特點(diǎn)32.1透平轉(zhuǎn)動(dòng)部件32.2透平靜止部件3第3節(jié)PG9351FA燃?xì)?/p>

5、輪機(jī)DLN-2.0+燃燒室33.1燃燒室的結(jié)構(gòu)33.2燃?xì)廨啓C(jī)底盤氣體燃料系統(tǒng)構(gòu)成33.3氣體燃料的配送模式33.4氣體燃料加熱系統(tǒng)3第4節(jié)9F級(jí)燃機(jī)發(fā)電機(jī)氫氣及密封油系統(tǒng)34.1氫氣系統(tǒng)的密封34.2氫氣系統(tǒng)的輔助設(shè)備34.3氫氣/二氧化碳系統(tǒng)的常規(guī)操作34.4發(fā)電機(jī)的冷卻34.5相關(guān)問題探討3第5節(jié)S109FA機(jī)組危險(xiǎn)氣體監(jiān)測系統(tǒng)35.1系統(tǒng)組成35.2系統(tǒng)安裝、校驗(yàn)及監(jiān)視3第6節(jié)9F級(jí)燃?xì)廨啓C(jī)主要控制系統(tǒng)分析36.1燃?xì)廨啓C(jī)主控制系統(tǒng)36.2燃?xì)廨啓C(jī)的干式低NOX燃燒控制系統(tǒng)3第7節(jié)MS9001FA燃?xì)廨啓C(jī)安裝、調(diào)試與啟動(dòng)37.1通用電氣MS9001FA燃?xì)廨啓C(jī)組成37.2安裝內(nèi)容37.

6、3清洗和沖洗及機(jī)械檢查37.4啟動(dòng)3第8節(jié)MS9001FA燃?xì)廨啓C(jī)安裝、調(diào)試與啟動(dòng)38.1PG9351FA型燃?xì)廨啓C(jī)設(shè)備構(gòu)成38.2PG9351FA型燃?xì)廨啓C(jī)安裝過程38.3安裝小結(jié)3第4章燃?xì)廨啓C(jī)的常見故障與處理3第1節(jié)油系統(tǒng)排油沖冼問題3第2節(jié)燃?xì)廨啓C(jī)熱部件的修復(fù)32.1燃機(jī)熱部件的材料及損壞特點(diǎn)32.2燃機(jī)熱部件的修復(fù)工藝32.3各種損壞形式的修復(fù)3第3節(jié)壓氣機(jī)進(jìn)口可轉(zhuǎn)導(dǎo)葉間隙檢測和調(diào)整3第4節(jié)透平動(dòng)葉膨脹間隙檢測3第5節(jié)動(dòng)葉狀況變化與動(dòng)葉壽命估算3第6節(jié)安裝和大修中的對中問題36.1對中的概念36.2對中前的準(zhǔn)備工作36.3對中工藝36.4影響對中的因素36.59FA燃機(jī)聯(lián)軸器的找中、

7、晃度檢查、鉸孔及連接3第7節(jié)燃?xì)廨啓C(jī)伺服控制系統(tǒng)的維護(hù)及故障處理方法37.1維護(hù)要點(diǎn)及注意事項(xiàng)37.2故障分析處理方法3第8節(jié)9FA燃?xì)廨啓C(jī)壓氣機(jī)燃燒室氣缸的加工38.1結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及工藝制定38.2加工工藝規(guī)程簡介3第5章燃?xì)廨啓C(jī)的檢修方法3第1節(jié)檢修前的準(zhǔn)備工作31.1監(jiān)理單位和檢修隊(duì)伍的確定31.2備品備件的準(zhǔn)備31.3專用工具的準(zhǔn)備31.4技術(shù)準(zhǔn)備3第2節(jié)檢修過程中應(yīng)注意的事項(xiàng)32.1檢修過程中應(yīng)注意的關(guān)鍵部位32.2保證檢修質(zhì)量的措施3第3節(jié)檢修后的驗(yàn)收3第4節(jié)檢修報(bào)告的編寫3第6章燃?xì)廨啓C(jī)的大修工藝3第1節(jié)拆卸部分31.1拆卸透平間的側(cè)面門板31.2壓氣機(jī)和透平轉(zhuǎn)子的定位檢查31.3拆

8、卸前的對中檢查31.4壓氣機(jī)進(jìn)口可轉(zhuǎn)導(dǎo)葉(VIGV)檢查3第2節(jié)檢查部分32.1主機(jī)部分32.2輔機(jī)系統(tǒng)的拆卸、檢查和復(fù)裝3第3節(jié)復(fù)裝部分3第4節(jié)后記3第7章附 錄3第1節(jié)附錄A縫隙式火焰筒的檢查標(biāo)準(zhǔn)3第2節(jié)附錄B魚鱗孔型燃燒室頭部端蓋的檢查標(biāo)準(zhǔn)3第3節(jié)附錄C 聯(lián)焰管和彈性卡板的檢查標(biāo)準(zhǔn)3第4節(jié)附錄D 過渡段的檢查標(biāo)準(zhǔn)3第5節(jié)附錄E 導(dǎo)流襯套的檢查標(biāo)準(zhǔn)3第6節(jié)附錄F 點(diǎn)火火花塞的檢查標(biāo)準(zhǔn)3第7節(jié)附錄G 檢查報(bào)告范例3參 考 文 獻(xiàn)3第1章 概 述第1節(jié) 燃?xì)廨啓C(jī)的應(yīng)用與發(fā)展1.1 國際燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)發(fā)展的趨勢自1939年BBC公司制成世界上第一臺(tái)工業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)以來，經(jīng)過60多年的發(fā)展，燃?xì)廨啓C(jī)已在

9、發(fā)電、管線增壓動(dòng)力、艦船動(dòng)力、坦克和機(jī)車動(dòng)力等領(lǐng)域獲得了非常廣泛應(yīng)用。80年代以后，燃?xì)廨啓C(jī)及其聯(lián)合循環(huán)技術(shù)日臻成熟，由于其熱效率高、污染低、比投資低、建設(shè)周期短、占地和用水量少、啟停靈活、自動(dòng)化程度高等優(yōu)點(diǎn)，逐步成為繼蒸汽輪機(jī)后的主要?jiǎng)恿ρb置。為此，美國、西歐、日本等國政府制定了扶持燃機(jī)產(chǎn)業(yè)的政策和發(fā)展計(jì)劃，投入大量研究資金，燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)得到了更快的發(fā)展。80年代末到90年代中期，重型燃機(jī)普遍借用了航空發(fā)動(dòng)機(jī)的先進(jìn)技術(shù)，發(fā)展了一批大功率高效率的燃機(jī)，透平進(jìn)口溫度達(dá)1300，簡單循環(huán)發(fā)電效率達(dá)36%38%，其單機(jī)功率可達(dá)200MW以上，一般稱為F級(jí)技術(shù)機(jī)組。90年代后期，大型燃?xì)廨啓C(jī)開始應(yīng)用蒸

10、汽冷卻技術(shù)，使燃?xì)獬鯗睾脱h(huán)效率進(jìn)一步提高，單機(jī)功率進(jìn)一步增大。透平進(jìn)口溫度達(dá)1400，簡單循環(huán)發(fā)電效率達(dá)37%39.5%，其單機(jī)功率達(dá)300MW以上，一般稱為H級(jí)技術(shù)機(jī)組。這些大功率高效率的燃機(jī)，主要用來組成高效率的燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組，單機(jī)聯(lián)合循環(huán)最大功率等級(jí)接近500MW，已與大型汽輪發(fā)電機(jī)組相當(dāng)。發(fā)電效率達(dá)55%58%，最高60%，遠(yuǎn)高于超臨界汽輪發(fā)電機(jī)組的效率(40%45%)，已經(jīng)成為燒天然氣和石油制品的電廠的主要選擇方案。最近幾年世界上新增加的發(fā)電機(jī)組中，燃?xì)廨啓C(jī)及其聯(lián)合循環(huán)機(jī)組在美國和西歐已占大多數(shù)，亞洲的平均水平也達(dá)36%，世界市場上已出現(xiàn)了燃?xì)廨啓C(jī)供不應(yīng)求的局面。近20

11、余年來，用于發(fā)電的煤的清潔燃燒技術(shù)已取得重要進(jìn)展。至今，全世界已投運(yùn)了10余座各種功率等級(jí)的IGCC電廠，還有一大批IGCC電廠正在籌建之中。IGCC電廠已開始進(jìn)入商業(yè)化應(yīng)用階段。PFBC電站已投運(yùn)4座，成功地進(jìn)行了示范運(yùn)行，正逐步進(jìn)入商業(yè)化運(yùn)行階段。各國目前正在開發(fā)和構(gòu)思的新穎能量系統(tǒng)多是以燃?xì)廨啓C(jī)為核心的總能系統(tǒng)，如濕空氣透平循環(huán)(HAT、IGHAT)、卡林那底循環(huán)(Kalina)、整體煤氣化燃料電池聯(lián)合循環(huán)(IGFC-CC)、磁流體發(fā)電聯(lián)合循環(huán)(MHD-CC)、化學(xué)熱回收燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)等。由此可見，“面向二十一世紀(jì)，燃?xì)廨啓C(jī)及其總能系統(tǒng)將成為跨世紀(jì)的主要?jiǎng)恿Α?，這一提法絕不是一句妄言。1.

12、2 GE公司燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)的發(fā)展道路GE公司的前身是1878年10月15日成立的愛迪生電燈公司，經(jīng)過了一百多年的發(fā)展，GE公司至今已經(jīng)成為一個(gè)特大型跨國公司，1998年的營業(yè)額達(dá)1005億美元。GE公司的動(dòng)力系統(tǒng)集團(tuán)生產(chǎn)和經(jīng)營重型燃?xì)廨啓C(jī)、汽輪機(jī)、核電設(shè)備、輸電設(shè)備及電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)等產(chǎn)品。1998年以來，經(jīng)大規(guī)模兼并收購，其生產(chǎn)重型燃?xì)廨啓C(jī)的工廠主要有格林維爾工廠、歐洲燃?xì)廨啓C(jī)公司(原阿爾斯通燃?xì)廨啓C(jī)部分)、新庇隆工廠，動(dòng)力系統(tǒng)集團(tuán)在全世界范圍內(nèi)生產(chǎn)重型燃?xì)廨啓C(jī)的合作伙伴有日本、東芝、印度的BHEL、韓國重工、南京汽輪電機(jī)(集團(tuán))公司等5家。19901995年在世界燃?xì)廨啓C(jī)市場份額中，GE及其合作

13、伙伴的產(chǎn)品約占50%。GE公司當(dāng)前生產(chǎn)的重型燃?xì)廨啓C(jī)主要用于發(fā)電，組成快裝式燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)組，其主要性能指標(biāo)列于表1-1。表1 GE公司發(fā)電用重型燃?xì)廨啓C(jī)的性能型號(hào)首臺(tái)年份ISO額定功率/kW熱耗率/(kJ/kWh)壓比流量/(kg/s)透平轉(zhuǎn)速/(r/min)透平前溫/排氣溫度/約重/kg尺寸長×寬×高/mPG6871(PA)1987263001265010.2122509496348725855035.05×5.79×10.36PG6561(B)1996396201130012.01405133110453231751037.49×7.32&

14、#215;10.36PG6101(FA)1993701401052915.019852541288597-36.58×6.10×10.36PG7121(EA)1984854001099412.62923600110453748534040.23×21.64 ×9.46PG7241(FA)1994171700993915.54323600130060274480054.86×22.86×9.46PG9171(E)19871234001065612.34043000112453886182035.05×23.47×11

15、.89PG9231(EC)19941692001030814.25073000120455877111041.15×16.15×13.72PG9351(FA)19962556009759151462430001300609108862034.14×7.62×15.24這些燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)組都已自行成套為聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組，其主要性能指標(biāo)列于表1-2(50Hz)和表1-3(60Hz)，該公司最近研制成功的蒸汽冷卻的MS9001H型和MS7001H型燃?xì)廨啓C(jī)專門用于組成聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組，其性能指標(biāo)也列于表1-2和表1-3中。表1-2 GE公司聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組的性能

16、(50Hz)型號(hào)首臺(tái)年份電廠凈功率/kW熱耗率kJ/kWh電廠凈效率/%電頻率Hz燃機(jī)功率kW汽機(jī)功率/kW燃機(jī)數(shù)量和型號(hào)備注S106B198759800739048.75038300225001×MS6001B無再熱S206B1979121000731049.3507660463002×MS6001B無再熱S406B1979243100727549.550153200939004×MS6001B無再熱S106FA1991107400677553.25069100401001×MS6001FA再熱S206FA1991218700665054.150138

17、200840002×MS6001FA再熱S109E1979189200593552.050121600704001×MS9001EA無再熱S209E1979383700684052.7502432001461002×MS9001EA無再熱S109EC1994259300666054.050166600966001×MS9001EC再熱S209EC1994522600661554.450332001976002×MS9001EC再熱S109FA1994390800635056.7502541001418001×MS9001FA再熱S20

18、9FA1994786900630557.1505082002892002×MS9001FA再熱S109H1979480000600060.050-1×MS9001H單軸結(jié)構(gòu)有再熱注:所有上述型號(hào)都帶有三壓蒸汽循環(huán)和干式低NOx 燃燒系統(tǒng)。GE的壓氣機(jī)經(jīng)歷了一個(gè)逐步發(fā)展的過程。40年代中期，由TG180航空發(fā)動(dòng)機(jī)改型成最早的5000hp的MS3002重型燃?xì)廨啓C(jī)，其空氣流量只有37kg/s。在很寬的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)沒有碰到喘振問題。因此，不需要進(jìn)口可調(diào)導(dǎo)葉和放氣閥。1955年對壓氣機(jī)進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)，采用NACA65葉型，空氣流量增加到72kg/s，在4860r/min時(shí)壓比為6.7

19、8，效率也有所提高，構(gòu)成了發(fā)電用的MS5000燃?xì)廨啓C(jī)，以后又將轉(zhuǎn)速提高到5100r/min，形成了MS5001M的基本設(shè)計(jì)。表1-3 GE公司聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組的性能(60Hz)型號(hào)首臺(tái)年份電廠凈功率/kW熱耗率kJ/kWh電廠凈效率/%電頻率Hz燃機(jī)功率kW汽機(jī)功率kW燃 機(jī)數(shù)量和型號(hào)備 注S106B198759800739048.76038300225001×MS6001B無再熱S206B1979121400728549.46076600467002×MS6001B無再熱S406B1979243900724549.760153200947004×MS6001B

20、無再熱S106FA1991107100679553.06068900400001×MS6001FA再熱S206FA1991217000670553.760137800837002×MS6001FA再熱S107EA1977130200717550.26083500487001×MS7001EA無再熱S207EA1979263600707050.9601670001007002×MS7001EA無再熱S107FA1994262600642556.060170850956001×MS7001EC再熱S207FA1994529900637556.560

21、3417001958002×MS7001EC再熱S107H1979400000600060.0601×MS7001H再熱注:所有上述型號(hào)都帶有三壓蒸汽循環(huán)和干式低NOx 燃燒系統(tǒng)。在此基礎(chǔ)上，通過增加進(jìn)口級(jí)直徑、增加空氣流量和壓比，形成了GE重型燃?xì)廨啓C(jī)系列。之后，MS5001M的壓氣機(jī)頭三級(jí)又重新進(jìn)行了設(shè)計(jì)，在進(jìn)口增加了一級(jí)，壓比提高到9.8。進(jìn)口導(dǎo)葉改變?yōu)榭烧{(diào)，起動(dòng)時(shí)可調(diào)節(jié)空氣流量，低負(fù)荷工況時(shí)可維持較高的透平進(jìn)氣初溫，形成了MS5001N型。該壓氣機(jī)在麻省的Lynn航空發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行了全面試驗(yàn)，建立了流量、壓比、效率、起動(dòng)特性、全速喘振邊界和設(shè)計(jì)的機(jī)械整體性

22、關(guān)系。MS5001N和P、MS7001A和B、MS9001B型實(shí)際上具有相同的氣動(dòng)設(shè)計(jì)。5100r/min的MS5001N壓氣機(jī)?；糯鬄?600r/min的MS7001A壓氣機(jī)，使空氣流量增加了一倍以上。再重新設(shè)計(jì)了前4級(jí)，使流量和壓比進(jìn)一步增加，形成了MS7001C和MS7001E型壓氣機(jī)。在MS7001E、MS9001E和MS6001的壓氣機(jī)中，對1-8級(jí)靜葉又作了修改，以改善低頻率運(yùn)行時(shí)的性能。MS7001E型壓氣機(jī)又通過簡單增加外徑，使流量和壓比增加，形成了MS7001EA壓氣機(jī)。GE公司在格林維爾廠建立了一座壓氣機(jī)整機(jī)試驗(yàn)臺(tái)，可進(jìn)行壓氣機(jī)整機(jī)試驗(yàn)，測量流入和流出的空氣流量、壓力和溫

23、度，級(jí)間的壓力和溫度以確定各級(jí)的特性，該試驗(yàn)臺(tái)可以在很寬的轉(zhuǎn)速和壓比范圍內(nèi)進(jìn)行試驗(yàn)，測得性能曲線、起動(dòng)特性、應(yīng)力數(shù)據(jù)、葉片動(dòng)態(tài)特性和確定喘振邊界。自1968年以后，該公司已做了六套全尺寸的壓氣機(jī)試驗(yàn)，其結(jié)果可用于建立計(jì)算機(jī)模型，允許在整個(gè)運(yùn)行范圍內(nèi)相當(dāng)精確地預(yù)測壓氣機(jī)的性能，進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)。由于燃燒現(xiàn)象的復(fù)雜性，燃燒室的設(shè)計(jì)到目前為止仍以經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)。由于模化試驗(yàn)結(jié)果不能用來預(yù)測許多性能，故GE公司應(yīng)用全尺寸試驗(yàn)來發(fā)展實(shí)際的燃燒室，而GE的分管燃燒室結(jié)構(gòu)使這種實(shí)驗(yàn)已成為了可能。一般應(yīng)用一只燃燒室和相應(yīng)數(shù)量的空氣和燃料，在實(shí)際的運(yùn)行參數(shù)下試驗(yàn)。由于在工廠內(nèi)已進(jìn)行了充分的調(diào)試，故在現(xiàn)場不再需

24、要進(jìn)行起動(dòng)調(diào)試。對不同型號(hào)的燃?xì)廨啓C(jī)，其燃燒室尺寸不進(jìn)行模化，但燃燒室的個(gè)數(shù)與空氣流量成正比變化。燃燒室應(yīng)用火花塞點(diǎn)火、聯(lián)焰管聯(lián)焰、火焰監(jiān)測器監(jiān)測。為安全可靠，應(yīng)用了兩套火花塞和火焰監(jiān)測器。液體燃料一般用空氣霧化噴油嘴霧化，用流量分配器對通向各噴嘴的燃料進(jìn)行均等分配?；鹧嫱苍缙谑菓?yīng)用百頁窗式的氣冷結(jié)構(gòu)，現(xiàn)已改為冷卻效果更好的縫冷式結(jié)構(gòu)。燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)展試驗(yàn)室備有六個(gè)試車臺(tái)，允許進(jìn)行燃?xì)廨啓C(jī)簡單循環(huán)或回?zé)嵫h(huán)的全工況試驗(yàn)。備有注水、注蒸汽或隋性氣體以減少污染物排放的設(shè)備?？梢杂脷鈶B(tài)或液態(tài)的丙烷、甲烷、蒸溜油、調(diào)合渣油或重渣油進(jìn)行試驗(yàn)。備有一套低熱值燃料設(shè)備，可以將氣體燃料與惰性氣體調(diào)合，產(chǎn)生335-

25、4098kJ/m3熱值的氣體燃料進(jìn)行試驗(yàn)。燃燒室在試驗(yàn)室進(jìn)行全工況試驗(yàn)以后，還要在燃?xì)廨啓C(jī)試車臺(tái)上進(jìn)行全工況試驗(yàn)，全面測量其性能參數(shù)，包括進(jìn)入噴嘴前的燃?xì)鉁囟确植?；金屬溫度和振?dòng)響應(yīng)；燃燒室、燃料管道和霧化空氣管道中的壓力和壓降、熄火、聯(lián)焰和控制特性、煙霧和粒子的排放等。還進(jìn)行了注水和注蒸汽抑制污染排放物的試驗(yàn)，以確定滿足排放標(biāo)準(zhǔn)所需要的注水量。這種燃燒室試驗(yàn)與機(jī)組試驗(yàn)相結(jié)合，形成了安全可靠的燃燒室系統(tǒng)。GE公司燃?xì)馔钙降陌l(fā)展，一直是圍繞著如何提高進(jìn)氣初溫t3而進(jìn)行的。1961年投運(yùn)的MS5000燃?xì)廨啓C(jī)t3=816，到80年代初，投運(yùn)的MS6001和MS7001機(jī)組，t3已提高到了1104。

26、提高透平進(jìn)氣初溫的主要措施是改進(jìn)噴嘴和動(dòng)葉的材料，完善葉片冷卻技術(shù)。目前，MS9001FA機(jī)組的進(jìn)氣初溫已達(dá)1300，MS9001G機(jī)組的進(jìn)氣初溫高達(dá)1430。GE公司于80年代中期便投入大量資金進(jìn)行F型燃?xì)廨啓C(jī)的開發(fā)研制，主要是將飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的先進(jìn)技術(shù)和部件移植到工業(yè)和發(fā)電用燃?xì)廨啓C(jī)上，從而使其性能大幅度提高。GE公司于1987年制成了首臺(tái)60Hz的MS7001F型燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)組，后制成了50Hz的MS9001F型燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)組。接著，GE公司又將其MS7001FA燃?xì)廨啓C(jī)?；s小，于1995年末制成了70MW等級(jí)的MS6001FA燃?xì)廨啓C(jī)，通過齒輪減速，可用于50Hz和60Hz發(fā)電。MS60

27、01F、MS7001F和MS9001F型燃?xì)廨啓C(jī)的結(jié)構(gòu)和性能相類似。該機(jī)組為典型的單軸結(jié)構(gòu)，與傳統(tǒng)的E型機(jī)組相比，省去了一個(gè)中間軸承，三支承變成了雙支承，而且功率輸出端由透平排氣端改變?yōu)閴簹鈾C(jī)進(jìn)氣端(冷端輸出)。因而，透平改變?yōu)檩S向排氣，有利于與余熱鍋爐的連接。而且，其輔機(jī)安裝在分開的底板上，控制系統(tǒng)和輔機(jī)都有較大的冗余度。GE公司將在21世紀(jì)推出的最新產(chǎn)品是H型燃?xì)廨啓C(jī)，有3600r/min的MS7001H和3000r/min的MS9001H兩種型號(hào)。它比F型燃?xì)廨啓C(jī)更多地引用了航空發(fā)動(dòng)機(jī)的先進(jìn)技術(shù)，因而性能也更為先進(jìn)。壓氣機(jī)18級(jí)，獲得了23:1的高壓比。它除進(jìn)口導(dǎo)葉可調(diào)外，又增加了4級(jí)可

28、調(diào)靜葉，以優(yōu)化部分負(fù)荷工況性能。透平為4級(jí)，其葉片應(yīng)用了航空發(fā)動(dòng)機(jī)的葉型，按三元流方法設(shè)計(jì)而成，前兩級(jí)葉片應(yīng)用了蒸汽閉環(huán)冷卻。第1級(jí)動(dòng)葉和噴嘴為鎳基超級(jí)合金單晶鑄件，消除了晶界，改善了高溫疲勞性能，并且涂有氧化鋯穩(wěn)定的釔陶瓷隔熱涂層。后三級(jí)動(dòng)葉應(yīng)用定向結(jié)晶鑄件，第2級(jí)動(dòng)葉還加了隔熱涂層。24級(jí)靜葉應(yīng)用等軸材料，2、3級(jí)靜葉加了隔熱涂層。燃燒室為GE公司最近研制成功的干式低NOx燃燒室，其主要特點(diǎn)是使燃料與空氣預(yù)混，形成稀相燃燒，因而使熱NOx的產(chǎn)生量大幅度減少。H型燃?xì)廨啓C(jī)主要用于聯(lián)合循環(huán)發(fā)電，葉片冷卻以后的蒸汽仍回到蒸汽循環(huán)中作功，因而，可使聯(lián)合循環(huán)發(fā)電的凈效率高達(dá)60%。如果蒸汽冷卻的前兩

29、級(jí)葉片仍應(yīng)用空氣冷卻，則H型燃?xì)廨啓C(jī)便變?yōu)镚型，可以簡單循環(huán)運(yùn)行，也可作聯(lián)合循環(huán)運(yùn)行。1.3 燃?xì)廨啓C(jī)的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展前景燃?xì)廨啓C(jī)作為新型的動(dòng)力設(shè)備，由于具有結(jié)構(gòu)緊湊，單位功率重量輕，運(yùn)行平穩(wěn)且安全可靠，可以大型化且熱效率較高，可以快速起動(dòng)和帶負(fù)荷等顯著的優(yōu)點(diǎn)，受到世人廣泛關(guān)注，應(yīng)用范圍越來越廣。在航天航空領(lǐng)域是獨(dú)一無二、不可替代的動(dòng)力設(shè)備；在航海和陸上交通運(yùn)輸領(lǐng)域里也占有越來越重要的地位，在一些現(xiàn)代化的艦船上，均采用燃?xì)廨啓C(jī)作為動(dòng)力設(shè)備。陸上交通運(yùn)輸工具，如汽車、火車機(jī)車及軍用坦克上也采用燃機(jī)作動(dòng)力設(shè)備；在發(fā)電領(lǐng)域里，由于燃?xì)廨啓C(jī)電廠占地面積少、建設(shè)周期短、水的消耗量少、排氣污染輕受到人們的

30、廣泛關(guān)注，尤其是以燃?xì)廨啓C(jī)為主組成的燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)電廠不僅排氣污染輕，而且其熱效率已達(dá)到和超過了最新型的超超臨界參數(shù)的蒸汽輪發(fā)電機(jī)組，所以在發(fā)電行業(yè)的應(yīng)用也越來越多，已動(dòng)搖了蒸汽輪發(fā)電機(jī)組在發(fā)電行業(yè)的霸主地位?？梢灶A(yù)期，在不久的將來必定會(huì)取代蒸汽輪發(fā)電機(jī)組在發(fā)電行業(yè)的霸主地位。據(jù)2000年的統(tǒng)計(jì)，全世界新增發(fā)電容量中，燃?xì)廨啓C(jī)及其聯(lián)合循環(huán)已占到35%36%；在一些西方發(fā)達(dá)國家里，這個(gè)比例還要高，例如2000年美國的新增發(fā)電容量中，燃?xì)廨啓C(jī)及其聯(lián)合循環(huán)占48%，傳統(tǒng)的蒸汽輪發(fā)電機(jī)組占48%；而在德國，燃?xì)廨啓C(jī)及其聯(lián)合循環(huán)在新增發(fā)電容量中占到2/3。由此可見，在世界范圍內(nèi)燃?xì)廨啓C(jī)及其聯(lián)合循環(huán)已

31、成為火電發(fā)展的重要方向。由于以前的燃?xì)廨啓C(jī)及其聯(lián)合循環(huán)電廠以石油及其制品和天然氣為燃料，大大制約了燃?xì)廨啓C(jī)的應(yīng)用和發(fā)展，但隨著近期煤氣化聯(lián)合循環(huán)技術(shù)的發(fā)展和成熟，燃?xì)廨啓C(jī)不僅可以以油氣為燃料，而且可以以中低熱值煤氣為燃料，這就為燃?xì)廨啓C(jī)的大發(fā)展和更廣泛的應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。特別是以燃?xì)廨啓C(jī)為主組成的煤氣化聯(lián)合循環(huán)，可以用來改造現(xiàn)有的燃煤的蒸汽輪發(fā)電機(jī)組，在繼續(xù)以煤為燃料的同時(shí)，又解決了嚴(yán)重的排氣污染，還可以增加出力和熱效率，這為改造能耗高、排氣污染嚴(yán)重的燃煤的蒸汽輪發(fā)電機(jī)組提供了非常好的選擇。此外，燃?xì)廨啓C(jī)還在一些新型發(fā)電技術(shù)中占據(jù)著很重要的地位，如濕空氣透平(HAT)循環(huán)和燃料電池-燃?xì)廨?/p>

32、機(jī)循環(huán)等新型發(fā)電技術(shù)，這將是今后發(fā)電技術(shù)發(fā)展的主要方向之一。由此可知，燃?xì)廨啓C(jī)具有非常光明的發(fā)展前景，其應(yīng)用會(huì)越來越廣泛。第2節(jié) 燃?xì)廨啓C(jī)檢修的重要性隨著燃?xì)廨啓C(jī)廣泛應(yīng)用，燃?xì)廨啓C(jī)的檢修也就很自然地越來越受到人們的關(guān)注。盡管燃?xì)廨啓C(jī)的工質(zhì)的工作壓力不是很高，基本上在30bar之內(nèi)，但其工質(zhì)的溫度很高，E型技術(shù)燃?xì)廨啓C(jī)的進(jìn)氣溫度為1100，而G型、H型技術(shù)燃?xì)廨啓C(jī)的進(jìn)氣溫度為1430左右；并且是高速旋轉(zhuǎn)式機(jī)械。在此條件下工作的燃?xì)廨啓C(jī)除了必須加強(qiáng)日常的運(yùn)行維護(hù)之外，還必須定期進(jìn)行檢修，以確保機(jī)組能安全的運(yùn)行。燃?xì)廨啓C(jī)的燃料，可以是天然氣，也可以是輕油、重油或者原油，甚至是低熱值煤氣。根據(jù)所用燃料

33、的不同，燃?xì)廨啓C(jī)的維護(hù)和定期檢修的內(nèi)容和工作量也不同。由于燃?xì)廨啓C(jī)的工作溫度很高，又是高速旋轉(zhuǎn)式機(jī)械，其工作條件是相當(dāng)惡劣的，盡管在燃燒系統(tǒng)和熱通道部件的選材、加工工藝、涂層及冷卻等等諸多方面采取了很多抗高溫的措施，但在燃?xì)廨啓C(jī)的運(yùn)行中仍不時(shí)發(fā)生因高溫而引發(fā)的各種事故，所以對燃?xì)廨啓C(jī)的定期檢修規(guī)定了明確且嚴(yán)格的時(shí)間周期和具體的檢修內(nèi)容，要嚴(yán)格按照燃?xì)廨啓C(jī)制造廠商提供的技術(shù)文件和有關(guān)的規(guī)范要求進(jìn)行施工，以期通過檢修解決機(jī)組運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)的問題和雖沒有發(fā)現(xiàn)但已存在的威脅機(jī)組安全運(yùn)行的隱患，確保機(jī)組的安全運(yùn)行。同時(shí)，合理而科學(xué)的檢修還可以延長燃?xì)廨啓C(jī)各零部件的使用壽命，提高燃機(jī)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。第3節(jié) 大型

34、燃?xì)廨啓C(jī)檢修的特點(diǎn)燃?xì)廨啓C(jī)是以連續(xù)流動(dòng)的高溫氣體作為工質(zhì)，把熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，再通過發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)換為電能的動(dòng)力機(jī)械，主要包括壓氣機(jī)、工質(zhì)加熱設(shè)備(如燃燒室)、燃機(jī)透平、控制系統(tǒng)和輔助設(shè)備等?，F(xiàn)代大型發(fā)電用燃?xì)廨啓C(jī)為輕重結(jié)合型結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)壽命與理論大修周期都較長。燃?xì)廨啓C(jī)區(qū)別于常規(guī)汽輪機(jī)的一個(gè)重要特征就是高溫加熱、高溫放熱，現(xiàn)代燃?xì)廨啓C(jī)透平初溫不斷提高，當(dāng)前E級(jí)為11001200，F(xiàn)級(jí)在1300左右，G級(jí)達(dá)1500左右，并且在開發(fā)設(shè)計(jì)上，已向16001800發(fā)展。高溫部件的制造需鎳、鉻、鈷等高級(jí)合金材料，并采用超級(jí)合金單晶與定向凝固鑄造等先進(jìn)工藝、特殊的陶瓷涂層及有效的冷卻方式等。因此，燃?xì)廨啓C(jī)高溫?zé)?/p>

35、部件維修成為制訂燃機(jī)檢修維護(hù)策略的關(guān)鍵考慮因素。也因?yàn)檫@個(gè)原因，燃?xì)廨啓C(jī)檢修策略的制定不應(yīng)等同于往常的計(jì)劃檢修，也應(yīng)有別于常規(guī)汽輪機(jī)的A、B、C、D級(jí)滾動(dòng)檢修，而應(yīng)該突出基于高溫受熱部件的實(shí)際情況，根據(jù)檢查、監(jiān)測、診斷和評(píng)估的結(jié)果，決定檢修的等級(jí)和時(shí)間間隔。通常熱端部件價(jià)格昂貴，能否通過有效的檢修周期控制來延長使用壽命，直接影響到燃?xì)廨啓C(jī)電廠的成本和市場競爭力。特別是隨著燃?xì)廨啓C(jī)在電網(wǎng)調(diào)峰中啟停次數(shù)的增加，高溫部件占維修費(fèi)用的百分比將大大提高，甚至達(dá)70%以上。當(dāng)前，備件的國產(chǎn)化剛起步，而向原廠家購買備品，價(jià)格又太高。據(jù)統(tǒng)計(jì)，當(dāng)前國內(nèi)一套9E燃機(jī)的熱端部件備品要占整套機(jī)組價(jià)格的40%以上，僅一

36、級(jí)噴嘴就要上百萬美元。有研究表明，如果運(yùn)行方式由周啟停變成二班制運(yùn)行，則其熱端部件維護(hù)費(fèi)用將增加1倍，這是因?yàn)橹T如基體材料老化裂紋的擴(kuò)張速度基本與運(yùn)行小時(shí)數(shù)和啟動(dòng)次數(shù)成正比。涂層維修現(xiàn)在主要還是依靠制造廠在國外的定點(diǎn)修理廠完成，因此費(fèi)用也特別高。綜上所述，燃?xì)廨啓C(jī)的可靠性不僅同燃料、本身材質(zhì)性能和日常維護(hù)有關(guān)，還與其在電網(wǎng)的功能定位和運(yùn)行方式密切相關(guān)。因此，燃?xì)廨啓C(jī)的檢修策略制定宜以制造廠提供的檢修周期為參考，根據(jù)機(jī)組的運(yùn)行和檢查情況，采取以狀態(tài)檢查和診斷為基礎(chǔ)、以可靠性管理為核心的優(yōu)化檢修策略。通常，維護(hù)以檢查為基礎(chǔ)，檢修以維護(hù)為基礎(chǔ)。按檢修范圍從局部到整體的排序，通常分為：燃燒部件檢查、熱

37、通道部件檢查和整機(jī)檢查大修。檢查通常采用工業(yè)內(nèi)窺辦法進(jìn)行，現(xiàn)代燃機(jī)在設(shè)計(jì)時(shí)都已考慮具有盡可能高的可檢查性。如有的機(jī)組，甚至可以讓檢修人員進(jìn)入到燃燒室內(nèi)部對燃燒部件和第一級(jí)噴嘴進(jìn)行檢查。當(dāng)然，日常的維護(hù)還包括主要根據(jù)功率下降情況來判斷的在線或離線的水洗等工作。第2章 燃?xì)廨啓C(jī)檢修周期與策略第1節(jié) 檢修計(jì)劃的制定及檢修周期的確定首先要說明的是，因?yàn)楸倦姀S所使用的燃?xì)廨啓C(jī)是GE系列的產(chǎn)品，所以此處是以GE的產(chǎn)品為主。由于燃?xì)廨啓C(jī)所使用燃料的多樣性和運(yùn)行方式的多樣化，會(huì)對燃?xì)廨啓C(jī)檢修計(jì)劃的制定產(chǎn)生很大的影響。影響燃?xì)廨啓C(jī)檢修計(jì)劃的主要原因如圖2-1所示，而燃?xì)廨啓C(jī)的運(yùn)行方式又將決定每一個(gè)因素的輕重。圖

38、2-1 影響檢修計(jì)劃的主要因素燃?xì)廨啓C(jī)中特別需要關(guān)注的是那些與燃燒過程有聯(lián)系的及暴露在從燃燒系統(tǒng)中排出的高溫?zé)煔庵械牟考?，即火焰筒、?lián)焰管和過渡段等燃燒系統(tǒng)部件及透平噴嘴、透平護(hù)環(huán)和透平動(dòng)葉等熱通道部件。由于它們在腐蝕性的高溫環(huán)境里工作，所以發(fā)生故障的幾率也就比較高，檢修中應(yīng)予以充分的關(guān)注。由于材料、加工工藝及涂層等原因，這些高溫部件價(jià)格很昂貴，是檢修的備品備件費(fèi)用中的主要部分，所以燃?xì)廨啓C(jī)的用戶們應(yīng)對機(jī)組的運(yùn)行予以應(yīng)有的注意，盡可能地避免超溫運(yùn)行，避免尖峰負(fù)荷運(yùn)行，每次開機(jī)盡可能地多運(yùn)行一些時(shí)間，盡量減少超溫和頻繁的交變熱應(yīng)力對這些高溫部件所造成的損害，以延長這些高溫部件的使用壽命，提高電廠

39、的經(jīng)濟(jì)效益。GE重型燃?xì)廨啓C(jī)的基本設(shè)計(jì)和檢修的建議是為了達(dá)到以下目標(biāo)：l 檢修和大修之間的最長運(yùn)行周期；l 現(xiàn)成在位檢查和維修；l 使用當(dāng)?shù)氐募夹g(shù)力量進(jìn)行拆卸、檢查和復(fù)裝。燃?xì)廨啓C(jī)檢修計(jì)劃的制定和檢修周期的確定就是根據(jù)圖2-1所示的影響檢修計(jì)劃的主要因素和機(jī)組的運(yùn)行方式來決定的。在圖2-1所示的影響檢修計(jì)劃的主要因素中，起主導(dǎo)作用的，也就是影響檢修和設(shè)備壽命的因素是機(jī)組的運(yùn)行方式、燃燒溫度、燃料和注水/蒸汽。對連續(xù)負(fù)荷運(yùn)行的機(jī)組，影響機(jī)組壽命的主要因素是氧化腐蝕和蠕變，而影響周期負(fù)荷運(yùn)行(調(diào)峰)機(jī)組壽命的主要是熱力機(jī)械疲勞；燃料對機(jī)組檢修周期的影響是顯而易見的，因?yàn)槿剂喜煌?，燃料中對金屬材料?/p>

40、害的雜質(zhì)的含量就不同，所以對機(jī)組的燃燒系統(tǒng)部件、熱通道部件及透平排氣部件所造成的損害也就不同，在圖2-2中列出了各有關(guān)因素的熱通道(噴嘴和動(dòng)葉片)檢修系數(shù)。圖2-2 熱通道(噴嘴和動(dòng)葉片)檢修系數(shù)圖2-3 燃料類型對檢修的影響圖2-3上所示曲線為燃料對檢修系數(shù)影響的曲線，由于燃料類型不同，燃料中所含氫的重量百分比也不同，對檢修的影響自然也就不同。由圖中曲線可以看出，燃料中所含氫的重量百分比越小，檢修的周期就越短，反之檢修周期就越長。GE所推薦的表2-1中的檢修周期是以燒天然氣、基本負(fù)荷運(yùn)行且沒有注水或注蒸汽作為基本條件的，當(dāng)機(jī)組的實(shí)際運(yùn)行情況與上述基本條件不同時(shí)，機(jī)組的真實(shí)的檢修周期應(yīng)由推薦的

41、檢修周期除以一個(gè)大于1的檢修系數(shù)，而檢修系數(shù)的大小由燃料類型、尖峰負(fù)荷運(yùn)行時(shí)間、注水/蒸汽的情況、正常負(fù)荷起動(dòng)停機(jī)的循環(huán)次數(shù)、部分負(fù)荷起動(dòng)停機(jī)的次數(shù)、緊急起動(dòng)的次數(shù)、跳閘次數(shù)等因素確定。圖2-4是以運(yùn)行時(shí)數(shù)為基準(zhǔn)的熱通道檢修周期，圖2-5是以起動(dòng)次數(shù)為基準(zhǔn)的熱通道檢修周期，這兩種熱通道的檢修周期無論哪一種先達(dá)到，均應(yīng)進(jìn)行熱通道的檢修。圖2-6是以運(yùn)行時(shí)數(shù)為基準(zhǔn)的轉(zhuǎn)子檢修周期，圖2-7是以起動(dòng)次數(shù)為基準(zhǔn)的轉(zhuǎn)子檢修周期，跟熱通道檢修一樣，無論哪一種周期先達(dá)到，均應(yīng)進(jìn)行轉(zhuǎn)子的檢修。表2-1 推薦的檢修周期檢測形式(運(yùn)行時(shí)間/h)/起動(dòng)次數(shù)MS6BMS7E/EAMS9EMS6F/7F/9F燃燒系統(tǒng)12

42、000/12008000/8008000/8008000/400熱通道24000/120024000/120024000/90024000/900整機(jī)48000/240048000/240048000/240048000/2400轉(zhuǎn)子-144000/5000轉(zhuǎn)子檢修周期不適用于MS6F機(jī)組。圖2-4 以運(yùn)行時(shí)數(shù)為基準(zhǔn)的熱通道檢修周期圖2-5 以起動(dòng)次數(shù)為基準(zhǔn)的熱通道檢修周圖2-6 以運(yùn)行時(shí)數(shù)為基準(zhǔn)的轉(zhuǎn)子檢修周期圖2-7 以起動(dòng)次數(shù)為基準(zhǔn)的轉(zhuǎn)子檢修周期圖2-8 甩負(fù)荷跳閘的檢修系數(shù)根據(jù)圖2-4圖2-8就可以確定熱通道和整機(jī)(即大修)的檢修周期，但燃燒系統(tǒng)的檢修周期沒有給出這樣的形式，對于燃燒系統(tǒng)

43、設(shè)備的時(shí)間、燃料、稀釋劑種類和排放水平都分別給出了建議，對于特定應(yīng)用方式的機(jī)組的燃燒系統(tǒng)檢修周期可由燃?xì)廨啓C(jī)制造廠商的現(xiàn)場服務(wù)代表給予推薦，或參照MS7001EA燃燒系統(tǒng)檢修周期的例子(由表2-2)來確定。制定檢修計(jì)劃和確定檢修周期時(shí)除了根據(jù)燃?xì)廨啓C(jī)制造廠商提供的技術(shù)文件和推薦的檢修周期之外，還應(yīng)在機(jī)組停機(jī)時(shí)利用孔探儀對機(jī)組的實(shí)際運(yùn)行狀況進(jìn)行檢查，綜合考慮孔探儀檢查的情況和機(jī)組在實(shí)際運(yùn)行的過程中發(fā)現(xiàn)的問題來確定具體的檢修日期和檢修范圍，以確保機(jī)組運(yùn)行的安全可靠和降低檢修的費(fèi)用。表2-2 推薦的MS7001EA燃燒系統(tǒng)檢修周期燃燒室設(shè)計(jì)NOx排放(×10-6)稀釋劑燃料天然氣輕油(運(yùn)行

44、時(shí)數(shù)/h)/起動(dòng)次數(shù)標(biāo)準(zhǔn)燃燒室65干8000/8008000/800蒸汽-8000/400水-6500/30042蒸汽8000/4003000/150水6500/3001500/100多噴嘴燃燒室42蒸汽-6000/300水-6500/30025蒸汽8000/400-水8000/400-干低NOx25干8000/400-注：Extendor燃燒系統(tǒng)耐磨件使燃燒檢修延至24000h。第2節(jié) 影響維修周期的主要運(yùn)行因素這里僅對下列因素作一些簡要的討論。2.1 燃料燃?xì)廨啓C(jī)的燃料范圍可以從潔凈的天然氣至渣油，各種燃料對維修周期的影響，以天然氣最小。若天然氣的加權(quán)系數(shù)為1，則輕油為1.5，原油為23，

45、渣油為34。這是因?yàn)橹刭|(zhì)燃料會(huì)產(chǎn)生更多的輻射熱，降低燃燒部件壽命。而且重質(zhì)燃料或多或少會(huì)含有鈉、鉀、釩、鉛等腐蝕元素，會(huì)加速透平噴嘴和動(dòng)葉的腐蝕。此外，這些元素可能直接或間接(和防腐抑制劑形成的化合物)沉積在葉片上，這不僅影響機(jī)組的性能，而且也導(dǎo)致更頻繁的維修。輕油作為一種精煉油，一般不會(huì)含有高水平的腐蝕元素，但是由于從油源地至現(xiàn)場的運(yùn)輸可能會(huì)產(chǎn)生二次污染，因此，根據(jù)GE公司的經(jīng)驗(yàn)，輕油對熱通道檢修周期的影響，其維修加權(quán)系數(shù)的變化范圍，可以從低至1而高至3。另外，還必須注意液體燃料中污染物對燃油系統(tǒng)部件如油泵、流量分配器的壽命的影響。2.2 透平進(jìn)口溫度透平進(jìn)口溫度是影響高溫部件壽命的一個(gè)關(guān)鍵

46、因素，因此，提高透平進(jìn)口溫度運(yùn)行(即尖峰負(fù)荷運(yùn)行)始終會(huì)存在風(fēng)險(xiǎn)。尖峰負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，透平進(jìn)口溫度一般比基本負(fù)荷運(yùn)行時(shí)的高100(56)。那么，從透平動(dòng)葉的壽命看，尖峰負(fù)荷運(yùn)行1h，相當(dāng)于基本負(fù)荷運(yùn)行6h，即尖峰負(fù)荷運(yùn)行小時(shí)的加權(quán)系數(shù)為6。而且，這種影響并不是線性的。設(shè)100(56)的溫差為t0，實(shí)際溫差為t，a=t/t0。則加權(quán)系數(shù)6a，即t=200，加權(quán)系數(shù)為62=36。降低透平進(jìn)口溫度運(yùn)行會(huì)增加熱通道部件壽命，補(bǔ)償超負(fù)荷運(yùn)行的影響。但是，應(yīng)當(dāng)注意這種補(bǔ)償不是一對一的線性關(guān)系，六小時(shí)的-100(-56)的部分負(fù)荷運(yùn)行，才能補(bǔ)償一小時(shí)的+100(+112)的尖峰負(fù)荷運(yùn)行。而且部分負(fù)荷運(yùn)行不一定意

47、味著透平進(jìn)口溫度降低，除非進(jìn)口可轉(zhuǎn)導(dǎo)葉保持在最大開度(簡單循環(huán))或關(guān)閉到某一開度后保持不變(聯(lián)合循環(huán))。因此，在聯(lián)合循環(huán)運(yùn)行時(shí)，燃?xì)廨啓C(jī)負(fù)荷降至80%以下，才會(huì)取得降溫運(yùn)行的效果。2.3 蒸汽或水噴注為了控制NOx的排放或增大功率而進(jìn)行蒸汽或水的噴注會(huì)影響零部件的壽命和降低維修周期。由于蒸汽或水的噴入，會(huì)增加工質(zhì)(燃?xì)?的導(dǎo)熱率和比熱，從而增加了其傳熱系數(shù)，因而增加了對透平噴嘴和動(dòng)葉等高溫部件的熱傳輸，導(dǎo)致了更高的金屬溫度。以MS7001E為例，在恒定的透平初溫下，噴注3%的蒸汽(NOx控制為25ppm)，燃?xì)獾膫鳠嵯禂?shù)將增加4%，葉片金屬溫度會(huì)提高15(8)，壽命下降33%。第3節(jié) 檢修的分

48、類維修檢查大致可分為停機(jī)備用檢查，運(yùn)行檢查和分解檢查。分解檢查要求局部或全部打開機(jī)組以檢查內(nèi)部的零部件，這類檢查包括燃燒檢查，熱通道檢查和整機(jī)檢查(大修)。3.1 停機(jī)備用檢查所有停機(jī)備用的機(jī)組都需要定期進(jìn)行檢查，尤其是以起動(dòng)可靠性作為主要要求的調(diào)峰機(jī)組或間斷運(yùn)行的機(jī)組。這種檢查包括機(jī)組各系統(tǒng)日常維護(hù)和清潔，更換過濾器、檢查水位和油位，檢查和標(biāo)定各類測量元件和儀表等等。而定期起動(dòng)機(jī)組運(yùn)行則是這種檢查的關(guān)鍵部分。表2-3運(yùn)行檢查主要數(shù)據(jù)3.2 運(yùn)行檢查運(yùn)行檢查的主要內(nèi)容是全面地連續(xù)地觀察機(jī)組的運(yùn)行數(shù)據(jù)。這種檢查以記錄新機(jī)或大修后的機(jī)組首次運(yùn)行的數(shù)據(jù)，并以這些數(shù)據(jù)為參考基準(zhǔn)開始，此后通過對運(yùn)行數(shù)據(jù)

49、的分析比較，可以發(fā)現(xiàn)機(jī)組是否惡化的各種跡象。基準(zhǔn)數(shù)據(jù)應(yīng)包括機(jī)組正常起動(dòng)參數(shù)及穩(wěn)態(tài)運(yùn)行參數(shù)。所謂穩(wěn)態(tài)運(yùn)行，是指在15min內(nèi)，機(jī)組輪間溫度的變化不超過5(3)。此后，應(yīng)定期觀察和記錄機(jī)組的這些數(shù)據(jù)，以便評(píng)估機(jī)組的性能和所需的維修程度隨時(shí)間的變化。運(yùn)行檢查記錄的主要數(shù)據(jù)列于表2-3。其中一些數(shù)據(jù)最好能繪制成曲線，如起動(dòng)參數(shù)(轉(zhuǎn)速、排氣溫度、振動(dòng))隨時(shí)間的變化曲線，負(fù)荷隨排氣溫度的變化曲線，振動(dòng)隨負(fù)荷的變化曲線等等。參數(shù)異常必然和機(jī)組的內(nèi)部零部損壞或系統(tǒng)故障相聯(lián)系，因此運(yùn)行檢查是判斷機(jī)組性能和狀態(tài)的最有力措施，也是判斷機(jī)組能否按預(yù)定的周期作分解檢查的關(guān)鍵。3.3 燃燒系統(tǒng)檢查(亦稱小修)由于燃燒系統(tǒng)

50、是燃?xì)廨啓C(jī)中工作溫度最高的，所以燃燒系統(tǒng)的部件出故障的幾率也就多些，燃燒系統(tǒng)的檢查，即小修的周期也就最短。燃燒系統(tǒng)檢查的目的是消除燃燒系統(tǒng)中影響機(jī)組安全運(yùn)行的因素。根據(jù)機(jī)組型號(hào)的不同，按以燒天然氣、基本負(fù)荷運(yùn)行且沒有注水或注蒸汽作為基本條件所推薦的檢修周期也不同，詳見表2-1。燃燒系統(tǒng)檢修的范圍包括從燃料噴嘴開始到過渡段為止的整個(gè)燃燒系統(tǒng)的所有部件，詳見圖2-9。圖2-9 各種檢修的工作范圍燃燒系統(tǒng)是燃?xì)廨啓C(jī)各組成部分中變化最大、型式最多的一個(gè)組成部分，所以其檢修的方式方法和技術(shù)要求的變化也最多。如GE系統(tǒng)的燃?xì)廨啓C(jī)基本都是采用逆流分管式燃燒系統(tǒng)，如圖2-10圖2-12所示，只是由于機(jī)組容量的

51、不同，分管式燃燒室的數(shù)量有所不同而已，如MS6001B型燃?xì)廨啓C(jī)有10個(gè)分管式燃燒室，而MS9001E型燃?xì)廨啓C(jī)有14個(gè)分管式燃燒室。1-燃料噴嘴；2-蓋板；3-外殼；4-點(diǎn)火器；5-導(dǎo)流襯套；6-火焰筒；7-環(huán)腔；8-過渡段；9-混合區(qū)；10-混合射流孔；11-一次射流孔；12-燃燒區(qū)；13-過渡錐頂；14-配氣蓋板；15-旋流器圖2-10 MS6001系列燃?xì)廨啓C(jī)上采用的分管型燃燒室的總成圖圖2-11 6FA燃?xì)廨啓C(jī)的示意圖1-輔機(jī)底盤；2-起動(dòng)電動(dòng)機(jī)；3-液力變扭器；4-輔助齒輪箱；5-輔助聯(lián)軸器；6-輔助聯(lián)軸器罩殼；7-進(jìn)氣室；8-壓氣機(jī)進(jìn)氣缸；9-壓氣機(jī)前缸；10一壓氣機(jī)后缸；11-

52、壓氣機(jī)排氣缸；12-進(jìn)口可轉(zhuǎn)導(dǎo)葉；13-壓氣機(jī)靜葉片；14-壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子；15-1#軸承；16-高壓磁性傳感器；17-燃燒室外缸；18-火焰筒；19-過渡段；20-燃料噴咀；21-進(jìn)口圓錐；22-透平氣缸；23-支承環(huán)；24-透平一級(jí)噴咀；25-透平二級(jí)噴咀；26-透平三級(jí)噴咀；27-透平噴咀；28-2#軸承；29-3#軸承；30-排氣框架；31-排氣室；32-負(fù)荷聯(lián)軸器；33-排氣室底盤；34-透平底盤；35-霧化空氣預(yù)冷器；36-燃料噴咀清吹控制閥；37-排氣擴(kuò)壓器；38-滑油冷卻器；39-滑油過濾器；40-燃油過濾器；41-燃油截止閥；42-輔助液壓閥；43-主液壓泵；44-輔助滑油泵；4

53、5-事故(應(yīng)急)滑油泵；46-負(fù)荷驅(qū)動(dòng)間；47-液壓模件；48-起動(dòng)裝置座；49-儀表盤；50-2#軸承排汽管；51-密封油泵圖2-12 9E型燃?xì)廨啓C(jī)的結(jié)構(gòu)圖德國Siemens公司生產(chǎn)的燃?xì)廨啓C(jī)多采用圓筒式燃燒室和環(huán)形燃燒室，如圖2-13是雙立式的圓筒形燃燒室，圖2-14是雙臥式的圓筒形燃燒室，圖2-15則是環(huán)形燃燒室；ABB公司生產(chǎn)的燃?xì)廨啓C(jī)采用圓筒形燃燒室和二次燃燒的環(huán)形燃燒室，如圖2-16是立式的單圓筒形燃燒室。 (a) (b)圖2-13 雙立式圓筒形燃燒室的結(jié)構(gòu) 圖2-14雙臥式圓筒形燃燒室的結(jié)構(gòu) 圖2-15環(huán)形燃燒室的結(jié)構(gòu)圖2-17是二次燃燒的環(huán)形燃燒室，這種結(jié)構(gòu)形式雖增加了轉(zhuǎn)子的

54、軸向長度，但可以降低燃?xì)廨啓C(jī)的初溫，也就是降低燃燒溫度，從而達(dá)到降低NO、排放造成的污染且保持較高的機(jī)組熱效率。由此可見，燃?xì)廨啓C(jī)燃燒系統(tǒng)的變化還是很大的，因此燃燒系統(tǒng)檢修的方式方法也應(yīng)有很大的差異。目前，我國各燃機(jī)電廠使用的燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)組，無論是引進(jìn)機(jī)組還是國產(chǎn)機(jī)組，主要是以GE系列的燃?xì)廨啓C(jī)為主。根據(jù)GE系列燃?xì)廨啓C(jī)的分管式燃燒系統(tǒng)，其檢修的主要工作是拆下燃料噴嘴，打開燃燒室端蓋，拆出聯(lián)焰管、火焰筒、過渡段和導(dǎo)流襯套，重點(diǎn)檢查燃料噴嘴、火焰筒、過渡段、聯(lián)焰管、導(dǎo)流襯套、單向閥、火花塞和火焰探測器等零部件，檢查其積碳、結(jié)垢、燒蝕、燒融、燒穿、裂紋、腐蝕、涂層剝落等情況，并檢查單向閥的密封性和開啟壓力、火花塞和火焰探測器的性能等等。對某些可以現(xiàn)場修復(fù)的零部件現(xiàn)場修復(fù)后回用；對某些現(xiàn)場不能修復(fù)的更換新件，換下的舊件送制造廠或?qū)ｉT的修理廠修復(fù)后作為下次檢修時(shí)的備件，以降低檢修中備品備件的費(fèi)用。圖2-16 單立式圓形燃燒室的結(jié)構(gòu) 圖2-17 二次燃燒的環(huán)形燃燒室的結(jié)構(gòu)一般地說，這些零部件在維修中往往需要首先更換或修理，保持這些零部件的良好狀態(tài)，是對下游零部件如透平噴嘴和動(dòng)葉的壽命的保障。具體檢查內(nèi)容如下：l 檢查每一個(gè)聯(lián)焰管、持環(huán)和火焰筒l 檢查燃燒室內(nèi)部是否有碎金屬片或外物l 檢查