燃氣發(fā)生器結構和系統(tǒng)

燃氣發(fā)生器結構及系統(tǒng)

主講人：陳渝申5/6/20231第一頁，共六十頁。本課內(nèi)容簡介簡介——機組描述，主要部件，各輔助系統(tǒng)，以及維護內(nèi)容

術語和定義——燃氣發(fā)生器，各功能和各部件描述

燃氣發(fā)生器的工作原理

5/6/20232第二頁，共六十頁。RB211-24燃氣發(fā)生器構造的一般性描述

機罩和輔助設備描述

啟動系統(tǒng)

燃料系統(tǒng)

滑油系統(tǒng)

控制系統(tǒng)

電控系統(tǒng)

密封系統(tǒng)

天然氣壓縮機系統(tǒng)

5/6/20233第三頁，共六十頁。機組描述

機組由一臺軸流式燃氣發(fā)生器、一臺反沖式2級動力渦輪和一臺3級離心式壓縮機組成。動力渦輪與壓縮機通過擾性聯(lián)軸器相接。

5/6/20234第四頁，共六十頁。GG剖面圖5/6/20235第五頁，共六十頁。改進后的燃機5/6/20236第六頁，共六十頁。動力渦輪

RT-62動力渦輪是一種2級沖動－反力式渦輪。它將來自燃氣發(fā)生器排氣的能量轉(zhuǎn)變成軸馬力。燃氣發(fā)生器排氣進入渦輪進口擴壓器。進口擴壓器將燃氣引導到第1級導向器葉片。導向器葉片致使燃氣以最佳的角度沖擊第1級渦輪葉片。經(jīng)過第1級渦輪葉片后，燃氣遇到第2級導向器葉片，又使燃氣以最佳的角度沖擊第2級渦輪葉片。在通過第級渦輪葉片之后，燃氣從內(nèi)，外排氣擴壓器之間流入一個隔熱套并經(jīng)過排氣管排入大氣中。5/6/20237第七頁，共六十頁。壓縮機

RF3BB36壓縮機是一種3級離心式壓氣機，裝有雙支撐梁式式轉(zhuǎn)子。它具有旁測進氣和排氣。工藝天然氣進入壓氣機側(cè)面，流入第1級葉輪。當葉輪轉(zhuǎn)動時，它壓縮天然氣。然后，天然氣流入第2級和第3級葉輪，在這里，天然氣再一次得到壓縮，最后，流出壓氣機側(cè)面的排氣管。兩個干氣密封件阻止工作的天然氣滲漏到壓縮機機匣中。一個密封件位于機匣蓋端，另外一個位于被驅(qū)動的一端。

5/6/20238第八頁，共六十頁。系統(tǒng)及主要部件

（主要講述）

1.啟動系統(tǒng)

2.燃料系統(tǒng)

3.控制系統(tǒng)

4.潤滑系統(tǒng)

5.動力渦輪與壓縮機滑油系統(tǒng)

6.燃氣發(fā)生器（發(fā)動機）（另附：維護保養(yǎng)）

5/6/20239第九頁，共六十頁。術語和定義

眾所周知，所謂的燃氣輪機（GG）是一個把熱能變?yōu)闄C械功的機器。它包括一個或幾個旋轉(zhuǎn)式壓氣機，一個（或幾個）工質(zhì)加熱器（燃燒室），一個或幾個渦輪，一套控制系統(tǒng)和基本輔助設備及工質(zhì)回路中的任何熱交換器。

5/6/202310第十頁，共六十頁。燃氣發(fā)生器的工作原理

燃氣輪機由安裝在基架上的RR公司的RB211-24G燃氣發(fā)生器和用螺栓裝到基架上的RT-62動力渦輪組成。

RB211-24G工業(yè)燃氣發(fā)生器是一種雙轉(zhuǎn)子（意思為兩個轉(zhuǎn)子），高壓比發(fā)動機，它由一個7級中壓壓氣機，一個6級高壓壓氣機，一個單級高壓渦輪和一個單級中壓渦輪組成，中壓和高壓軸在機械上是獨立的，每一個都以是最佳轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)。5/6/202311第十一頁，共六十頁。RB211-24G燃氣發(fā)生器結構一般性描述

羅羅公司RB211-24G工業(yè)燃氣發(fā)生器為雙轉(zhuǎn)子高壓比發(fā)動機，有一個7級中壓（1P）壓氣機和一個6級（HP）高壓壓氣機，該燃氣發(fā)生器帶有一個環(huán)形燃燒室，所產(chǎn)生的燃氣驅(qū)動兩個獨立的單級渦輪，這兩個單級渦輪通過各自軸同壓氣機相聯(lián)。這兩個燃氣發(fā)生器轉(zhuǎn)子機械上各自獨立并以各自的最佳轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)。

5/6/202312第十二頁，共六十頁。01號單元體——進氣單元體

1.前整流罩

5/6/202313第十三頁，共六十頁。2.進氣延伸段

5/6/202314第十四頁，共六十頁。3.進氣機匣

5/6/202315第十五頁，共六十頁。5/6/202316第十六頁，共六十頁。4.中壓壓氣機前軸承座

5/6/202317第十七頁，共六十頁。5.中壓軸承推力降低系統(tǒng)

5/6/202318第十八頁，共六十頁。6.可調(diào)進氣導向葉片

5/6/202319第十九頁，共六十頁。7.可調(diào)進氣導向葉片液壓油缸（作動筒）的操作

5/6/202320第二十頁，共六十頁。02號單元體——低壓壓氣機單元體

1.低壓壓氣

5/6/202321第二十一頁，共六十頁。2.低壓壓氣機機匣

5/6/202322第二十二頁，共六十頁。3.低壓壓氣機轉(zhuǎn)子

5/6/202323第二十三頁，共六十頁。中介機匣單元體——03號單元體

1.中介機匣單元體

5/6/202324第二十四頁，共六十頁。2.中介機匣

5/6/202325第二十五頁，共六十頁。3.低壓壓氣機后軸

4.定位軸承

5.啟動驅(qū)動裝置和齒輪箱

5/6/202326第二十六頁，共六十頁。04號單元體——高壓系統(tǒng)單元體

高壓系統(tǒng)單元體可以看作是由3個小單元體組成，高壓壓氣機，燃燒系統(tǒng)和高壓轉(zhuǎn)子。

1.高壓壓氣機

5/6/202327第二十七頁，共六十頁。2.高壓壓氣機轉(zhuǎn)子

5/6/202328第二十八頁，共六十頁。3.高壓壓氣機機匣

5/6/202329第二十九頁，共六十頁。4.燃燒段

5/6/202330第三十頁，共六十頁。5.燃燒室外機匣組件

5/6/202331第三十一頁，共六十頁。6.燃燒室

7.噴咀和燃料總管

5/6/202332第三十二頁，共六十頁。8.高壓渦輪轉(zhuǎn)子

5/6/202333第三十三頁，共六十頁。05號單元體—低壓渦輪單元體

5/6/202334第三十四頁，共六十頁。1.低壓渦輪轉(zhuǎn)子組件

5/6/202335第三十五頁，共六十頁。2.低壓機匣和靜止葉片

5/6/202336第三十六頁，共六十頁。冷卻和密封空氣

燃氣發(fā)生器通過來自發(fā)生器兩個壓氣機的空氣進行內(nèi)部冷卻。這些空氣還用于通過給密封圈施加壓力或通過提供密封空氣流防止內(nèi)部滑油和氣體的泄漏。

1.7級中壓空氣

2.高壓3級空氣

3.高壓6級空氣

5/6/202337第三十七頁，共六十頁。ESD(緊急停車)冷卻空氣

緊急停車后，冷空氣或惰性氣體被EMS（發(fā)動機監(jiān)控系統(tǒng)）自動供送到渦輪軸承區(qū)域，以消除余熱的影響以及軸承區(qū)剩余滑油形成積碳。冷卻介質(zhì)是從外介質(zhì)箱通過燃氣發(fā)生器安裝的DAVIS活門接口提供到渦輪軸承。

5/6/202338第三十八頁，共六十頁。壓氣機氣流控制系統(tǒng)

燃氣發(fā)生器壓氣機的各級其設計目的主要在于發(fā)動機正常操作的最高速度范圍達到最佳效率。采用氣流控制系統(tǒng)便于起動以及在低速下操縱燃氣發(fā)生器。

5/6/202339第三十九頁，共六十頁。燃氣發(fā)生器的監(jiān)測裝置

安裝有檢測裝置監(jiān)控燃氣發(fā)生器的狀態(tài)并通過使用報警和脫離系統(tǒng)監(jiān)控燃氣發(fā)生器在規(guī)定的極限范圍內(nèi)安全運行。有4個主系統(tǒng)：速度，溫度，壓力和振動探測系統(tǒng)。監(jiān)控設備的電器接口（除振動加速計外）位于一個斷接平臺上，其安裝于中壓壓氣機機匣底部。

5/6/202340第四十頁，共六十頁。1.速度探測

中壓轉(zhuǎn)子，高壓轉(zhuǎn)子和起動電機的速度由電磁傳感器和音輪監(jiān)測。從傳感器輸出的信號為電壓脈沖信號，是在每次音輪的一個齒通過傳感器時產(chǎn)生的。在中壓段安裝有3個傳感器，在高壓段有4個傳感器，在空氣/液壓起動系統(tǒng)有1個傳感器。從中壓和高壓傳感器輸出的信號用于提供在EMS系統(tǒng)中使用的數(shù)據(jù)。從起動傳感器的數(shù)據(jù)輸出用于監(jiān)測是否出現(xiàn)電機超速并控制切斷起動機。

5/6/202341第四十一頁，共六十頁。2.溫度探測

排氣溫度探測（T455）

中壓排氣溫度（T25）探測

05號單元體過熱探測器

5/6/202342第四十二頁，共六十頁。3.壓力探測

壓力探頭位于以下部位：一個壓力探頭位于中壓壓氣機出口（PS25）用于狀態(tài)監(jiān)控；一個位于04號單元體，測量燃燒室進口壓力；兩個位于排氣環(huán)（PS455）用于監(jiān)探和初始能力評定。

5/6/202343第四十三頁，共六十頁。4.VIGV位置監(jiān)控

VIGV的角度由3個液壓作動筒控制，其角度由傳動可變位移傳感器（RVDT）監(jiān)控。

5/6/202344第四十四頁，共六十頁。5.振動探測

振動由振動加速計測量，在下列位置裝有3個加速計：進氣機匣靜止中心線上靠近排氣和電磁閥；進氣機匣進口側(cè)中心線上方和排氣環(huán)右側(cè)底中心線。加速計與其自己的加載放大裝置固定線路連接，該放大裝置脫離發(fā)動機運行安裝于電池板上，便于運輸。

5/6/202345第四十五頁，共六十頁。機罩和輔助設備描述

概述

機罩門

電器設備

通風風扇

機罩通風和排氣消音器

機罩內(nèi)照明

火災隔離擋板（消防百葉窗）

機箱電阻溫度探測器（TD）

5/6/202346第四十六頁，共六十頁?；馂臋z監(jiān)測/釋放系統(tǒng)

火災監(jiān)測系統(tǒng)是保護個人和設備的一種安全防護設施，此系統(tǒng)應時刻處于良好的工作狀態(tài)，應對此系統(tǒng)進行正確的安裝，校對和維護，保證其對危險場所能夠?qū)嵤┻B續(xù)不斷的監(jiān)視。

當發(fā)生火災時，系統(tǒng)會自動執(zhí)行如下程序：.機罩通風扇自動關閉.消防百葉窗自動關閉釋放滅火劑燃氣發(fā)生器自動停機5/6/202347第四十七頁，共六十頁。主要包括：氣體檢測系統(tǒng)

濾塵過濾器

機罩正壓

消防柜

滑梁

燃氣發(fā)生器空氣入口系統(tǒng)

燃氣發(fā)生器排氣系統(tǒng)

機罩檢查程序

5/6/202348第四十八頁，共六十頁?；馂臋z測和滅火劑釋放系統(tǒng)

火災檢測和滅火系統(tǒng)對有火災危險的區(qū)域?qū)嵤┍O(jiān)視和保護，它是一個集火災檢測，滅火劑釋放，聲光報警。數(shù)碼通訊網(wǎng)絡為一體,完整體系。此系統(tǒng)由就地控制單元，滅火劑釋放模塊，聲響信號模塊，和啟動設備電路組成，此系統(tǒng)也包括紅外線火焰探測探頭，感溫探頭和安裝在機罩上的警笛，滅火劑裝在機罩旁邊的消防柜內(nèi)。

5/6/202349第四十九頁，共六十頁。1.系統(tǒng)描述

紅外線檢測探頭

溫度探頭

消防系統(tǒng)聲響報警

壓力觸動開關（釋放確認開關）

主和輔助滅火劑釋放電磁閥

滅火劑釋放控制盤

5/6/202350第五十頁，共六十頁。2.天然氣探測系統(tǒng)

天然氣探測系統(tǒng)是為檢測機罩內(nèi)空氣中是否含有可燃氣體而設計的，如果空氣的爆炸下限高于設定值，會出現(xiàn)聲光報警并自動執(zhí)行包括停機在內(nèi)的相關操作，以保護人員和設備的安全。

5/6/202351第五十一頁，共六十頁。燃氣發(fā)生器潤滑系統(tǒng)和液壓油系統(tǒng)介紹

概述

縮略語清單部件介紹液壓起動系統(tǒng)燃氣發(fā)生器滑油和液壓油循環(huán)過程5/6/202352第五十二頁，共六十頁。清洗系統(tǒng)

1.清洗的目的

當污染物，如空氣中的攜帶的粉塵、鹽類及油霧，通過空氣過濾器進入發(fā)動機時，它們會黏附于壓氣機葉片表面，由此而導致發(fā)動機性能下降，吸食性清洗可以排除由下列原因給發(fā)動機性能帶來的影響：

不能加速到滿速加速度不夠壓氣機喘振不能發(fā)出滿輸出功率透平溫度升高（T455）

5/6/202353第五十三頁，共六十頁。2.清洗的作用

性能衰退可以分為兩種：再生性和永久性衰減。再生性能是一種通過清洗可重新獲得的性能衰減量；永久性衰減是一種只有發(fā)動機在返回工廠大檢和大修后方可重新獲得的性能衰減量。在兩次清洗之間，可以通過再生和永久衰減性能之和來計算性能的總衰減量。

5/6/202354第五十四頁，共六十頁。3.性能的評估

要先使用建立起來的各種參數(shù)對發(fā)動機的性能進行評估，然后再決定是否對壓氣機進行拖動清洗。如果變化趨勢接近5%（以原始參數(shù)或最近清洗時的最后一次讀數(shù)為基準進行估算）。

l

燃氣發(fā)生器轉(zhuǎn)速(NH)l

壓氣機入口溫度(T1)l

大氣壓l

渦輪燃氣溫度T455l

壓氣機出口壓力(Pcd)

5/6/202355第五十五頁，共六十頁。4.清洗方法

冷轉(zhuǎn)/浸泡清洗和在線清洗系統(tǒng)是為了維護壓氣機而專門設計的一套系統(tǒng)，使用的效果的好壞取決于清洗措施是否得當，是否有規(guī)律的對發(fā)動機的性能參數(shù)實施監(jiān)控，如對發(fā)動機的所有運行參數(shù)都實施了監(jiān)控，就能從這些數(shù)據(jù)中看出實施了冷轉(zhuǎn)/浸泡清洗和在線清洗后的效果。

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