中原燃氣廠V94.3A型燃氣輪機及調試探討

賀江頌

摘要：針對當前單軸燃氣機工程項目大規模建設要求，中原燃氣廠不斷根據工程需要制定相關調試內容以及調試標準，完善燃氣工程施工建設和管理規范化 ，進一步提升項目水平以及質量驗收評定標準。

關鍵字：中原燃氣廠；燃氣輪機；調試運行；標準化

引言：燃氣輪機的調試對于燃氣工程的檢驗以及機組性能改進來說具有重要的意義，其體現出燃氣輪機關鍵核心技術。通過不斷吸收國外成熟的燃機調試技術，提升我國的燃機調試技術，進而實現我國燃機產業良性發展。本文在中原燃氣廠V94.3A型燃氣輪機調試和機組試運的基礎上，就調試中遇到的問題以及注意事項進行探討，旨在為燃機調試技術的國產化提供參考。

一、V94.3A型燃氣輪機設備簡介

（一）基本參數

型號及功率：V94.3A；功率272MW；

型式：單軸、軸向排氣結構、環形燃燒室、雙軸承

熱效率：39.5%

額定轉速：3000r/min

熱耗：9292kJ/kW.h

燃氣透平級數：4級

燃氣機壓氣機級數/壓比：15/17

燃氣機轉子方式：帶中心拉緊螺栓的盤式轉子

排氣溫度：582°C

燃機進口溫度：1260℃

排氣質量流量：671kg/s

（二）燃氣輪機主要結構

燃氣輪機采用單缸、單軸設計方式，使用雙軸承的方式為透平轉子和壓氣機提供力學支撐，從而保證系統調試時能準確校正以及系統的穩定試運行。為保證機軸受力情況穩定，燃氣輪機的前軸承箱內裝有徑向推力球軸承；軸承組件通過構架支撐在前托架上，其前段部分加設轉速傳感器和液壓盤車齒輪來提高運動的穩定性。后軸承箱裝在排氣缸內缸里面，排氣缸內缸是由內部器件和錐形形狀的機械外殼組成；機械轉子由多個圓盤和三個空心軸段組成， 為了提高機械轉子運行穩定性，在圓盤上面都裝有一級葉片，使用中心連接螺栓將內部的軸段連接起來。透平轉子采用內部冷卻式，從壓氣機的末級部分將通入壓氣機的高壓空氣排出，并且通過中心軸內的孔回流到機械轉子內。燃氣輪機兩個燃燒室垂直布置在透平轉子兩側，為了提高兩個燃燒室燃燒效率，燃燒室配有8 個獨立的燃燒器；為保證轉子各個部分冷卻均勻，避免因為各部分溫度不一致給轉子工作運行帶來的影響，要保證冷卻空氣在轉子整個機構上形成包覆的冷卻氣膜。

（三）電氣系統

燃氣輪機發電機的額定功率為 ， 汽輪機出口電壓 ，保證電氣出線均采用發電機。為保證電力系統穩定，變壓器組單元接線分設汽輪發電機、燃機兩種主變形式，變壓器組單元接線接線方式為雙母線接線法，并根據實際需要增加 配電設備。將燃氣輪機及蒸汽輪機的主變、高廠變和啟備變安置在電氣升壓站內部，發電機中性控制柜和輔助控制柜布置在燃機發電機室，并且采用離相封閉母線連接方式進行燃機發電機與主變的控制連接。為了提升控制室空間利用效率，在發電機尾部的專用控制室內部布置蒸汽輪發電機出線小型控制系統。 在 層安置勵磁變壓器、電氣隔離開關以及電機中性控制系統等， 層安放電氣勵磁設備和電流互感器柜，包括勵磁調節柜、滅磁控制柜以及電氣整流控制柜等。 廠用電配電裝置布置在 配電裝置的上方 層，為了提升控制室的控制效率，可以將 保安段、 屏、直流屏與電配電裝置不知在同一個控制室。 廠用配電裝置布置在汽機房 層， 在隔墻對應的位置方位安置燃機蓄電池組。

（四）熱控系統

燃氣輪機組熱控系統常采用 控制系統，這是因為 控制系統具有控制精確、快捷等特點。在燃氣系統中， 控制系統要控制蒸汽輪發電機組的數據采集和處理系統 、機組順序控制系統 、模擬量控制系統 、電氣部分發變組、旁路的控制以及及廠用電的監控 ，中原燃氣廠 型燃氣輪機采用的是 與 的 控制系統聯合對機組進行熱力系統控制。在燃氣輪機組熱力系統單循環控制階段，循環系統在 的 控制系統中進行；在燃氣輪機組熱力系統聯合循環階段， 和 的 控制系統共同完成循環系統的控制。 與 的雙向通訊接口實現對燃氣系統數據采集， 采用硬接線連接來進行控制信號傳遞，保證能在 中完成對于燃氣輪機熱控系統的監控。

二、V94.3A型燃氣輪機的特點

1. 型燃氣輪機可燃用多種燃料， 對于多燃料預混復合式噴油嘴擴散以及燃燒達到較好的效果，從而極大地降低了 和 排放。

2.為了方便檢查燃燒室內部和渦輪前部的工作情況，在在燃燒室上部開設有檢查口。

3.燃燒室抗氧化以及熱變形能力強，從而避免了火焰在燃氣輪機組富油時在渦輪中燃燒的可能性，延長了渦輪葉片使用壽命，并且保證燃氣輪機組入口處的溫度變化分布均勻。

4.燃氣輪機采用軸向排氣方式，極大地降低因為空氣排出而帶來的壓力損失。

5. 型燃氣輪機轉子質量較輕，氣缸為雙層結構， 減少了溫度變化梯度對于電機工作的影響，從而為汽輪機的急停以及在較短的時間內實現快速啟動提供前提條件。

6.轉子兩個軸承在壓力區外， 基本上能夠有效抵抗壓力變化和溫度梯度的影響。

7.轉子的靜平衡以及動平衡設計較好，在進行設備大檢修之后不需要再次進行動平衡的調試，因此可以提升燃氣輪機組的檢修效率。

三、V94.3A型燃氣輪機的調試

（一）燃油系統調試

當前的V94.3A型燃氣輪機在啟動和停機工作中使用的是輕油，在機組正常運行中使用的是重油。V94.3A型燃氣輪機采用的是西門子燃油系統，從供油系統進來的燃油進過過濾器、燃油混合器以及油路控制閥門送入到燃燒室進行燃燒，燃燒室的回油經跳閘控制閥、流速調節閥以及循環閥回到油罐。在進行系統調試時，應該短接燃燒室入口處的油路系統，將進油與回油流量計拆除，清洗燃油噴射泵，保證濾網的清潔度達到要求。

（二）冷卻系統調試

該系統是由冷卻循環水泵、熱量交換設備以及其他設備組成，采用處理后的工業軟化水作為水源，通過軟化水在冷卻系統中的熱循環將熱量交換設備中的熱量帶出去。同時為了提高冷卻系統的壓力穩定性，在冷卻系統內裝上薄膜膨脹箱。該系統沒有設置單獨的冷卻水容器，因此在進行冷卻水循環前，需要將循環管路短接，調整有關的聯鎖保護定值。

（三）控制用液壓油系統調試

燃氣輪機組運行采用較多的控制方式是液壓控制，因此控制用液壓油系統調試能夠有效提升液壓系統控制穩定性。液壓系統由油箱、油泵、過濾器等管道設備組成，通過液壓泵運送的液壓油，經過濾器、逆止閥、控制閥和緊急關斷閥達到控制元器件，再循環泵使液壓油經冷卻器進行冷卻，油壓穩定是靠蓄能器進行調節。

（四）燃機的啟動調試

接通后開始由該設備拖動、升速， 當速度達到 時，燃機的盤車裝置以及頂軸油泵停止。速度達到 時候，點火氣體電磁閥打開，經點火變壓器牽動火花塞使得混合氣體開始燃燒。 轉速達 時， 燃燒器上組合關斷球閥被強制打開， 火花塞將噴入的燃油點燃。當燃機轉速超過 之后，火焰探測器投入工作，顯示火焰已經點燃信號為0。

結語：燃氣輪機組作為燃氣廠最重要的工作機組，其運行穩定性對于燃氣廠具有重要的意義。通過燃氣輪機的調試可以檢驗和改進機組設計功能，及時發現設計以及后期運行中存在的問題并進行改進，進而對于燃氣工程進行檢驗以及設備的調整，使得新機組安全順利啟動并能正常運行。

參考文獻

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