隨著西氣東輸增輸工程建設的不斷推進,GE/NP壓縮機組PGT25+SAC/PCL401的安裝工作已接近尾聲,做好投產調試、運行工作將是很長一段時間的工作重點。雖然我們在RR壓縮機組的運行管理中取得了一定的經驗,但是GE/NP機組有其獨特的結構,為了幫助運行人員盡快熟悉該機型,新疆管理處著手組織了本學習資料。
這本學習資料是按照管理處建設學習型團隊的要求和適應今年投產需要而編寫,但是由于編寫比較匆忙、時間緊迫,其中錯誤之處一定不少,各位在使用過程中如發現問題,可以及時反饋進行探討。
資料包含三部分內容:機組基本介紹、典型投產方案(鄯善壓氣站)、機組運行規程,該學習資料旨在幫助理解GE/NP壓縮機組的結構、熟悉投產流程及注意事項、運行操作步驟,其中有一些參數尚沒有最后確定,故實際的操作要按照經過文控程序簽發的受控文件執行。
眾所周知,所謂燃氣輪機(GT)是一種把熱能變為機械功的機器,它包括一個或幾個旋轉式壓氣機,一個或幾個工質加熱器(燃燒室),一個或幾個渦輪,一套控制系統和基本輔助設備,這是按國際標準下的定義。燃氣輪機動力裝置(GTS)或(GTU)則定義為燃氣氣輪機和產生有用功率所需的所有基本設備,為了方便介紹燃氣輪機,按國際標準說明一下常用的技術術語及其定義。
燃氣發生器(GG)是生產高溫高壓燃氣給動力渦輪的裝置,它由一個或幾個旋轉式壓氣機,由工質聯接起來的加熱器(燃燒室),一個或幾個驅動壓氣機的渦輪,并帶有自動控制系統和基本的設備組成,簡言之,燃氣發生器為動力渦輪(分軸型)提供能源(熱燃氣)。
壓氣機(CC)—旋轉軸的機械功在其中變成不斷流動著的氣體的勢能(壓頭)或為燃氣輪機中增加工質壓力的一個部件。
燃燒室(COM)—將燃料的化學能變成燃燒產物的熱能的燃料燃燒設備,或為燃料在其中反應(燃燒)以直接增加工質溫度的熱源。
渦輪(Turbine)--燃燒產物(熱燃氣)在其中不斷膨脹,將工質熱能轉化成旋轉軸的機械功的機械,或為燃料氣(高溫)膨脹產生功率的一個部件。
動力渦輪(PT)--亦稱自由渦輪,具有獨立軸的將功向外輸出的渦輪。
開式循環—工質由大氣進入燃氣輪機,完成熱力循環(壓縮,加熱,膨脹)后排放到大氣的一種熱力循環。
閉式循環—具有與大氣無關的再循環工質的一種熱力循環。
單軸燃氣輪機—壓氣機和渦輪機械連接在一起,驅動壓氣機并向外直接或通過齒輪箱輸出功率的一種燃氣輪機。
多軸燃氣輪機—至少包括獨立工作的兩個渦輪的一種燃氣輪機組合,此項包括分軸和共軸燃氣輪機的情況。
燃料熱值—熱值為單位質量燃料燃燒所排放出的總熱量稱為高熱值。低熱值為高熱值減去燃燒時所形成汽化水所吸收的熱量。
熱耗率—按包括15℃顯熱在內的燃料低熱值計算的燃氣輪機單位凈功率的熱耗量。
有效功率—壓縮機被傳動機械聯軸器處的功率。
額定功率—在標準條件下設計工況燃氣輪機發出的最大持續功率。
尖峰功率—在標準條件下有限時間內由燃氣輪機用途所規定的,強度允許的極限功率。
最大功率—在低的大氣溫度下燃氣輪機能發出的,強度條件允許的極限功率。
起動耐時間—從發出起動指令的時刻到驅動用機達到規定的最小工況時刻的時間。
起動可靠性系數—燃機起動成功的次數與企圖起動的次數之比。
利用率—機組工作總時間與工作時間和為消除部件或系統故障而被迫停機時間之和的比。
標準參考條件—壓氣機進口壓力101.3KPa。溫度15℃。相對濕度60%。渦輪排氣壓力101.3KPa。或壓氣機進口氣溫15℃。相對濕度60%,沒有進,排氣損失。
2 燃氣輪機工作原理
燃氣輪機由安裝在基架上的GE公司的LM2500+SAC燃氣發生器和用螺栓固定到排氣罩上的動力渦輪組成。
燃氣發生器由一個軸流式壓氣機,燃燒室和兩級渦輪組成,在運行時,空氣進入壓氣機進口,在其中空氣被壓縮到接近21.5,壓氣機前7級的進氣導葉的角度可以按燃氣發生器的轉速和進氣溫度來改變(可調導葉),導葉位置的改變使壓氣機能在一個廣闊的轉速范圍內有效的運行,保持有一個有效的喘振余度,導葉位置是由轉速傳感器和伺服閥來控制的。
增壓后的空氣離開壓氣機進入在壓氣機后支座中的燃燒室并被30個燃料噴咀噴入的燃料混合,通過頭部的旋流器,油氣混合物被點火器點燃<預混>,并保持火焰連續燃燒,在其中由于燃料燃燒使一部分空氣的溫度升高,其余的空氣進入燃燒段用來冷卻燃燒段,火焰筒。摻混高溫燃氣控制進入高壓渦輪的溫度和冷卻高壓渦輪。
離開燃燒室的熾熱氣流經兩級高壓渦輪,燃氣中的能量被抽取出來用來轉動軸流式壓氣機。
燃氣離開高壓渦輪后流經渦輪中間支座,渦輪中間支座的冷卻空氣和前面兩級的渦輪的主流在渦輪處相混合,燃氣完成了在燃氣發生器中的流動。
燃氣離開燃氣發生器后,熱燃氣驅動動力渦輪(自由渦輪)。動力渦輪為被驅動設備---天然氣壓縮機提供機械動力輸出。
從燃氣發生器第9級抽出的空氣經過經過冷卻用于動力渦輪的密封和動力渦輪的冷卻。
在動力渦輪中作過功的燃氣用集氣殼(排氣管)收集經管道排入大氣,為了提高裝置的熱效率,在排放管道中可配置余熱回收蒸氣發生器,簡稱余熱鍋爐。余熱鍋爐為非標準設備,它將根據用戶所需蒸氣,熱水的壓力,溫度,流量進行專門設計。