9FA燃機(jī)
中國(guó)華電集團(tuán)公司燃機(jī)協(xié)作網(wǎng)201*年第12期總第19期201*年09月28日論文節(jié)選--9FA燃機(jī)備件管理模式探討楊惠新(上海通華燃?xì)廨啓C(jī)服務(wù)有限公司)摘要:隨著9FA燃機(jī)的投產(chǎn)運(yùn)行,燃機(jī)備件的重要性已引起電廠的高度重視,本文通過(guò)對(duì)影響燃機(jī)運(yùn)行成本的主要因素的分析和對(duì)燃機(jī)備件使用情況的預(yù)測(cè),提出了9FA燃機(jī)備件管理的模式,供同類型燃機(jī)電廠參考。
關(guān)鍵字:燃機(jī)備件;熱通道輪換部件;備件共享1:影響燃機(jī)運(yùn)行成本的主要因素分析
目前,華東幾個(gè)投產(chǎn)發(fā)電的9FA燃機(jī)電廠已確定了試運(yùn)行階段的臨時(shí)電價(jià),而影響燃機(jī)運(yùn)行成本的主要因素包括以下幾方面:固定資產(chǎn)投資額、年還貸利率、固定資產(chǎn)折舊率;天然氣氣價(jià)、天然氣發(fā)電氣耗;年發(fā)電利用時(shí)間、年發(fā)電量、廠用電率;維修費(fèi)用、材料費(fèi)用;人員工資、各類福利費(fèi)用和管理費(fèi)用等。
到目前為止,根據(jù)一段時(shí)間的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),以上幾個(gè)方面的因素已基本確定,以下初步作一分析:固定資產(chǎn)投資額、年還貸利率、固定資產(chǎn)折舊率:幾個(gè)燃機(jī)電廠平均每臺(tái)機(jī)組的動(dòng)態(tài)投資均在12億人民幣左右,平均每千瓦單位投資在3100元左右,按照固定資產(chǎn)占投資總額90%計(jì)算,一般為每臺(tái)機(jī)組11億人民幣左右;年還貸利率按5.5%計(jì)算并根據(jù)發(fā)電企業(yè)投融資的規(guī)定,貸款額占總投資的80%,因此一臺(tái)機(jī)組年還貸額度在5000萬(wàn)左右;固定資產(chǎn)折舊率如果按5%計(jì)算,年折舊費(fèi)為5500萬(wàn)左右。
天然氣氣價(jià)、天然氣發(fā)電氣耗:盡管幾個(gè)已投產(chǎn)的燃機(jī)電廠都是用西氣東輸?shù)臍庠,但由于地域不同、接入方式不同,氣價(jià)也不盡相同,比如江蘇幾個(gè)燃機(jī)電廠直接從西氣東輸管道接入,目前的氣價(jià)在1.20元/Nm3左右,燃料成本是影響上網(wǎng)電價(jià)的主要因素;天然氣發(fā)電氣耗主要與氣質(zhì)和機(jī)組效率等因素有關(guān)系,目前幾
個(gè)電廠的發(fā)電氣耗在0.190.21Nm3/kWh之間,如果按0.20Nm3/kWh計(jì)算,即每標(biāo)準(zhǔn)立方米天
然氣可以發(fā)5千瓦時(shí)的電量。
年發(fā)電利用時(shí)間、年發(fā)電量、廠用電率:根據(jù)國(guó)家對(duì)幾個(gè)燃機(jī)電廠項(xiàng)目的批復(fù)意見(jiàn),燃機(jī)的年利用時(shí)間在3500小時(shí)左右,但由于新上發(fā)電項(xiàng)目較多,燃機(jī)又以調(diào)峰為主,可能實(shí)際利用時(shí)間會(huì)下降。以江蘇燃機(jī)電廠為例,目前定的年利用時(shí)間為3000小時(shí)。如果每臺(tái)機(jī)組出力按40萬(wàn)千瓦計(jì)算,年發(fā)電量為12億千瓦時(shí)左右;各廠的廠用電率由于涉及的因素不盡相同,也有一定的差異,如果廠用電率按4%計(jì)算,年供電電量在11億5千萬(wàn)千瓦時(shí)左右。
維修費(fèi)用、材料費(fèi)用:由于9FA燃機(jī)還沒(méi)有經(jīng)歷過(guò)檢修,因此這部分費(fèi)用還需要摸索和研究,實(shí)際上這部分費(fèi)用主要由熱通道輪換部件和其它備件費(fèi)用、部件返廠修理費(fèi)用、計(jì)劃?rùn)z修費(fèi)用、日常維護(hù)費(fèi)用等組成,根據(jù)國(guó)外同類機(jī)組的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),同時(shí)根據(jù)9FA燃機(jī)目前的運(yùn)行模式,以及GE公司關(guān)于9FA燃機(jī)運(yùn)行維護(hù)方面的指導(dǎo)文件,經(jīng)過(guò)初步測(cè)算,一臺(tái)9FA燃機(jī)平攤到每年的備件費(fèi)、修理費(fèi)、檢修費(fèi)、日常維護(hù)費(fèi)等在3000--3500萬(wàn)左右(不包括汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、余熱鍋爐和其它BOP設(shè)備的檢修費(fèi)用)。而其中燃機(jī)熱通道輪換部件占的比例最大,按照初步測(cè)算,約占維修和材料費(fèi)用的70-80%。
因此,在影響燃機(jī)運(yùn)行成本的其它因素相對(duì)確定的前提下,如果能優(yōu)化燃機(jī)備件特別是熱通道主要部件的庫(kù)存結(jié)構(gòu),就可以降低燃機(jī)的維修費(fèi)用,從而達(dá)到降低運(yùn)行成本的目的。
2:9FA燃機(jī)備件使用情況分析預(yù)測(cè)
國(guó)內(nèi)燃機(jī)經(jīng)歷了從B級(jí)、E級(jí)到F級(jí)的發(fā)展過(guò)程,通過(guò)B級(jí)、E級(jí)燃機(jī)多年的運(yùn)行積累,已總結(jié)出了一套運(yùn)行維護(hù)方面的可行經(jīng)驗(yàn),也了解燃機(jī)熱通道部件在運(yùn)行成本中占的比例很大,相比之下,F(xiàn)級(jí)燃機(jī)的熱通道部件價(jià)格更高。GE公司關(guān)于9FA燃機(jī)熱通道部件修理和更換周期有專門的技術(shù)規(guī)范文件GER3620K[1]。通常情況下,經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的運(yùn)行后必須將熱通道部件送制造廠進(jìn)行返修或進(jìn)行更換,以保證燃機(jī)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。
按照目前已投產(chǎn)的半山、張家港、望亭、戚墅堰等燃機(jī)電廠的實(shí)際情況分析,同時(shí)參照GER3620K
文件,燃用天然氣的9FA機(jī)組的檢修間隔為:每經(jīng)過(guò)450次等效啟動(dòng)或8000小時(shí)等效運(yùn)行時(shí)間進(jìn)行一次燃燒室檢查(小修),每經(jīng)過(guò)900次等效起停或24000小時(shí)等效運(yùn)行時(shí)間進(jìn)行一次熱通道檢查(中修),每經(jīng)過(guò)2400次等效啟動(dòng)或48000小時(shí)等效運(yùn)行時(shí)間進(jìn)行一次大修,判斷標(biāo)準(zhǔn)是哪個(gè)先到以哪個(gè)為準(zhǔn),比如等效啟動(dòng)次數(shù)已到450次,而等效運(yùn)行時(shí)間還未到8000小時(shí),也要進(jìn)行燃燒室檢查(小修),反之也然。
表1是根據(jù)GE公司關(guān)于9FA燃機(jī)熱通道部件修理和更換周期的技術(shù)規(guī)范文件GER3620K翻譯的表格:
表1:PG9351(FA)熱通道主要部件修理和更換周期
PG9351(FA)部件修理周期更換周期(按運(yùn)行小時(shí))更換周期(按啟動(dòng)次數(shù))火焰筒CI5(CI)5(CI)蓋帽CI5(CI)5(CI)過(guò)渡段CI5(CI)5(CI)燃料噴嘴CI3(CI)3(CI)聯(lián)焰管CI1(CI)1(CI)端蓋6(CI)3(CI)1級(jí)靜葉HGPI2(HGPI)2(HGPI)2級(jí)靜葉HGPI2(HGPI)2(HGPI)3級(jí)靜葉HGPI3(HGPI)3(HGPI)
1級(jí)護(hù)環(huán)HGPI2(HGPI)2(HGPI)2級(jí)護(hù)環(huán)HGPI2(HGPI)2(HGPI)3級(jí)護(hù)環(huán)HGPI3(HGPI)3(HGPI)排氣擴(kuò)散段HGPI1級(jí)動(dòng)葉HGPI2(HGPI)(1)2(HGPI)(3)2級(jí)動(dòng)葉HGPI1(HGPI)3(HGPI)(2)3級(jí)動(dòng)葉HGPI3(HGPI)(4)3(HGPI)注:修理/更換周期是指現(xiàn)有產(chǎn)品而言,除非另有說(shuō)明則按制造商技術(shù)規(guī)范執(zhí)行。
CI=燃燒器檢修間隔(通常我們稱為小修)HGPI=熱通道檢查間隔(通常我們稱為中修)
(1)對(duì)于現(xiàn)有設(shè)計(jì),GE確認(rèn)在第一個(gè)HGPI時(shí)進(jìn)行修理,更換周期為2個(gè)(HGPI),對(duì)于葉片平臺(tái)和冷卻改進(jìn)設(shè)計(jì)的動(dòng)葉其更換周期可能達(dá)到3個(gè)(HPGI)。
(2)在第一個(gè)(HPGI)時(shí)進(jìn)行更新涂層則更換周期可能達(dá)到3個(gè)(HGPI)。(3)GE確認(rèn)第一個(gè)(HGPI)時(shí)進(jìn)行修理以滿足2個(gè)(HGPI)的更換周期壽命。(4)GE確認(rèn)第二個(gè)(HGPI)時(shí)進(jìn)行修理以滿足3個(gè)(HGPI)的更換周期壽命。
如果按照半山、張家港、望亭、戚墅堰燃機(jī)電廠目前的運(yùn)行模式,年運(yùn)行利用時(shí)間在3000到3500小時(shí)之間,主要以調(diào)峰為主,預(yù)計(jì)年等效啟動(dòng)次數(shù)在300次左右,因此估計(jì)等效啟動(dòng)次數(shù)將會(huì)比等效運(yùn)行時(shí)間先到,以下以一臺(tái)9FA燃機(jī)為例,按照等效啟動(dòng)次數(shù)對(duì)一個(gè)大修周期內(nèi)主要輪換部件和部件修理情況進(jìn)行分析。分析前提條件:燃用天然氣、年等效啟動(dòng)次數(shù)300次、起始時(shí)間從201*年1月開(kāi)始計(jì)算。
表2:按照等效啟動(dòng)次數(shù)計(jì)算檢修間隔
201*/1201*/7201*/1201*/7201*/1201*/7201*/1投產(chǎn)發(fā)電第一次燃燒第一次熱通第二次燃燒第二次熱通第三次燃燒室檢查道檢查室檢查道檢查室檢查大修按照表2分析,一個(gè)大修周期內(nèi)有3次燃燒室檢查(小修)、2次熱通道檢查(中修)、1次大修。表3:根據(jù)表1、2的檢修間隔估計(jì)所需修理和更換的主要輪換部件PG9351(FA)部件201*/7201*/1201*/7201*/1201*/7201*/1火焰筒修理修理修理蓋帽修理修理修理過(guò)渡段修理修理修理燃料噴嘴修理修理更換1級(jí)靜葉修理更換修理2級(jí)靜葉修理更換修理3級(jí)靜葉修理修理更換1級(jí)護(hù)環(huán)修理更換修理2級(jí)護(hù)環(huán)修理更換修理3級(jí)護(hù)環(huán)修理修理更換1級(jí)動(dòng)葉修理更換修理2級(jí)動(dòng)葉修理修理更換3級(jí)動(dòng)葉修理修理更換表3中的部件均指一套,比如一套燃燒噴嘴包括18個(gè)噴嘴組件,每套動(dòng)葉包括92個(gè)葉片。進(jìn)口部件的采購(gòu)周期一般為6個(gè)月左右,因此需要提前半年以上的時(shí)間采購(gòu),據(jù)目前了解的情況,除一級(jí)動(dòng)葉、一級(jí)靜葉、護(hù)環(huán)需要進(jìn)口外,其它部件已實(shí)現(xiàn)國(guó)內(nèi)生產(chǎn)。
通過(guò)對(duì)表1中熱通道主要部件修理和更換周期進(jìn)行分析,可以看出GE公司對(duì)燃機(jī)檢修間隔的規(guī)定非常嚴(yán)格,這也是GE公司根據(jù)多年燃機(jī)運(yùn)行情況得出的規(guī)范性指導(dǎo)建議,因此這也是各個(gè)燃機(jī)電廠進(jìn)行
檢修的依據(jù)性文件。
表2的檢修間隔就是根據(jù)表1和目前的運(yùn)行模式分析得出的時(shí)間表,這是根據(jù)年等效啟動(dòng)次數(shù)為300次進(jìn)行計(jì)算的,可能各燃機(jī)電廠實(shí)際運(yùn)行情況不盡相同,有的機(jī)組啟動(dòng)次數(shù)多一些,有的機(jī)組連續(xù)運(yùn)行時(shí)間多一些,而且如果機(jī)組非正常停機(jī)次數(shù)比較多,那折算出來(lái)的等效啟動(dòng)次數(shù)會(huì)更多,因此表2僅僅是一個(gè)分析樣例,不同的運(yùn)行模式要進(jìn)行不同的計(jì)算。
表3實(shí)際上是按照表1、2進(jìn)行計(jì)算得出的需要進(jìn)行修理或更換的主要輪換部件,比如燃燒室部件在每次燃燒室檢查(小修)時(shí)都需要拆下來(lái)進(jìn)行檢查,一般情況下燃料噴嘴組件需要送制造廠進(jìn)行修理,而其它部件可以在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行檢查,如果有問(wèn)題,也需要送制造廠進(jìn)行修理。而動(dòng)葉、靜葉、護(hù)環(huán)一般在每次熱通道檢查(中修)時(shí),需要進(jìn)行檢查,如有問(wèn)題要送制造廠進(jìn)行修理。根據(jù)表3可以計(jì)算出相應(yīng)需要配備的熱通道主要輪換部件,一般情況下,在第一次燃燒室檢查(小修)
前要配備好一套完整的燃燒室部件,包括火焰筒、帽蓋、過(guò)渡段、燃料噴嘴、端蓋等,盡管按照GER3620K的說(shuō)明大部分燃燒室部件可以使用5個(gè)小修周期,但實(shí)際上由于燃燒工況不好等原因引起燃燒室部件損壞的情況很多,建議要多備一些。在第一次熱通道檢查(中修)前,一般要配備一套完整的動(dòng)葉、靜葉、護(hù)環(huán)等熱通道主要部件,以備中修使用,考慮到這些主要部件的使用壽命為2個(gè)或3個(gè)中修周期,因此,最好根據(jù)運(yùn)行情況考慮再備一些壽命相對(duì)較短的部件。另外一些日常維護(hù)所需要的備件和消耗性材料也要準(zhǔn)備,特別是影響機(jī)組安全運(yùn)行的一些設(shè)備和材
料,如軸承、油泵、重要閥門、MARK控制系統(tǒng)、勵(lì)磁控制系統(tǒng)、LCI、清洗劑等。
(未完待續(xù),其余部分刊登在17期第2頁(yè))
刊頭題字:賀恭
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9FA燃機(jī)介紹
9FA燃機(jī)的研發(fā)歷程
美國(guó)GE公司于二十世紀(jì)八十年代中期投入了大量資金,進(jìn)行F型燃?xì)廨啓C(jī)的開(kāi)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)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組,輸出功率135.7MW,發(fā)電效率32.8%。接著,GE公司與GECAlsthom公司聯(lián)合開(kāi)發(fā),通過(guò)MS7001F型燃?xì)廨啓C(jī)的;糯,;禂(shù)1.2,制成了50Hz的MS9001F型燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組,輸出功率212.2MW,發(fā)電效率34.1%。其燃?xì)廨啓C(jī)的所有部件,除軸承和燃燒室以外,都是按1.2的比例進(jìn)行;糯。第一臺(tái)MS9001F型燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組于1991年8月在美國(guó)南卡羅萊納州的格林維爾(Greenville)廠制造成功并滿意地運(yùn)行。
接著,GE公司又將其MS7001FA型燃?xì)廨啓C(jī);s小,;2/3,于1995年末研制成70MW等級(jí)的MS6001FA型燃?xì)廨啓C(jī),通過(guò)齒輪箱減速,用于50Hz/60Hz發(fā)電。GE公司還與其意大利的伙伴新庇隆公司聯(lián)合開(kāi)發(fā)了50Hz的9EC型燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組,該機(jī)組結(jié)合了9E燃?xì)廨啓C(jī)的設(shè)計(jì)和9F型燃?xì)廨啓C(jī)的透平段技術(shù),使9E型燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組的性能有了較大幅度的提高。燒天然氣時(shí),9EC型機(jī)組的額定功率達(dá)169MW,發(fā)電效率35%,首臺(tái)9EC型發(fā)電機(jī)組于1996年秋天制成。9F型燃?xì)廨啓C(jī)的結(jié)構(gòu)和性能1.9FA型燃?xì)廨啓C(jī)的結(jié)構(gòu)
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以上是9FA型燃?xì)廨啓C(jī)的縱剖面圖。該機(jī)組為典型的單軸結(jié)構(gòu),與傳統(tǒng)的9E型燃?xì)廨啓C(jī)相比較,省去了一個(gè)中間軸承,三支承變成了雙支承。動(dòng)力輸出由透平排氣端(熱端)改變?yōu)閴簹鈾C(jī)進(jìn)氣端(冷端)。透平改變?yōu)檩S向排氣,有利于與余熱鍋爐的連接。其控制系統(tǒng)應(yīng)用GE公司的SpeedtronicMKV,有三冗余度,由3臺(tái)計(jì)算機(jī)分擔(dān)燃?xì)廨啓C(jī)的控制職能,三冗余的計(jì)算機(jī)或傳感器之一發(fā)生故障時(shí),內(nèi)部的表決邏輯將透平控制重新定向于兩臺(tái)能工作的計(jì)算機(jī)和傳感器,因而有較高的可靠性。其輔機(jī)安裝在分開(kāi)的底盤上,也有一定的冗余度。
9FA型燃?xì)廨啓C(jī)主要部件的結(jié)構(gòu)、性能和材料的情況如下:
壓氣機(jī):18級(jí)軸流式,壓比15.4∶1,空氣質(zhì)量流量645kg/s。頭兩級(jí)為跨音速級(jí),帶可調(diào)進(jìn)口導(dǎo)葉,用于調(diào)節(jié)透平的排氣溫度,提高運(yùn)行效率。第9級(jí)和第13級(jí)開(kāi)有排氣口,以配合起動(dòng)過(guò)程。其轉(zhuǎn)子是由單個(gè)葉輪用多根IN738合金鋼軸向拉桿連接成的剛性轉(zhuǎn)子,末級(jí)葉輪上附有一向心式透平槽道,將壓縮空氣引入中心孔,用于透平段的冷卻。轉(zhuǎn)子的一階臨界轉(zhuǎn)速高于同步轉(zhuǎn)速20%。
燃燒室:有18個(gè)逆流管環(huán)形燃燒室,直徑350mm,每個(gè)燃燒室有6個(gè)燃料噴嘴,共108個(gè)燃料噴嘴?蔁烊粴狻⒄麴s油和中熱值氣體燃料。兩只高能點(diǎn)火器分裝在兩個(gè)燃燒室上點(diǎn)火,各燃燒室之間用聯(lián)餡管聯(lián)餡?梢宰⒄羝蜃⑺諲Ox的形成,或應(yīng)用干式低NOx(DLN)燃燒室。
9FA采用的DLN-2.6燃燒室主要由火焰筒、過(guò)濾段、導(dǎo)流襯套、帽罩、噴嘴、端蓋、前外殼和后外殼等部件構(gòu)成。其中,端蓋、噴嘴、前外殼和帽罩又形成了一個(gè)可以單獨(dú)拆卸的頭部組件。壓縮空氣由壓氣機(jī)的排氣缸流出,首先對(duì)過(guò)濾段形成沖擊冷卻,再逆流向前,流過(guò)火焰筒與導(dǎo)流襯套之間的環(huán)形空間,流向燃燒室頭部。其中,有少量空氣用于冷卻帽罩,其余空氣經(jīng)噴嘴上的旋流器進(jìn)入頭部的預(yù)混區(qū),與由燃料噴管噴出的燃料氣進(jìn)行預(yù)混合,燃料/空氣混合物由預(yù)混區(qū)經(jīng)帽罩流入火焰筒,被置于2個(gè)上部燃燒室上的高能點(diǎn)火器點(diǎn)燃,火焰附著在噴嘴尖端與帽罩形成的平面上,并被火焰筒包容,燃燒產(chǎn)物經(jīng)過(guò)渡段進(jìn)入透平第一級(jí)噴嘴環(huán)。各燃燒室之間用聯(lián)焰管連接,未安裝點(diǎn)火器的燃燒室靠聯(lián)焰管聯(lián)焰而著火。每個(gè)燃燒室外的頭部均布置了6個(gè)預(yù)混噴嘴,其中5個(gè)噴嘴均布于四周,稱為外圍噴嘴。但在其中央增加了一個(gè)噴嘴。這樣,當(dāng)周圍的5個(gè)燃燒器的燃料/空氣比維持高于其貧著火極限時(shí),可以使中央燃燒器的燃料/空氣比低于周圍的貧著火極限,同樣可以保持火焰的穩(wěn)定。由于增加了中央燃燒器,使總?cè)剂?空氣比可以比均勻地供燃料的燃燒器減到更低的數(shù)值,從而使總預(yù)混空氣量增加了6%,因而,降低了燃燒區(qū)的火焰溫度,減少了熱NOx的產(chǎn)生量。
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透平:為3級(jí)軸流式,應(yīng)用壓氣機(jī)的排氣冷卻。第1、2級(jí)動(dòng)葉應(yīng)用空氣內(nèi)冷,并采用真空等離子噴涂保護(hù)涂層。第3級(jí)動(dòng)葉不冷卻,但應(yīng)用堆積涂層保護(hù)。第1級(jí)動(dòng)葉無(wú)圍帶,第2、3級(jí)動(dòng)葉應(yīng)用整體的乙形圍帶。3級(jí)靜葉都應(yīng)用空氣內(nèi)冷,第1、2級(jí)靜葉設(shè)計(jì)成2葉片塊結(jié)構(gòu),應(yīng)用真空等離子噴涂合金保護(hù)涂層。第3級(jí)靜葉設(shè)計(jì)成三葉片塊結(jié)構(gòu),應(yīng)用堆積涂層保護(hù)。三級(jí)動(dòng)葉圖片
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軸承:由拉桿組裝的整體轉(zhuǎn)子支承在兩個(gè)可傾瓦支持軸承上,軸向推力由雙銷軸推力瓦軸承自行平衡。排氣:排氣缸應(yīng)用加長(zhǎng)的軸向擴(kuò)壓器,減小了排氣速度。降低了排氣損失。材料和涂層:壓氣機(jī)的1~9級(jí)動(dòng)葉和靜葉以及進(jìn)口導(dǎo)葉的材料為C-450(Custom450),這是一種抗腐蝕的不銹鋼,可以不加保護(hù)涂層安裝在受化學(xué)侵蝕的環(huán)境中。其它級(jí)的葉片應(yīng)用加鈮的AISI403不銹鋼,同樣不加保護(hù)涂層。氣缸用球墨鑄鐵鑄造。葉輪用CrMoV鋼和NiCrMoV鋼制造。
燃燒室外的火焰筒由HastelloyX制造,后段應(yīng)用HS-188材料,內(nèi)表面加隔熱涂層。過(guò)渡段材料為Nimonic263,帶冷卻。后座為鑄造的FSX-414。外殼為SA/516-55鋼。
透平的三級(jí)動(dòng)葉都應(yīng)用GTD-111材料,它是由Rene80改進(jìn)了抗熱腐蝕性能而形成的,與常用的U-500材料比較,其強(qiáng)度提高了50%,低周疲勞性能改進(jìn)了20%。動(dòng)葉為精密鑄造,第一級(jí)動(dòng)葉為定向結(jié)晶,頭兩級(jí)動(dòng)葉應(yīng)用了CoCrAly涂層,外面再?gòu)?fù)以氧化物表層。第3級(jí)動(dòng)葉采用堆積工藝的高鉻涂層,并進(jìn)行了擴(kuò)散熱處理。氣缸由CrMo鋼制造。軸和葉輪都是Inconel706合金。第1級(jí)噴嘴是熔模燒鑄的FSX-414鈷基超級(jí)合金。第2、3級(jí)靜葉為熔模燒鑄的GTD-222鎳基合金。第1級(jí)噴嘴加真空等離子噴涂涂層,第2級(jí)靜葉加堆積工藝涂層。氣缸由SA/516-55鋼制造,再加347不銹鋼內(nèi)襯。
燃?xì)廨啓C(jī)、輔機(jī)組件和內(nèi)部連接組件都有完全配套的罩殼,其中裝有照明系統(tǒng)、插座、CO2滅火保護(hù)系統(tǒng)、出入門、通風(fēng)系統(tǒng)和隔音層,隔音層和消音設(shè)施根據(jù)需要使用,可以滿足1m處噪聲等級(jí)85dBA的要求。9F燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組還備有一電氣設(shè)備控制室,該外箱中裝有MarkVSpeedtronic透平控制盤、發(fā)電機(jī)控制盤、馬達(dá)控制中心、帶雙充電器的機(jī)組蓄電池和勵(lì)磁系統(tǒng)。所有電氣設(shè)備都是在工廠內(nèi)組裝,并加PEECCTM(快裝電氣設(shè)備控制室)標(biāo)簽。
9F燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組應(yīng)用GE公司的324S型發(fā)電機(jī),用剛性聯(lián)軸器連接到燃?xì)廨啓C(jī)的壓氣機(jī)進(jìn)氣端。這是一種氫冷發(fā)電機(jī)。有一套低速盤車設(shè)備連接到發(fā)電機(jī)的集流環(huán)端。
進(jìn)口空氣過(guò)濾器一般布置在發(fā)電機(jī)上面,其濾芯水平安裝。該過(guò)濾器為“自潔型”,脈沖反吹下來(lái)的灰塵依靠重力排出。整個(gè)進(jìn)氣系統(tǒng)的額定壓降為89mmH2O。此外,還有一套壓氣機(jī)水洗設(shè)備,能夠離線或在線清洗壓氣機(jī),以清除積垢,減少堵塞,保持壓氣機(jī)的效率接近新機(jī)狀態(tài)。9F型燃?xì)廨啓C(jī)連同底盤的凈重約299噸,連同罩殼的體積約870m3。9FA燃機(jī)的性能單循環(huán)的性能
點(diǎn)擊查看清晰大圖聯(lián)合循環(huán)的性能
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S109FA和S209FA聯(lián)合循環(huán)機(jī)組的性能
型號(hào)凈功率凈效率MWS109FAS209FA
9FA燃機(jī)的啟動(dòng)和運(yùn)行(S209FA)
聯(lián)合循環(huán)電廠的起動(dòng)是從燃?xì)廨啓C(jī)開(kāi)始,燃?xì)廨啓C(jī)是將發(fā)電機(jī)用作電動(dòng)機(jī)起動(dòng)的,電網(wǎng)的供電經(jīng)變頻器轉(zhuǎn)變成變頻電源,用來(lái)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)。在起動(dòng)程序開(kāi)始之前,循環(huán)水系統(tǒng)、冷卻塔、閉路冷卻水系統(tǒng)和壓縮空氣系統(tǒng)等輔機(jī)系統(tǒng)先投入運(yùn)行。
當(dāng)燃?xì)廨啓C(jī)達(dá)到10%額定轉(zhuǎn)速時(shí),供入燃料氣并開(kāi)始點(diǎn)火,使燃?xì)廨啓C(jī)加速直到自持轉(zhuǎn)速。這時(shí),關(guān)斷供向發(fā)電機(jī)的變頻電源,燃?xì)廨啓C(jī)繼續(xù)加速。
燃?xì)廨啓C(jī)起動(dòng)后不久,透平的排氣便開(kāi)始加熱余熱鍋爐。余熱鍋爐沒(méi)有燃?xì)廨啓C(jī)的排氣旁通煙囪,也不供應(yīng)輔助蒸汽,所以,整個(gè)系統(tǒng)必須同時(shí)起動(dòng)。最初,余熱鍋爐產(chǎn)生的蒸汽通過(guò)排汽管和疏水管泄放。當(dāng)主蒸汽壓力達(dá)到某一數(shù)值時(shí),汽輪機(jī)的密封可以起作用,凝汽器的抽氣機(jī)起動(dòng),在凝汽器中建立真空。一旦凝汽器中建立了真空,從余熱鍋爐向凝汽器的排汽閥便可打開(kāi),汽輪機(jī)可以開(kāi)始暖機(jī)。根據(jù)余熱鍋爐和汽輪機(jī)允許的暖機(jī)速率,燃?xì)廨啓C(jī)可以同步和帶到選擇的負(fù)荷。汽輪機(jī)的工況跟隨余熱鍋爐的輸出而變,節(jié)流以維持一不變的蒸汽壓力,帶到80%負(fù)荷以后,再滑壓力升至100%負(fù)荷。
每一臺(tái)發(fā)電機(jī)配一臺(tái)升壓變壓器,所發(fā)電力通過(guò)升壓變壓器,連接到附近的一變電所,并入電網(wǎng)。正常運(yùn)行時(shí),電力負(fù)荷通過(guò)調(diào)節(jié)燃?xì)廨啓C(jī)的燃燒速率來(lái)調(diào)整,汽輪機(jī)跟隨燃?xì)廨啓C(jī)變負(fù)荷。當(dāng)汽輪機(jī)跳閘時(shí),余熱鍋爐產(chǎn)生的蒸汽通過(guò)一系列減溫減壓站排向凝汽器,允許燃?xì)廨啓C(jī)繼續(xù)運(yùn)行。如果事故的情況允許汽輪機(jī)再起動(dòng),一臺(tái)燃?xì)廨啓C(jī)將回調(diào)負(fù)荷,并完成汽輪機(jī)的再起動(dòng)。如果汽輪機(jī)不能再起動(dòng),燃?xì)廨啓C(jī)可以繼續(xù)按需要發(fā)電,余熱鍋爐所產(chǎn)生蒸汽的能量通過(guò)凝汽器排向循環(huán)水系統(tǒng)。
熱耗率燃機(jī)功率MW汽機(jī)功率MWkJ/kWh63506305254.1508.2141.8289.2燃?xì)廨啓C(jī)%56.757.1390.8786.91×MS9001FA2×MS9001FA
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