燃機結構講義課件

PG9171E燃氣輪機結構PG9171E燃氣輪機結構1PG9171E燃氣輪機壓氣機壓氣機的技術參數(shù)型式:軸流式級數(shù):17級壓比:12.37級間壓比：1.16空氣流量:1,453

103

kg/h葉頂最高速度：340m/sPG9171E燃氣輪機壓氣機壓氣機的技術參數(shù)2PG9171E燃氣輪機壓氣機概述軸流式壓氣機由壓氣機轉子和靜子氣缸組成,在氣缸上安裝17級靜葉、進氣導葉(IGV)和排氣導葉(EGV1/2)；壓氣機內的空氣,由動葉(轉子)和靜葉(靜子)一級一級地壓縮,葉片高度由高向低逐級遞減；壓氣機抽氣用于透平噴嘴和動葉的冷卻、軸瓦的密封、燃機起動時避免壓氣機喘動；可調導葉(IGV)限制起機過程中的空氣流量，提高聯(lián)合循環(huán)時部分負荷的效率；PG9171E燃氣輪機壓氣機概述3燃機結構講義課件4PG9171E燃氣輪機壓氣機壓氣機轉子前短軸-安裝著壓氣機第一級動葉,#1軸瓦軸頸；15級動葉和輪盤組件(包括2-16級轉子)；后短軸-壓氣機的第17級動葉，#2軸瓦軸頸；壓氣機每級均是帶有葉片的輪盤,各級輪盤通過沿圓周均布的16根拉桿螺栓連接,各級輪盤通過位于輪盤中心附近榫槽直口徑向定位且輪緣互不接觸.扭距的傳遞是通過螺栓連接法蘭的表面摩擦力完成的；各級輪盤和前、后短軸輪盤的外圓周,都具有拉削的榫槽,動葉插入這些榫槽內且在榫槽的末端樣沖固定；PG9171E燃氣輪機壓氣機壓氣機轉子5壓氣機動葉動葉又稱工作葉片，是壓縮空氣的關鍵部件。為了達到良好的氣動性能，避免同一葉片不同半徑方向上的沖角有過大的差異，壓氣機的前幾級動葉均采用彎扭葉片的形式，且葉型沿葉高的變化滿足強度和振動的要求。壓氣機動葉的第1～3級采用GTD-450的材料，第4～8級采用403CB加上GECC-1陶瓷涂層，第9～17級采用403CB材料。轉子葉片是翼面型的，設計成以高葉頂速度來高效地壓縮空氣。葉根采用軸向裝配燕尾型葉根，燕尾型葉根通過精加工保證每一葉片位于輪盤上的正確位置，并使用輪緣沖鉚的鎖緊結構。燃機結構講義課件6燃機結構講義課件7燃機結構講義課件8PG9171E燃氣輪機壓氣機壓氣機缸體壓氣機進氣缸壓氣機前缸壓氣機后缸壓氣機排氣缸(包括排氣內缸)PG9171E燃氣輪機壓氣機壓氣機缸體9燃機結構講義課件10PG9171E燃氣輪機壓氣機壓氣機進氣缸位于燃機的前端，將來自進氣室的空氣均勻導入壓氣機；進氣缸分別支撐#1推力軸瓦及軸瓦組件；IGV（進口可轉導葉）位于進氣缸的后端；PG9171E燃氣輪機壓氣機壓氣機進氣缸11燃機結構講義課件12燃機結構講義課件13燃機結構講義課件14PG9171E燃氣輪機壓氣機壓氣機前缸包含壓氣機第一級到第四級；前撓性支板的一端通過螺栓和定位銷與壓氣機前缸的前垂直法蘭連接,支板的另一端通過螺栓和定位銷與燃機基礎相連；壓氣機前缸裝有用于燃機與其基礎分離的兩個整體大起重吊耳；PG9171E燃氣輪機壓氣機壓氣機前缸15PG9171E燃氣輪機壓氣機壓氣機后缸包含壓氣機第五級到第十級；氣缸上配置第五級和第十一級壓氣機抽氣口；第五級抽氣用于冷卻和密封功能，第十一級抽氣用于起機和停機過程中的防喘；PG9171E燃氣輪機壓氣機壓氣機后缸16燃機結構講義課件17PG9171E燃氣輪機壓氣機壓氣機排氣缸包含壓氣機第11～17級、EGV1、EGV2（出口可轉導葉）；支撐靜葉,為擴壓器提供內壁和外壁,連接壓氣機和透平缸體,此外還為#2軸瓦組件提供了內支撐,通過持環(huán)為一級噴嘴提供密封；壓氣機排氣缸由兩個缸組成,外缸是壓氣機氣缸的延續(xù)，內缸是環(huán)繞壓氣機轉子的內缸,兩個缸通過徑向支板連接；#2軸瓦的支撐機構位于壓氣機排氣缸內,擴壓器是由壓氣機排氣缸外缸和內缸之間的圓錐形環(huán)形空間組成；PG9171E燃氣輪機壓氣機壓氣機排氣缸18燃機結構講義課件19燃機結構講義課件20燃機結構講義課件21燃機結構講義課件22燃機結構講義課件23PG9171E燃氣輪機壓氣機壓氣機靜葉壓氣機靜子葉片也是翼型葉片；第一級到第八級葉片通過軸向的燕尾形葉根安裝在葉片環(huán)的扇形塊內,葉片環(huán)的扇形塊安裝在氣缸的圓環(huán)形溝槽內且通過鎖銷定位；第九級葉片到排氣導向葉片則安裝于單獨的矩形塊內,矩形塊直接安裝在氣缸的圓環(huán)形溝槽內；PG9171E燃氣輪機壓氣機壓氣機靜葉24PG9171E燃氣輪機壓氣機壓氣機靜葉材料第1/2級:GTD-450第3/8級:403CB+GECC-1陶瓷涂層第9/17級:403CBEGV:403CBPG9171E燃氣輪機壓氣機壓氣機靜葉材料25PG9171E燃氣輪機壓氣機壓氣機五級抽氣功能冷卻高溫運行的透平部件密封透平的軸瓦為氣動閥提供操作氣源PG9171E燃氣輪機壓氣機壓氣機五級抽氣26PG9171E燃氣輪機壓氣機壓氣機排氣液體燃料噴嘴的霧化空氣液體燃料噴嘴的清吹空氣氣體燃料噴嘴的冷卻空氣氣體燃料噴嘴的清吹空氣一級噴嘴葉片和固定環(huán)的冷卻二級噴嘴葉片和隔板的冷卻一級動葉前、一級動葉后和二級動葉前轉子輪間的冷卻PG9171E燃氣輪機壓氣機壓氣機排氣27知識要點壓氣機缸體的組成壓氣機轉子的組成壓氣機抽氣的作用知識要點壓氣機缸體的組成28PG9171E燃氣輪機燃燒系統(tǒng)概述壓氣機出口的高壓空氣流入過渡段的周圍,然后進入包圍14個火焰筒的環(huán)形空間,空氣通過小孔、火焰筒上的冷卻空氣槽和其他控制燃燒過程的小孔進入燃燒室供給每個燃燒室的燃料通過燃油噴嘴噴霧,且燃料與燃燒室內一定量的燃燒空氣混合在燃燒室燃料燃燒產(chǎn)生的燃氣用于驅動透平PG9171E燃氣輪機燃燒系統(tǒng)概述29PG9171E燃氣輪機燃燒系統(tǒng)基本組成火焰筒過渡段導流襯套聯(lián)焰管燃料噴嘴火花塞火焰探測器PG9171E燃氣輪機燃燒系統(tǒng)基本組成30PG9171E燃氣輪機燃燒系統(tǒng)結構型式分管回流14個火焰筒4個紫外線火焰探測器2個可回縮式火花塞PG9171E燃氣輪機燃燒系統(tǒng)結構型式31PG9171E燃氣輪機燃燒系統(tǒng)火焰筒壓氣機排氣在導流襯套導流下,沿火焰筒外部從前端流入,部分空氣通過火焰筒罩殼孔和旋流板從前部流入且進入火焰筒的反應區(qū)反應區(qū)的高溫燃氣通過熱摻混區(qū),然后進入摻混區(qū)與其他的空氣混合.摻混區(qū)的計量孔允許適量空氣進入,將燃氣冷卻到所希望的溫度.沿火焰筒長度方向分布的環(huán)形槽,其作用是為冷卻火焰筒壁提供空氣膜,而火焰筒的罩殼是由其上的魚鱗片冷卻的.PG9171E燃氣輪機燃燒系統(tǒng)火焰筒32燃機結構講義課件33PG9171E燃氣輪機燃燒系統(tǒng)過渡段過渡段將火焰筒的高溫燃氣直接導入透平噴嘴PG9171E燃氣輪機燃燒系統(tǒng)過渡段34PG9171E燃氣輪機燃燒系統(tǒng)燃料噴嘴每一火焰筒內都配置有燃油噴嘴,燃油噴嘴將等量的燃料噴入火焰筒液體燃料通過高壓空氣霧化后進入燃燒區(qū)氣體燃料通過位于旋流器內邊的計量孔直接進入每一火焰筒天然氣和液體燃料在雙燃料設計的燃機中可以同時燃燒,每種燃料的百分比由運行人員和控制系統(tǒng)決定PG9171E燃氣輪機燃燒系統(tǒng)燃料噴嘴35燃機結構講義課件36PG9171E燃氣輪機燃燒系統(tǒng)火花塞工作原理燃機點火是通過兩個15000V可伸縮電極的火花塞放電來實現(xiàn)的點火時,一個或兩個火花塞的火花使燃燒室點燃,余下的火焰筒通過聯(lián)焰管點燃隨著燃機轉子轉速和空氣流量增加,火焰筒內的壓力也隨之提高,導致火花塞回縮離開反應區(qū)PG9171E燃氣輪機燃燒系統(tǒng)火花塞37PG9171E燃氣輪機燃燒系統(tǒng)火焰探測器4個火焰探測器安裝在4個不同的火焰筒內火焰探測器由一小充氣管組成,充氣管內有兩個相離很近的電極.內置電源的電氣模塊為兩電極提供高壓直流電源當紫外線存在時,將引起充氣管放電,這樣就會產(chǎn)生一個脈沖電流和引起電源的放電紫外線存在時,電源就會連續(xù)不斷地重復充電和放電過程,且將火焰的狀態(tài)轉換到燃機控制系統(tǒng)"點火失敗"(Failuretofire)或"火焰丟失"(Lossofflame)是由信號裝置顯示的PG9171E燃氣輪機燃燒系統(tǒng)火焰探測器38PG9171E燃氣輪機燃燒系統(tǒng)火焰探測器（續(xù)）數(shù)量：4個分布：#4、#5、#10和#11型式：紫外線火焰探測器PG9171E燃氣輪機燃燒系統(tǒng)火焰探測器（續(xù)）39PG9171E燃氣輪機透平概述三級透平將壓氣機和燃燒系統(tǒng)產(chǎn)生的高溫高壓燃氣的熱能轉換成機械能PG9171E燃機透平部分的主要部件包括:透平轉子、透平缸、排氣框架、排氣渦殼、動葉、噴嘴及隔板和復環(huán)PG9171E燃氣輪機透平概述40PG9171E燃氣輪機透平概述型式：重型級數(shù)：三級運行轉速：3000rpm跳閘轉速：3300rpm透平前溫：1124。C一階臨界轉速:1292rpm(43%SPD)二階臨界轉速:2492rpm(83%SPD)PG9171E燃氣輪機透平概述41燃機結構講義課件42PG9171E燃氣輪機透平透平缸體透平缸體控制復環(huán)和噴嘴的軸向和徑向位置,也就控制了透平間隙和噴嘴相對于透平動葉的位置提供動葉和噴嘴檢查探孔透平缸體由兩個外置抽風機冷卻,抽風機的冷卻空氣同時引入到排氣框架PG9171E燃氣輪機透平透平缸體43燃機結構講義課件44燃機結構講義課件45燃機結構講義課件46PG9171E燃氣輪機透平透平排氣框架排氣框架與透平缸后法蘭由螺栓連接排氣框架由外缸和內缸組成,#3軸瓦由排氣框架內缸支撐排氣框架由箱體外的風機提供冷卻的一部分空氣冷卻PG9171E燃氣輪機透平透平排氣框架47燃機結構講義課件48燃機結構講義課件49PG9171E燃氣輪機透平動葉透平動葉從第一級到第三級的長度依次增加第一、二級動葉葉身由轉子內部的空氣流冷卻第三級動葉無空氣冷卻,第二級和第三級動葉具有葉頂圍帶,動葉之間的圍帶相互連鎖有利于振動衰減,密封齒相互咬合減少葉頂流量損失PG9171E燃氣輪機透平動葉50燃機結構講義課件51燃機結構講義課件52PG9171E燃氣輪機透平一級動葉冷卻空氣孔數(shù)量：11個葉片數(shù)量：92片軸向固定方式：鎖銷PG9171E燃氣輪機透平一級動葉53燃機結構講義課件54燃機結構講義課件55燃機結構講義課件56燃機結構講義課件57PG9171E燃氣輪機透平二級動葉冷卻空氣孔數(shù)量：4個(6個）葉片數(shù)量：92片葉冠：切割齒軸向固定方式：半圓鎖銷蠕變檢查PG9171E燃氣輪機透平二級動葉58燃機結構講義課件59燃機結構講義課件60PG9171E燃氣輪機透平三級動葉冷卻空氣孔數(shù)量：無葉片數(shù)量：92片葉冠：切割齒軸向固定方式：半圓鎖銷蠕變檢查PG9171E燃氣輪機透平三級動葉61燃機結構講義課件62燃機結構講義課件63燃機結構講義課件64燃機結構講義課件65PG9171E燃氣輪機透平動葉材料一級動葉:GTD-111+GE專利涂層二級動葉:GTD-111+GE專利涂層三級動葉:INCONEL738+GE專利涂層PG9171E燃氣輪機透平動葉材料66PG9171E燃氣輪機透平噴嘴透平部分有三級靜態(tài)噴嘴一級噴嘴由18個扇形塊組成,每組包含兩個葉片,由固定環(huán)和持環(huán)固定二級噴嘴由16個扇形塊組成,每組包含三個葉片,扇形塊通過噴嘴處外缸的徑向孔插入徑向定位銷定位三級噴嘴由16個扇形塊組成,每組包含四個葉片二級噴嘴和三級噴嘴以相同方式固定在透平缸體上

PG9171E燃氣輪機透平噴嘴67燃機結構講義課件68PG9171E燃氣輪機透平一級噴嘴結構:上、下半環(huán),共18個扇形塊內環(huán)由持環(huán)固定;外環(huán)由固定環(huán)固定圓周方向由上、下偏心銷固定弦式密封在內壁后端面的直線密封,該密封緊靠在一級噴嘴持環(huán)內,允許噴嘴輕微晃動而又保持固定的密封面,減少了扇形塊與持環(huán)間的空氣泄露梳齒型密封扇形塊內外環(huán)間的密封PG9171E燃氣輪機透平一級噴嘴69燃機結構講義課件70燃機結構講義課件71燃機結構講義課件72燃機結構講義課件73PG9171E燃氣輪機透平二級噴嘴16個扇形塊每個扇形塊由三組葉片組成隔板內環(huán)裝配迷宮式密封和刷子氣封梳齒型密封PG9171E燃氣輪機透平二級噴嘴74燃機結構講義課件75燃機結構講義課件76PG9171E燃氣輪機透平三級噴嘴16個扇形塊每個扇形塊由四組葉片組成隔板內環(huán)裝配迷宮式密封梳齒型密封PG9171E燃氣輪機透平三級噴嘴77燃機結構講義課件78燃機結構講義課件79PG9171E燃氣輪機透平噴嘴材料一級噴嘴:FSX-414二級噴嘴:GTD-222三級噴嘴:GTD-222PG9171E燃氣輪機透平噴嘴材料80PG9171E燃氣輪機透平復環(huán)透平動葉葉尖在復環(huán)內環(huán)上旋轉復環(huán)的作用是降低動葉葉尖泄露,在高溫燃氣和溫度比較低的缸體之間提供高溫隔熱復環(huán)扇形塊通過透平缸體的徑向定位銷定位,