西门子燃气轮机手册
2
重型燃气轮机控制发展趋势及未来关键技术
重型燃气轮机控制发展趋势及未来关键技术 发表时间：2017-11-01T11:36:42.450Z 来源：《电力设备》2017年第18期作者：王锋 [导读] 摘要：重型燃气轮机是21世纪乃至更长时期内能源高效转换与洁净利用系统的核心动力装备。它对于能源系统的高效、清洁和安全都具有重要意义。 （中国电建集团核电工程公司调试运营公司山东济南 250102） 摘要：重型燃气轮机是21世纪乃至更长时期内能源高效转换与洁净利用系统的核心动力装备。它对于能源系统的高效、清洁和安全都具有重要意义。 关键词：重型燃气轮机；发展现状；关键技术；发展趋势 1.前言 燃气轮机广泛应用于发电、机械驱动、船舶动力等领域。作为热功转换的动力装置，具有比功率大、起动及负荷变化快、可燃用多种燃料等优点，是实现能源高效洁净转换的核心装备。 2.我国重型燃气轮机发展现状 我国重型燃气轮机发展的早期(1950～1970s)是以前苏联技术为基础而开展自主研发的阶段。当时自主设计、试验和制造了一系列200～25000kW燃气轮机。这其中包括了200kW车载燃气轮机、1500kW重型燃气轮机和4000HP机车燃气轮机。当时清华大学、哈尔滨汽轮机厂(哈汽)、上海汽轮机厂(上汽)、南京汽轮机厂(南汽)、中国北车集团长春机车厂(长春机车)、青岛汽轮机厂(青汽)、杭州汽轮机厂(杭汽)等单位都投入到了我国燃气轮机早期研制阶段。到了1980s～2000年，我国的燃气轮机产业走上了仿制与合作生产的道路，不再自行研究、设计和试验燃气轮机产品。当时以南汽为主测绘、仿制了GE公司MS5001(23MW)燃气轮机，与GE合作生产了PG6581(6B/36MW)燃气轮机。 自2002年打捆招标以来，我国重型燃气轮机产业进入到新的发展时期，引进了当代先进的F/E级技术，希望以此推动消化吸收、再创新。在2001～2007年的6年间，我国以3次“打捆招标、市场换技术”方式，引进了GE、MHI、Siemens公司的F/E级重型燃气轮机50余套共2000万千瓦，由哈汽－GE、东汽－MHI、上汽－Siemens、南汽－GE等4个联合体实行国产化制造，目前国产化率接近70%。同时，以西气东输和进口液化天然气(LNG)为标志，保证了燃气轮机的燃料供应。 3.重型燃气轮机的关键技术 3.1自适应控制技术 由于实际工作环境和使用寿命的变化，重型燃气轮机的部件不可避免地会出现叶片结垢、间隙增大、侵蚀和腐蚀等问题，这将导致部件较设计点出现性能退化，而控制系统通常都是基于理想的额度工况性能进行设计的。这种不匹配性会随着燃气轮机运行时间的累积而加速燃气轮机寿命的消耗。一种可行而有效的解决办法就是自适应控制技术，即通过在线自适应模型和观测器技术使得燃气轮机在部件出现性能衰竭或低强度的异常时，能够自动调节相应的控制参数，保证控制系统与性能衰减后模型的匹配性，从而消除使用期退化造成的性能差异对燃气轮机运行的消极影响。与航空燃气轮机自适应控制机理相似，自适应控制系统通常会采用燃气轮机中的传感器测量数据，利用观测器技术对不可测的性能退化参数进行实时估计，具体的估计方法可以采用简单的卡尔曼滤波器、未知输入观测器，或者复杂的神经网络、支持向量机等非线性智能技术。 此种控制方案的自适应鲁棒性很大部分取决于装载的在线实时模型，在线实时模型应能够对燃气轮机气路故障、传感器和执行机构故障等进行诊断、隔离和重构，同时具有较强的抗干扰能力。即使是在燃气轮机出现物体打伤等严重损伤的情况下，也能够通过控制策略判定受损燃气轮机的运行状况，并能采用自适应重构控制回路，确保燃气轮机的安全停机等。由于燃气轮机的受损的判断十分复杂，采用专家系统和智能决策技术是一种可行方案。 3.2主动间隙控制技术 主动间隙控制技术是现代燃气轮机技术的代表之一，是一项通过控制透平叶尖间隙的变化来降低燃气轮机燃料消耗率、提高可靠性和延长使用寿命的重要技术措施，同时对减少污染物的排放也有较大的贡献。目前该技术已在航空发动机特别是民用航空发动机上获得了普遍的应用，如著名的CFM56系列发动机就基本采用这种技术。美国NASA的研究结果表明，透平叶尖间隙每减少0．25mm，燃料消耗量可减少0．8%～1%。从重型燃气轮机的运行过程来看，启动过程中，当燃气轮机由静止启动到全速空载状态时，此时由于转速突然上升，轮盘和叶片的离心变形瞬间增大;而透平内缸由于热容的效应而尚未达到最高温度，热变形的响应非常小。这种变形的不一致导致在启动过程中透平叶尖间隙突然变小。而随着燃气轮机进入全速空载状态后，透平内缸逐渐受热膨胀，叶尖间隙逐渐变大。在加/减负荷阶段，间隙略有变化，但由于转速变化不剧烈，叶尖间隙变化较少。 这使得透平叶尖与透平内缸之间的间隙设计非常困难，如果叶尖间隙设计过大，在叶片压力面和吸力面之间存在的压差作用下，燃气会产生泄漏，从而降低燃气轮机的工作效率，增加燃料消耗量。而叶尖间隙过小又会导致叶片和透平内缸之间产生摩擦，降低燃气轮机的工作寿命。为解决这个技术难题，目前比较常用的控制方式是采用主动热控制方法。其工作原理是在燃气轮机工作过程中，利用从压气机中抽取的冷气对透平内缸及透平外环支撑件进行冲击冷却，通过控制冷却空气的流量和温度，改变透平内缸热膨胀量，进而控制其径向位移，使转子叶片与透平内缸之间的间隙达到预期值。 4.对我国发展重型燃气轮机技术发展趋势分析 开展系统的燃气轮机基础研究，发展燃气轮机技术，进行关键技术的验证，建立部件的设计、试验、制造平台，是发展燃气轮机产业的基础。从我国60年发展燃气轮机技术的历程，特别是近十年的发展历程来看，为了推动燃气轮机技术的发展，必须接受经验教训，开展机制体制创新。这十年来，尽管以重型燃气轮机型号为引领，开展了相关的燃气轮机高技术研发;但是这些高新技术的原创性不高、系统性不足，所建立的设计体系不够成熟、完备，没有完全建立起发展关键技术的能力。而且对于引进的技术没有进行充分的技术消化吸收。 另外从行业角度来看，机械航空部门壁垒分明，没有各取所长，充分融会贯通。技术开发过程中企业和高校、研究院所的联合不够紧密，科研与技术研发有一定的脱节。要推动我国燃气轮机技术的全面发展，首先要全面开展燃气轮机各项先进技术的研究，包括:先进的燃气轮机总体设计技术，高性能压气机的设计制造技术，高性能透平设计制造技术，先进的热端部件冷却技术，燃料适应性强、高效、低污
世界重型燃气轮机产品系列发展史及其启示
世界重型燃气轮机产品系列发展史及其启示 导读 重型燃气轮机是发电设备的高端装备，其技术含量和设计制造难度居所有机械设备之首，是机械制造行业的金字塔顶端，在国民经济和能源电力工业中有重要的战略地位。 1、前言 重型燃气轮机是发电设备的高端装备，其技术含量和设计制造难度居所有机械设备之首，是机械制造行业的金字塔顶端，在国民经济和能源电力工业中有重要的战略地位。目前燃气轮机联合循环发电已经达到全球发电总量的五分之一（欧美国家已超过三分之一），最先进的H/J级燃气轮机单循环和联合循环效率已经达到40%—41%和60%—61%，为所有发电方式之冠。燃用天然气的燃机电站污染排放极低，二氧化碳比排放量是超临界燃煤电站的约一半，大力发展天然气发电是包括我国在内的世界各国保护环境和落实《巴黎协定》减少温室气体排放的主要措施之一。 我国党和政府对发展重型燃气轮机产业高度重视，航空发动机与燃气轮机国家科技重大专项（简称两机专项）从今年开始进入实施阶段，已经列为“十三五”发展计划中我国要实施的100项重点任务之首。 从1939年世界第一台发电用重型燃气轮机诞生以来，经过半个多世纪技术进步和企业重组，GE、西门子和三菱公司各自形成了完整的技术体系和产品系列并垄断了全球市场。重型燃气轮机的研发是一项复杂的系统工程，技术难度很高、研发投资巨大、实施周期很长，一旦决策失误，轻则造成不同程度的经济和市场份额损失，重则有可能使公司陷入危机甚至导致公司破产（被兼并）。这三家公司技术上成功的基本经验和教训是什么？这些经验和教训对我国燃气轮机行业自主创新有什么启示？什么是我国燃气轮机行业自主创新应当遵循的科学合理的技术路线？这是我国燃气轮机全行业共同面临的问题。 2、世界重型燃气轮机发展历程综述 1939年在瑞士BBC公司诞生了世界第一台发电用重型燃气轮机，标志着发电行业由汽轮机进入了燃气轮机时代。七十多年来世界重型燃气轮机的发展大致可分为五个阶段： 诞生阶段（1939—1950年代末期）：重型燃气轮机刚刚诞生，仅BBC公司进行研发，产品功率小（不超过4MW）、燃气温度低（不超过800℃）、热效率低于20%。二战期间发展停滞。 早期阶段（1950年代—1970年代末期）：二战结束后美国GE公司、德国西门子公司先后开始研制重型燃气轮机，走的是原始创新的技术路线。三菱公司从1960年代开始研制重型燃气轮机，走的是引进技术消化吸收再创新的路线。三家公司在1970年代后期都完成了原型燃机（功率25MW以下）的研制，燃气温度达到1000℃，效率约26%。研制原型燃机的主要目的是突破并掌握核心技术、选定燃机主机基本结构特别是转子结构、建立试验设备和培养人才。 全球市场第一阶段（1980年代—1990年代中期）：E 级技术发展和成熟期。1980年代初推出的E级基本型号单机功率为31—105MW（50Hz,下同）、燃气温度
重型燃气轮机发展现状及发展研究
重型燃气轮机发展现状及发展研究 摘要：文章对重型燃气轮机的发展背景以及国内外重型燃气轮机的发展现状进行分析，展望未来重型燃气轮机的发展趋势，并对未来我国重型燃气轮机行业的发展提出了几点建议，以供参考。 关键词：重型燃气轮机；发展现状；发展趋势 1引言 近年来随着我国经济的快速发展以及工业化进程的不断加快，我国的燃气轮机在工业领域中的应用数量在不断增大，而且在发电领域中由于具有较高的效率、较小的污染以及较短的建设周期和较快的收效而被广泛应用。尤其是在进入上世纪80年代以来，随着全球冶金以及3D打印等先进技术的发展和进步，燃气轮机的单机容量和参数也在不断增大，成为现有热功转换发电系统中效率最高的大规模商业发电方式。为此，文章就针对目前国内外中性燃气轮机的发展现状进行介绍，并对未来重型燃气轮机的发展趋势进行展望，为我国重型燃气轮机的发展提出建设性的建议。 2国内外重型燃气轮机发展现状 2.1国外重型燃气轮机的发展现状 国外的重型燃气轮机发展主要经历了三个阶段，在上世纪90年代之前所出现的重型燃气轮机属于常规级的燃气轮机，也就是B、D级别，其单机功率、效率以及联合循环效率都比较低。随着进入本世纪以来各项技术发展，重型燃气轮机也进入了当代级别，也就是E、F级别，后来在2010年以后重型燃气轮机又进入了先进级别，也就是G、H级别，无论是初温，还是单机功率、效率以及联合循环效率都有了较大的进步和发展。未来重型燃气轮机的单机效率有望突破45%并持续增加，而且联合循环效率也会达到65%。目前国际上重型燃气轮机市场的垄断现象比较严重，主要的燃气轮机公司有GE、西门子以及三菱日立等公司，这几家公司的产品也代表着本行业中的最高水平。目前各个公司的主要代表机型就是H级以及J级重型燃气轮机，就是在原有的技术基础上对其主要的压气机、燃烧时以及透平等进行了发展和创新。 2.2国内重型燃气轮机的发展现状 我国对重型燃气轮机的研究开始于上世纪50年代，然后进行自主研发和设计生产大概在上世纪的60到70年代，而且在上世纪的80年代，我国的部分企业开始与国外上述比较大型的企业建立合作关系，并引入了国外的先进技术，尤其是以我国的哈尔滨电气、东方电气以及上海电气集团为主。经过多年的技术引进以及联合开发，我国的重型燃气轮机的科研和生产能力有了飞速的发展和进步。而且在引进目前国外比较先进的E级以及F级燃气轮机的基础上，以上述几家大型公司为核心，也开始形成了相应的燃气轮机制造产业群。在各个行业中已经进行了上述两个级别的重型燃气轮机以及配套的燃气-蒸汽联合循环全套发电设备的较高设计与生产能力。但是在目前已经实现了国产化的装配和制造的同时，还需要加大对核心技术的深入研究，争取实现核心技术的自主研发，以及相关热端部件的制造，还有维修技术以及控制技术的自主研发。 3重型燃气轮机发展趋势 在目前我国不断进行能源结构调整以及对各个行业提出较高的环保要求的同时，中心燃气轮机的发展更是需要向以下几个方面进行发展：首先就是要对燃气轮机的参数进行进一步提高，主要目的就是实现循环热效率的提高。其次是提
GE公司9F重型燃气轮机的演化解析
GE公司9F重型燃气轮机的演化 . 简介 作为一家拥有130年能源创新历史，并在160多个国家拥有机组运行经验的公司，在发电设备，能源服务及能源管理系统领域中，GE业已成为世界最大、产品最多样化的供应商之一。事实上, 在今天，GE产品承担着全世界四分之一的发电量。作为世界燃气轮机技术的领跑者，GE推出的F级燃气轮机实现了多项业界第一，其中包括：第一家机组交运过1000台，第一家机组在世界范围内运行服役超过3500万小时，同时也是第一家为整体煤气化联合循环发电(IGCC)设计并制造F级燃气轮机的厂商。 融汇大量成熟产品技术，紧跟全球不断变化的电力生产需求，GE 9F燃气轮机持续革新改进，在保持原有F级机组运行灵活性的同时，不断改善发电出力，效率，排放并拓展其应用领域。如今，F级燃气轮机产品线下的9FA和9FB两款机型，拥有着世界领先的技术及性能。 II. 产品的演化 9F级50Hz重型燃气轮机家族已有超过20年的发展历史，1991年，GE推出简单循环出力达212MW，效率达35.0%的9F型燃气轮机。随后，很快又推出了增加了14.5MW出力和更高效率的9FA燃机(01版)。如图1所示，9FA燃机持续改进，接着推出了9FA燃机(02版)以及现在的03版设计。目前，9FA燃机(03版)做了多种针对客户需求的改进，包括了机组性能的提高，运行灵活性的增强和机组可用率的提升。这些技术中包括了增强型压气机，干式低氮燃烧系统(DLN 2.6+), 热通道部件冷却技术升级及叶片状态监测等。 图1：9F重型燃气轮机的演化
随着客户需求的不断发展，9F燃机家族推出了更高出力和效率的9FB燃机。作为GE最先进的50Hz空冷燃机，9FB燃机应用了与9FA燃机相同的压气机设计并提高压比，使用了新型的可适应更高燃烧温度的热通道部件。从干式低氮燃烧系统(DLN 2.6+)，到更高性能的新型部件，再到可减少安装时间的模块化辅助系统，9FB燃气轮机正用不断的技术革新来满足客户日益发展的需求。 2011年，为满足客户一直以来对机组运行灵活性的需求，GE推出了FlexEfficiency* 50联合循环电厂，该电厂以全面革新的9FB燃机为基础，结合压气机和透平升级技术, 继续采用干式低氮燃烧系统(DLN 2.6+), 单轴配置下额定出力可达510MW，满负荷下效率大于60%。FlexEfficiency* 50联合循环电厂设计和燃机设计平行进行，整体优化，确保了机组高水平的运行灵活性。9FB 燃机(05版)，9FA燃机，9FB燃机(03版)性能对比，请参见表1。 9FA和9FB燃机系列运行效率高且兼顾运行灵活性。在考虑燃料成本时，9FB燃机的高效率缓解了燃料成本高企给电厂带来的压力，而在考虑机组成本时，9FA 燃机为简单循环调峰运行和联合循环电厂提供了经济的解决方案。9FA和9FB燃机的运行灵活性可满足当今电网调峰及平衡可再生能源供电波动的快速响应的需求。拥有灵活起停及更低的部分负荷运行能力的9FA和9FB燃机为电厂操作人员提供了适应电力需求波动的最佳选择。此外，9FA和9FB燃气轮机还可满足部分区域电网对于频率波动和欠频运行的要求(具体的偏频运行水平需要根据具体现场和地方法规要求而定。) 机群数据统计 目前，9F燃机累计装机240台，总计运行超过9百万小时和9万次启动。9F机组于20年前推出，目前已遍布世界各地。除了在像西欧这样的发达国家市场上运行(如英国，意大利，西班牙等)， 9FA和9FB燃机市场亦扩展到了新兴市场，例如东欧(拉脱维亚，立陶宛)，北非(阿尔及利亚，埃及)，中东，南美(智利，阿根廷)和中国。图2，图3是一些机组的现场安装照片。
重型燃气轮机发展情况概述
重型燃气轮机发展情况概述 燃气轮机热效率高、污染低、可靠性和维护性好、可用多种燃料、不用或少用冷却水等优点,是多学科和多工程领域综合发展的高科技产品。自20世纪40年代问世以来，燃气轮机技术及产业发展迅速，目前已开始应用蒸汽冷却技术，透平温度达到1400℃，功率和效率更高，H级燃气蒸汽联合循环发电机组，单机联合循环功率已接近50万千瓦，效率已达55%～58%。然而燃气轮机制造涉及多学科一系列高技术的组合，一些发达国家对其部件出口和技术交流均有限制，虽然通过多年努力我们在燃气轮机技术上已取得了显著成效，但是仍需进一步攻克核心技术，取得燃气轮机关键技术、设备自主设计和制造能力。 一、大力发展燃气轮机的必要性和可行性 1. 燃气轮机是调整能源结构和推动工业发展的广泛需求 2010年，我国一次能源产量达到28.5亿吨标准煤，居世界第一，消费总量达到32.5亿吨标准煤。电力装机翻倍增长，总装机规模达到9.65亿千瓦，居世界第二；自2005年起，我国装机每年跨越一亿千瓦的平台，陆续实现了历史性跨越，迈上了一个又一个新台阶。五年新增发电装机规模，相当于建国至2002年50多年的总和，也相当于英国、法国、意大利三个发达国家电力装机的总和，创造了世界电力发展史上的奇迹。但以煤为主的能源结构造成大气严重污染，世界银行估计空气污染每年给中国造成的直接损失占国内生产总值的8%～12%。因此，发展清洁能源势在必行。世界新增的发
电容量中有35%左右是由燃气轮机联合循环机组提供的。多数专家估计，在未来20年，亚洲将越来越依靠天然气发电，到2020年天然气发电的比例将占15％，发展燃气轮机技术对于提高天然气等清洁燃料的应用比例、优化能源结构具有重要作用。 燃气轮机的用途广泛，在电力领域和其他工业领域都有重要应用。除用于基本负荷发电外，燃气轮机启停方便、功率较大，还可用于备用电站、热电联产、尖峰负荷发电等，是电网调峰、提供清洁可靠、高质量发电及热电联供的最佳方式。 燃气轮机除可利用天然气、液化石油气等高热值燃料外，还可以利用高炉煤气、整体煤气化联合循环（IGCC）合成气、焦炉煤气等中低热值燃料，对调节能源结构起到促进作用。如20世纪90年代后，美国、西欧就相继建成了数座20～30万千瓦的大型IGCC示范电站，并投入商业化运行，许多国家都加快了IGCC等洁净煤发电技术的发展步伐。 除发电外，燃气轮机还广泛用于驱动压缩机和泵等机械的动力源。目前，天然气长输管线压缩机和大型输油管线增压泵的驱动只能采用燃气轮机或 电动机，如我国“西气东输”工程加气站用的燃气轮机基本由英国“罗罗”公司和GE公司中标，其产品价格昂贵且不转让技术；化工工业以及舰船、机车驱动等也都广泛用到燃气轮机。 此外，分布式发电系统采用的微型燃气轮机是一类新型发动机，近年来，随着全球范围内的能源与动力需求结构以及环境保护等要求的变化，微型燃
浅析重型燃气轮机现状与发展趋势 吴亚鹏
浅析重型燃气轮机现状与发展趋势吴亚鹏 发表时间：2018-05-14T11:27:20.687Z 来源：《电力设备》2017年第36期作者：吴亚鹏[导读] 摘要：近年来，随着科学技术的飞速发展，我国的重工业技术取得了多项突破。（南京汽轮电机（集团）有限责任公司江苏省南京市 210000）摘要：近年来，随着科学技术的飞速发展，我国的重工业技术取得了多项突破。其中，重型燃气轮机的研究，是我国重工业发展水平不断提高的重要体现，作为将热功能转换为电力的关键设备，它的研发对于我国工业领域的发展与进步起到了重要的推动作用。本文首先分析了重型燃气轮机的发展现状，进而对其未来发展趋势进行了探讨，希望为我国重型燃气轮机的发展提供一定参考。 关键词：重型燃气轮机；现状；发展趋势燃气轮机的研究开始于二十世纪初，经过近百年的发展，已成为重要的发电方式之一，而且还在向着更高技术方向迈进。我国在重型燃气轮机方面的研究起步较晚，在核心技术上仍然与部分先进国家存在差距，还需要在基础和应用基础研究等方面进行突破，以为我国经济社会的发展提供充分的保障。 1重型燃气轮机的发展现状 1.1国内燃气轮机产业的发展随着国民经济的高速发展，我国有关燃气轮机电站的建设越来越紧迫，考虑到成本支出的合理性，对于E级和F级重型燃气轮机技术进行了重点引进，这在很大程度上推动了我国燃气轮机产业的发展。但是，在某些技术上仍然比较落后，与国外先进水平还存在着不小的差距。对于国内的制造企业来说，有关燃气轮机的关键技术还未真正掌握，也不具备核心产品的自主研发能力，总体上看，还不能与国外先进企业相抗衡。当前来说，国内燃气轮机产业的发展还有很大成长空间。 1.2基础研究方面现状在基础研究方面，主要是在两个大型项目上进行了部署，一个是“燃气轮机的高性能热功转换关键科学技术问题研究”，通过该项目的建设实施，对机理性实验研究平台进行了构建，获取到了多项基础实验数据，对于某些关键问题进行了解决，进而推动我国燃气轮机组的技术水平向前迈进了一大步。另一个是“大型动力装备制造基础研究”，基于超强冷却原理，对F级透平高温动叶片进行研究，并且还对盘式拉杆组合透平转子体系进行了相应的探索，以此创建系统化的研究体系。从结果来看，上述研究项目的开展，取得了比较理想的结果，有效推动了我国重型燃气机轮技术的发展。不过，对于核心技术的研究，还需进一步努力。 1.3试验设施建设现状有关燃气轮机组的实验研究，我国的自主研发能力还存在不足，比如设计参数的应用，就需要通过不断的实验研究加以验证，从而对参数的可靠性进行分析，确保其在压气机、燃烧室等处的运用。当然，我们也需要认识到，有关实验设施的投入是燃气轮机实验研究的重要方面，其不但在设备的引进方面成本较高，后续的运行维护也需要人力、物力的大量投入。为尽快赶上国际先进水平，我国在试验设施建设方面的投入也是非常可观的，而且已经取得诸多研究成果。 2重型燃气轮机的发展趋势 2.1在基础和应用基础研究方面取得突破结合国内研究现状来看，重型燃气轮机的基础研究还比较薄弱，在核心技术方面，包括有关的人才建设等都需要加大投入，以促进整个行业领域的快速发展。因此，国内重型燃气轮机的研究，应将基础和应用基础研究作为重要方向，促进我国重型燃气轮机器械建设工作发展的同时，尽快完成燃气轮机产业体系的构建。只有在基础和应用基础研究方面取得突破，才能进一步实现核心技术的掌握，才能实现燃气轮机的自主研发。根据国际上已发展成熟的技术理念，深入开展基础研究工作，对有关内容、标准加以明确，从而推动相应研究成果的转化，在研究价值上得到充分的保障，同时加快人才储备方面的建设，以此推动我国重型燃气轮机研究工作的迅速开展。 2.2加快推进重型燃气轮机理论研究基于我国当前的研究现状，加快推进重型燃气轮机的理论研究，首先，对燃气轮机的部件基础部分进行理论方面的研究，通过实验分析推动其向深层次发展。特别是对于关键部件的机理进行掌握，对其核心技术进行探索。结合理论方面的研究，对特定学科进行重点建设。比如燃烧学、传热学等学科要予以充分的重视。其次，对于与燃气轮机等相关学科存在交叉的学科也应开展重点研究，通过交叉学科的建设推进燃气轮机理论基础方面的进步，实现学科建设的整体发展。再次，对燃气轮机燃烧室、压气机等实验设施，加快建设工作，再加上性能实验验证平台的构建，不断推进重型燃气轮机理论上的发展。 2.3构建重型燃气轮机创新体系对于我国国民经济以及能源电力行业的发展来说，重型燃气轮机有着战略性的意义，面对我国重型燃气轮机自主研发能力不足，核心技术欠缺的局面，都应尽快予以改观；引进国外先进经验以及技术的同时，也应充分发挥我国自身的制度优势，推动以企业为主体，产学研相结合的创新技术体系的构建，只有形成了自主创新体系，才能实现重型燃气轮机产业的进一步发展。当然，还需推动相关配套能力的提升，以及后续生产制造技术的优化，服务质量的改善等。随着我国经济社会的飞速发展，燃气轮机的研究与电力行业的发展有着越来越紧密的联系，电力行业的发展也为燃气轮机的研究提供了重要的支持。 3结语 总的来说，我国的重型燃气轮机研究与国外先进水平还存在很大差距，这是我们必须予以正视的，只有认识到差距，才能不断努力，以在不久的将来迎头赶上。考虑到我国燃气轮机产业发展、基础研究以及试验设施建设等方面的现状，专业技术人员及相关部门应加快技术上的探索，在基础和应用基础研究方面取得突破，并不断推进重型燃气轮机理论研究，构建起重型燃气轮机的创新研发体系，推动我国重型燃气轮机走上自主研究、消化、吸收相结合的发展之路，实现重型燃气轮机的技术上的突破，为国民经济的发展提供充分的保障。参考文献： [1] 张婉悦.重型燃气轮机控制发展及关键技术探究[J].化工中间体，2015（12）：52-53. [2] 赵龙生，钟史明，王肖祎，等.H级重型燃气轮机的最新发展概况[J].燃气轮机技术，2017（3）：27-31. [3] 刘毅敏.浅谈重型燃气轮机现状与发展展望[J].中国设备工程，2017（10）：155-156. 作者简介：
西门子PG燃气轮机检修规程
燃气轮机检修规程 一燃气轮机本体 1 概述 1.1 通用设计特点 西门子PG燃气轮机是单轴单缸型机器。它们适用于在以基荷运行或调峰运行的电厂以定速驱动发电机。它们能用于联合循环发电与地区集中供热。它们能烧液态燃料如轻燃料油。或具有不同热值气态燃料，如天然气或高炉煤气。 1.2 内外部结构 单缸单轴燃气轮机的主要组件是压气机与透平，这两个组件有共用的转子，转子只靠在压力区的外面两个轴承支撑。这能确保恒定的对中正确与良好的运转质量。 压气机与透平还有一个共用的装置，即压力保持不变的外部壳体，它有三个机壳段分布在前轴承座与透平外壳之间。 直接连接到前轴承座的铸件是初始级压气机。连接到这个铸件末端的是一部分是柱体，一部分是锥体的焊接段，把一个静叶持环围圈起来；而静叶持环是悬空挂起的；以便于热膨胀，第三个压气机抽气口以及燃烧器留有余地。第三个柱形焊接的壳体有燃烧室与透平静叶持环。
当栓接一起时，外部壳体与前轴承架形成一个坚固的圆筒体，将运输当中保持的弯曲应力与扭矩力传送到上部而没有多大的变形。水平的机壳连接便于进行维护工作。 前轴承座包含着组合的径向轴承与推力轴承。前轴承座是固定在一个环上，而环落座在由六根肋条支撑的两个横向支架上，而径向肋条指引进气的流向。在压气机上游处有一进气结构，空气就是从这个结构引起来的，可以把转子卸下而不必卸下进口轴。． 排气室包括一个坚固的单件内缸。它支撑着透平轴承。五根肋片直接将衬套连接到外室。废气是由排气室衬套指引的。因为衬套是依照能调节热膨胀而给支撑的。排气室把透平静叶持环连接到排气扩压器上。可以把透平轴承在扩压器侧面轴向地卸下来。 1.3 转子 转子由许多圆盘（叶轮）组成每个圆盘有一个圆叶片与三个空心轴部件；由一个带预应力的中央联杆把三个部件固定在一起。圆盘上的Hirth 型表面锯齿（facial serrations）和空心轴与圆盘对 中心，使径向膨胀自由展开，并传输扭矩。这个转子的结构能产生一个有相当硬度的自支承鼓筒，具有较高的临界转速与相对低的重量。 透平转子在内部冷却。少量的压缩空气从压气机末端的主流（量）中渗流出去，又通过外部的冷却器输进。头一圈运作的叶片从压气机出口得到空气，然后经流内部空心轴中的孔而进入转子。接着下面运作的叶片圈得到低压低温的空气。 冷却空气流流经压气机圆盘中的孔而进入转子内部，再经过下游压气机圆盘里的圆盘衬套上的孔，经过把最后的压气机圆盘与最先的透平圆盘连起来的管道，再经过透平圆盘上的衬套孔，进入到第2 圈，第3 圈，第4 圈的叶片。最后冷却空气进入热态气体流。使衬套包满一层薄薄的冷空气。 这种冷空气流能确保作为支撑部件的转子缸能浸没在来自四面八方的空气中，甚至浸没在透平部件中，而阻止产生额外的热应力；如果在负荷改变与急骤启动时，这种新增加的热应力能使转子变形。 所有压气机动叶都能拆卸安装而不必取出转子。 1.4 静叶持环及其支撑 压气机灼热的后部静叶环与透平静叶都装在静叶持环中；持环能拆卸安装而不用取出转子。垂直提升地将上部静叶持环卸下后，下部静叶持环能旋转180°，也能被提升起来。 所有静叶持都是由外部壳体悬吊起来的，以便使静态的与运作的部件能自由产生热膨胀。位于偏心轴套上的销钉能确保相对于轴中心线的静叶持环，有正确的同心度在垂直中心线的顶部与底部，进行微调时，旋转偏心轴套。如果要调节轴向位移，可使用一个旋转对称的导向键与键槽件。 压气机件中的环形间隙能渗出足够的空气，确保压气机在低速，特别是在启动与停车时能稳定的工作。 四条渗出线都与缓冲阻尼器相连，通向排气扩压器，此外，冷却空气线使透平静态叶片圈2与圈4 以及排气箱得到在压气机位置抽出的冷却空气，因为这个位置有适宜的压力。 压气机导向叶片第一圈的间距是可变的。导杆将外部叶片末端的枢轴连到一调节环上，调节环依圆周方向旋转。改变这些导向叶片的间距，就能将压气机吸入空气的容量调节到启动、停机与部分负载操作所需要的量。接着出现的静态叶片圈的叶片牢固地固定在有燕尾叶片根的环上。这些环装入外部箱或静态静叶持环的圆周槽里。对转子与振动缓冲阻尼的密封是靠内部环来得到的，与内部环相连的叶片都与枢轴或T 形叶片根相配。如果旋转静态静叶上的环与配套的内环，就 可得到取下这些叶片所要求的间距，即两个邻近圈旋转叶片之间的间距。 透平静叶及其外部围带都安装在静叶持环内表面的相应槽沟里。第2圈到第4圈的内部围带附盖在扇形环上，将转子密封住。
西门子V94.3A 燃气轮机联合循环简介
一、燃气轮机和蒸汽轮机的联合循环是二种不同工质二种不同热力循环的联合以其各自的优点而互补。燃气轮机是以空气为工质的布朗脱循环（Brayton cycle），进口温度可达到1400℃，而蒸汽轮机是以水蒸汽为工质的朗肯循环（Rankine cycle），具有良好的冷端，二者结合起来的联合循环使整机效率达到一个新的高度。 燃气——蒸汽联合循环电站的优点是：供电效率远远超过燃煤蒸汽轮机电站；在国外，交钥匙工程的投资费用大约为500-600美元/kW，比带脱硫的燃煤蒸汽轮机电站（1100-1400美元/kW）低很多； 建设周期短，可以按“分阶段建设方针”建厂，获得资金的最有效利用；用地、用水都比较少；运行高度自动化，满足随时启停；可用率高达85％—95％；便于快速“黑起动”（自备启动电源）；由于采用天然气或液体燃料，污染排放问题解决得很彻底，一般来说，无飞尘、SOx和NOx都很少，特别是在燃烧天然气时，还可以大大地减少CO2排放量。当然，解决污染问题的功劳主要应归于所用的洁净燃料的特性。 二、西门子公司生产的联合循环机组与型号 V94.3A联合循环系统如图一 其组成是一套V94.3A的燃气轮机，一套余热锅炉，一套凝汽式汽轮机。 三、西门子燃气轮机的特点 50年来，西门子燃机经过多次改进和发展，很多部件已经完全改变了，但是通过120多台产品，7万次启动和400多万运行小时的考验，一些基本设计思想却保留下来了，而且得到发展，成为西门子燃机的特色。如图二。 这些特点归纳起来有几条： 1.整体式结构 2.汽缸水平中分面 3.压气机进口冷端接发电机 4.透平轴向排气与余热锅炉相联 5.双轴承外支撑 6.转子盘鼓式、轮盘外缘端面齿， 7.用中心拉杆压紧 8.混合型燃烧器， 9.燃烧室内敷设可装卸的陶瓷隔热瓦 10.带可转进口导叶的多级压气机 11.4级透平， 12.动叶全是自由叶片
重型燃气轮机燃烧系统和控制系统升级改造分析
重型燃气轮机燃烧系统和控制系统升级改造分析 发表时间：2018-12-27T10:25:30.557Z 来源：《电力设备》2018年第23期作者：胡智勇 [导读] 摘要：近年来天然气燃料越发丰富，使得燃烧稳定程度、环保排放等问题得到社会广泛关注。 （珠海深能洪湾电力有限公司） 摘要：近年来天然气燃料越发丰富，使得燃烧稳定程度、环保排放等问题得到社会广泛关注。想要消除风险隐患，满足排放标准以及稳定燃烧，必须及时展开重型燃气轮机燃烧系统、控制系统的升级与改造，从而实现能源电力体系的可持续健康发展等目标。 关键词：重型燃气轮机；燃烧系统；控制系统；燃烧室 因为各种因素的影响下，使得我国燃气轮机核心技术开发等方面有着较大不足，针对技术性人才、核心技术的储备工作更是严重欠缺，无法有效服务于整个行业的进步和创新。针对这种情况，要求我们必须提高投资和扶持力度，促使重型燃气轮机的自主研发工作顺利开展，增强行业竞争能力。同时，相关研发团队也需要实时关注和学习国际范围的科学发展形势，探索科学发展方向，基于基础研究学习的条件上更全面的掌握核心技术，实现前瞻性研究方向。 1.重型燃气轮机的燃烧系统改造实施 1.1DLN 2.6+燃烧室本体硬件 燃烧系统的改造和升级包括全新DLN2.6+全套部件，针对18个燃烧室全部更换，确保燃烧室各部件及时升级。若喷嘴末端的尺寸出现变化，需要增加至18.5英寸且相关部件均应该使用全新产品。过渡段、燃烧筒、联焰管以及燃料喷嘴在结构设计、基材、耐磨处理、涂层等方面展开优化，将燃烧部件检修间隔调整成24000小时，过渡段、燃料喷嘴、燃烧筒以及端盖使用寿命增加为8000小时。概况来讲，硬件升级包括：一是，燃料喷嘴。前端缸体，进一步扩大结构进行增大前端的匹配。PM1（中心喷嘴），相较于DLN2.0而言，PM1的铸造一致，但是扩散燃烧的尖端明显不同。端盖，将环管升级为适合PM3内外管道以及PM1扩散管道。5个外围喷嘴，为满足PM3设计标准，法兰应该包含额外的两个螺栓孔；二是，火焰筒。采取增提高参数进行稳定性的维护；三是，过渡段。包含了内外部密封件，在过渡段的后端套筒增设片装密封，使用更加现代化的密封手段；四是，导流衬套。借助于热传递优化、完善环体设计控制压降；五是，波纹型联焰管。增强系统可靠性的同时降低零件的使用数量，进而缩短安装的时间、减少现场维修费用；六是，后端缸体。设计为锥形，有效匹配增大前端；七是，端盖装配。防漏碟片、后端碟片进行中心喷嘴的匹配调整。 1.2独立燃气模块与内部组件 因为增加管理系统、阀门，使得全新设计相较于现有配置更大，长度更是提高1.5m，合理扩大内部作业有效空间，为后续维护和检修提供便利条件。对比于原配置，为充分提高运行可靠程度，四个控制阀门应用高复原设计，阀门增加行程实现了上游气压的降低。采取P2滑压设计进一步保障运行稳定程度，燃气控制阀尺寸为2个六寸阀、1个四寸阀、1个三寸阀。在模块中及时增加吹扫空气、天然气的管道并且要求吹扫管路的数量增加到3路。 1.3燃气管道系统 正式运行燃气以及燃油时，管路系统为多喷嘴燃烧室带来充足燃料与清吹空气。新型DLN2.6+燃烧系统包含18个燃烧室，燃料管路连接着燃烧室外端盖与控制模块，各燃烧室需要一个独立性控制系统与4级燃料管路，并且各管路配备独立环管与控制阀门。 2.重型燃气轮机的控制系统改造实施 2.1MarkVI升级为MarkVIe 对于硬件设施，保留现有的控制柜条件上增设嵌入式面板，更换全部原控制设备与IO卡件、电源模块。同步更换或移除端子板与模件、电源模块与分配板、控制器、接地铜牌、连接块以及内部电缆，保留现场电缆、接地电缆、机柜外壳以及电源进线等。设定现场全部电缆长度充足，能够直接连接在新端子板，如果长度不足则采取中间端子方式进行连接。控制器中应用全新设计逻辑和算法，主要涉及到新型燃机排气温度控制线、DLN2.6+、OPFLEXREADYSTRATUPNOX等控制软件。此外，人机界面也需要进行升级，更换全部计算机设备（四台操作员站、四台工程师工作站、一台历史站）。安装并使用WIN7系统，选择GE的CIMPLICITY操作软件与TOOLBOXST组态软件。 2.2危险气体保护系统的升级 把燃料模块与透平间现行的催化危险气体传感设备替换为高温适应性强、抽气取样性、自动化修定以及可判定漂移的红外线监测系统，抽气传感器原理是由燃机中通风管道进行样品抽取，至高浓度的燃气泄漏保护系统中展开监测，而仪表气主要用来低压区取样。同时，红外检测机理则是使用烃类物质进行红外能量吸收，对比收回和发出红外能量，从而监测出高浓度的燃气泄漏保护可能程度。各传感器借助于导管或者插入通风管道、进行燃机间取样器的连接。取样器携带高温性过滤器，能够有效抵御细小性颗粒落入取样系统内。其中，高浓度燃气传感器上游由粒子聚合物过滤设备进行气体净化并且把过滤物质沉降下来，传感器下游带有流量开关，保证流量大于等于允许值。升级之后燃料模块探头机组跳闸的保护逻辑应该符合以下任一条件：第一，9B、9A两探头持续6秒探测可燃气体的浓度超出25%；第二，1B、1A两探头持续6秒探测可燃气体超出18%；第三，1B、1A若一个出现故障但另外一个探测值超出18%并且持续6秒；第四，9B、9A若一个出现故障但另外一个探测值超出25%并且持续6秒，上述条件的故障指探头处于流量消失或则校验模式，探测值-6.25%以下。 2.3升级机组性能检测系统 机组性能检测系统（EMPA）主要应用在电厂机组性能监督和控制、工厂运营优化软件包，帮助用户更加快捷的检测各层系统设备性能，由部件级至设备级、最终到达厂级，定量研究各级设备性能是否出现下降状况。机组性能检测系统借助于能量、质量平衡的GC模型计算，验证和修正压力、流量以及温度。同时，性能计算过程中对各设备建立起热力模型，更加准确的测算设备期望值。综合分析模型性能，可以监测出性能变化的诱因是设备性能还是环境因素，为后续设备维护和运行管理、机组运营的经济分析与决策提供参考依据。 结束语 总而言之，本文综合性分析了重型燃气轮机的燃烧系统、控制系统升级改造的实施内容，采取现代化工艺设备与控制算法、系统，促使系统升级和改造之后在运行稳定程度、燃料适应性以及环保排放等方面得到大幅度提升，最终获得更加理想的社会效益和经济效益。
重型燃气轮机控制系统的结构研究_夏心磊
第36卷 第4期热力透平Vol 36No 4 2007年12月THE RM ALTU R BINE Dec.2007 重型燃气轮机控制系统的结构研究 夏心磊,谢剑英 (上海交通大学自动化系,上海,200030) 摘 要: 分析介绍了目前应用于电站的重型燃气轮机控制系统的硬件组成,针对西门子燃机控制系统,详细描述了闭环调节回路的各个组成模块以及特点,为燃机控制系统的选择、控制方案的设计提供了技术借鉴。 关键词: 重型燃气轮机;西门子;控制策略;SIM A DY N-D 中图分类号:T K323 文献标识码:A 文章编号:1672-5549(2007)04-0245-06 Research on Stru ctu re of Control S ystem for Heavy-Duty Gas Turbine X I A X in-lei,X I E J ian-y ing (Au toma tio n D ep artme nt o f Sh a n gh a i Jia oto n g U nive rsity,Sh a ng h ai200030,Ch in a) Abstract: T he hardwar e com ponents ar e intr oduced fo r contro l system of heav y-dut y gas tur bine in po wer plants.T he char act eristics of each co nt ro l block for closed-loo p contro l cir cuit ar e giv en in det ail fo r the r efer-ence o f the co nt rol system cho ice of g as tur bine and the design of co ntr ol scheme. Key words: heav y-duty gas turbine;Siemens;contr ol str ategy;SIM A DY N-D 0 前言 燃气轮机自从1939年成功应用以来,目前以GE、西门子/西屋、三菱和阿尔斯通等主导公司为核心,其他制造公司多数与主导公司结成伙伴关系。燃气轮机的控制系统性能决定着相应的动力装置的变工况性能、经济性和安全性能,正因为控制系统的特殊重要性,各大公司也推出了相应的燃气轮机控制系统,比较著名的硬件有GE公司生产的Speed-tronic TM Mark系列硬件,西门子公司的SIMADYN-D、TELEPERM XP以及SPPA T3000控制系统等等。国内相应的燃气轮机电站也大多直接进口国外的控制系统;但随着国内燃气轮机技术的不断发展,燃气轮机的国产化程度逐步提高,必然对控制系统的可靠性和自动化程度提出更高的要求。本文以西门子燃机为例,对其控制系统进行分析和研究。 1 燃气轮机控制系统的软硬件结构 目前的燃气轮机控制系统普遍采用分布式控制系统,都有界面友好的人机接口,提供监视、调试组态的软件;重要的控制器、网络控制器、网络都采用冗余结构,有些控制系统甚至在I/O级也实现双重冗余。下图为西门子SIM ADYN-D系统在某燃机电站的实际硬件配置图(部分)。 多重网络按照不同的功能划分,Terminal Bus主要用于人机界面、数据的存储、分析;Plant Bus用来实现控制器之间的数据通讯,并提供与Terminal Bus的通讯接口;最底层是I/O级的总线,实时性要求高,负责与执行设备的数据连接。图中的TCS系统负责汽轮机和燃气轮机控制,实际上是整个电站控制系统的一部分。 从燃气轮机控制的软件功能来说,主要是在燃气轮机启动运行过程中实现对燃气轮机的控制与保护,以确保燃气轮机正常工作。 2 西门子燃气轮机控制系统的模块 化设计 由于电力能源目前不能通过一种高效的方式 收稿日期:2007-04-05 作者简介:夏心磊(1975-),男,工程师,大学本科,1997年毕业于江苏理工大学工业电气自动化专业,从事汽轮机控制系统工作,现任上海汽轮机有限公司自动化控制中心调节三组组长,在职就读上海交通大学自动化系工程硕士。
重型燃气轮机现状与发展趋势
重型燃气轮机现状与发展趋势 发表时间：2017-12-26T15:07:39.050Z 来源：《防护工程》2017年第21期作者：于盟徐有宁杨士博[导读] 现代社会发展中能源发挥着重要作用，其中能源转换设备的作用无可替代。 沈阳工程学院辽宁沈阳 110000 摘要：现代社会发展中能源发挥着重要作用，其中能源转换设备的作用无可替代。重型燃气轮机作为主要能源转换设备，有助于推动环境保护，但目前我国该技术发展缓慢，直接影响经济发展。本文中以重型燃气轮机为对象，详细分析其工作原理、现状，并对未来趋势进行展望。 关键词：重型燃气轮机；发展现状；趋势分析 引言 燃气轮机相关技术较多，包括高效燃烧、超合金叶片、轴流冷却等诸多方面。国内燃气轮机的主要能源是天然气、石油，是各国电力行业的主要发展模式。据报道，随着国家能源结构框架的调整，天然气为主的电厂将会逐渐增加，已及2020年国内天然气发电量将高达6000万kW，为此，燃气轮机产业的核心技术具有重要影响价值。 1、燃气轮机优势 由于燃气轮机旋转时产生较少的低频振动，因此其具有振动小、噪音低以及运动平稳等特点。此外，燃气轮机由于其特殊的箱装体结构可形成良好的噪音防护，可以明显减弱低频噪音。单机功率大，功率重量比大，起动加速性好，从冷态起动至全速工况仅需数分钟。 润滑油消耗低，保养量小，管理人员少。燃气轮机的滑油消耗量普遍较低，如LM2500燃气轮机的最大滑油消耗率约0.9kg/h，平均滑油消耗率仅有0.09kg/h，与柴油机相比要小一个数量级，但由于燃气轮机工作转速高，对滑油的质量要求要远高于柴油机。燃气轮机是回转部件，主要运动部件少，又设计成模件结构，因此燃气轮机所需维修量小，人员配备也相应减少。 2、重型燃气轮机现状 燃气轮机在电力、管道和航海领域中发展广泛，燃气制造厂商经长期经验积累，已经逐步形成一定发展模式。当前垄断状况较为严重，如:GE、西门子等大型公司及其附属企业是主要生产制造商。作为一项高科技含量的技术，燃气轮机行业需要充分考虑管线、电力发展需求，根据国家相关政策，及时进行有效动态管理。如加强清洁能源的有效利用，提高天然气利用效率。 加强燃气轮机核心技术的国产化是当下国内学者的主要研究方向。现阶段，该行业核心控制部分主要借助进口为主，关键技术仍为少数几家国外公司所掌控。该行业的发展存在一定瓶颈状况。避免产出过低、效益过差的状况是国内燃气轮机厂家的关注重点。国内重型燃气轮机的控制发展对象十分明确，几十年发展历程中，其性能优化、结构调整工作已经初步取得成效。其中压气机、涡轮机作为燃气设备的主要部件，需要进行效率升级、结构改造处理，提高透平温度等控制要求。新技术不断涌入该行业市场的大环境下，加强电子控制、自动化控制能力的融入，降低燃料用量是发展必然趋势。 3、重型燃气轮机关键技术 3.1低排放燃烧控制技术 重型燃气轮机的性能不断升级，同时社会大众对环境保护的意识逐渐加深，为了避免燃气轮机污染过重等带来的社会负面效应，需要充分考虑燃气轮机的排放物特点，一般燃烧过程中，氮氧化物、碳氧化物等生成主要与燃烧温度相关。温度过高将会生成大量氮氧化物，过度低温状况下生成CO。一般情况下，天然气燃料的燃烧温度为1430℃～1530℃之间，该状况下燃料空气的混合比可满足行业排放的最低要求。 3.2主动间隙控制技术 该技术是当代燃气轮机技术的主要考虑方向之一。借助对叶尖间隙的有效控制实现燃气轮机能耗量的减低，可提高设备可靠性、使用寿命，同时可降低污染排放过多的状况。该技术在航空领域中的发动机中应用较多，包括CFM56系列的发动机设备就是采用该种形式进行设计。从气轮机运行工艺流程的角度分析，启动环节中，燃气轮机从静止到空载状况下，对应转速增加、离心变形增加，而此时透平刚内部的热容还未达到温度最高，电热变形响应不足。对应轮盘和透平缸无法同时变形的状况，将会引起叶尖间隙瞬间变小。燃气轮机全速运转后，对应透平缸内部将会因受热而导致间隙增加。负荷变化引起工况变化状况下，将会导致间隙发生变化，一般在转速尚未达到范围之外状况下，对应叶尖间隙将会明显下降。该状况导致叶尖间隙的设计难度增加。为了解决上述问题，一般采用主动热控制手段进行改进。工作原理为:燃气轮机控制中，从压气机进行冷空气抽取，进而对透平缸内外支撑结构实现冷却处理，提高空气流量、空气温度的有效控制，降低缸体膨胀过多引起的危害，提高径向位移的精确控制，保证叶片、缸体的间隙满足规定范围要求。如GE公司就采取该方法在H型燃气轮机中进行间隙控制。 3.3延寿控制技术 重型燃气轮机的系统控制中，一般对考虑性能最优的设计模式，对应使用寿命的考虑略有不足。延寿控制设计中，需要保证燃气轮机运行稳定的基础之上，将内部核心部件，如热端部件进行优化目标进行控制，提高系统动态、静态指标的合理化，避免使用寿命过低、安全稳定性差的状况。如:系统在超载、转速增加的状况下，对应透平进口温度将会有所提高，降低过渡状况下峰值的影响，可延长核心部件的使用寿命。该方法属于闭环控制、短期控制的方法，在航空领域的燃气轮机上已经实现了应用。 3.4自适应技术 受工作环境等外界因素变化的影响，重型燃气轮机的部件可能发生结构变质、性能退化的状况，如:腐蚀、锈蚀或风化等带来的损伤。此时控制系统仍按最佳额定工况进行操作。整体不匹配状况导致运行时间、寿命、核心部件的性能等均会大打折扣。为此，借助自适应技术进行调整是十分必要的方法。可实现对控制系统的有效控制，提高控制系统的适应能力，可合理调节，实现与衰减模型相匹配的作业方法，避免性能退化等导致的伤害。提高燃气轮机传感设备的精确性、合理性、稳定性。 4、重型燃气轮机发展展望