西门子燃气轮机技术介绍开
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SIEMENS 900MW汽轮机的技术特点
外高桥电厂二期900MW汽轮机的技术特点外高桥发电厂二期工程筹建处冯伟忠【摘要】本文就外高桥二期工程的900MW汽轮机设备，对其技术参数、汽缸配置、末级长叶片、轴系及取消了调节级、机械危急保安器和同轴主油泵等技术和结构特点进行了介绍，对其相关的一些问题作了论述。
【关键词】超临界汽轮机技术特点外高桥二期工程，建设两台900MW汽轮发电机组。
工程采用分岛招标方式进行国际竞争性公开招标。
其中汽轮发电机组岛由SIEMENS公司中标。
目前设备尚在安装中。
第一台机组计划在2004年5月投产。
本工程的900MW汽轮机为超临界单轴、一次再热、四缸四排汽。
四缸分别为高、中、低、低。
其技术参数如下(100% 额定负荷)：额定出力：900MW最大连续出力：1029MW主汽门前额定压力23.96 MPa主汽门前额定温度538℃主蒸汽流量2537T/H高压缸排汽压力 5.495 MPa再热汽门前额定温度566℃再热汽流量2264T/H背压 4.9KPa低压缸末级叶片长度1146mm排汽面积2×2×12.5 m2热耗7602 kJ/kWh(1816kcal/kWh)*系统简介*四缸单轴汽轮机这两台汽轮机，是SIEMENS公司根据外高桥二期工程度身定制的。
按照招标书的要求，投标容量应为：双轴，1000MW；单轴，900MW。
而根据世界银行的招标导则，只要符合技术规范，原则上为低价中标。
这样，SIEMENS以末级叶片长度达1146mm作为技术支撑的单轴四缸方案就比其他投标商的五缸等方案在价格上更具有竞争力。
采用四缸方案，在技术上有其有利的方面。
作为900MW容量的机组，在投标的当时（1997年），世界上尚无已投产的同等容量单轴汽轮发电机组的先例。
四缸与五缸方案相比，轴系明显缩短，作为特大容量的机组，这有利于轴系的稳定。
在当时的国际上，人们普遍有这样的观念：汽轮机总体布臵一般要求同一根轴上不宜超过四个缸，否则除了找中困难，还对机组振动不利，甚至会影响机组的运行稳定性和可靠性。
V94.3A型燃机介绍
Poly Crista (PC)
多晶
Directionally Solidified (DS)
定向凝固
Single Cristal (SC)
单晶
隔热涂层 (TBC)隔热 性能
温度
热燃气
陶瓷 过渡层
基体金属
冷却空气
退役的第一级动叶
V94.3A 型燃气轮机的运行灵活性
燃料质量:组合式燃烧器能控制热值和天然气密度波动的影响,保持稳定运 行 多种燃料运行: 可使用天然气,柴油,石脑油和凝析油。例如，菲律宾的Santa
静叶片
动叶片
透平静叶解体拆卸
第一级透平静叶
第1级动叶冷却方式
A A BC
B C
V94.3A 透平第4 级动叶片
空心
透平叶片的冷却方法
隔热塗层 (TBC)
过渡层 叶片
热燃气側
形成冲击式冷 却的芯子
冷却方式: A 冲击式冷却 B 利用扰流片增强对流冷却效果 C 内部传热 D 气膜冷却
三种透平叶片铸造技术
1
-
叶轮之间通过 Hirth齿噛合 叶轮用中心拉杆轴向固紧
(7) 透平
-4 级
- 先进的冷却技术
- 叶片隔热塗层
(4) 压缩机
- 叶型气膜冷却
- 15 级 - 优化流动设计
(8) 排气
- 进口可转导叶
- 轴向排气
V94.3A型燃气轮机性能参数（ISO工况)
燃机型号
V94.3A
电网频率 负荷
50 基本负荷条件下
燃机空心动叶
第一级动叶安装
第2、3、4级动叶叶根结构
第四级动叶拆卸方法（沿轴向拆卸）
透平动叶模型
一级动叶根部冷却通道
西门子燃机介绍剖析
燃气轮机功率，MW 燃气轮机效率，% 联合循环效率，%
69 36.5 54.0
109 34.0 51.9
185 38.8 57.7
159 34.5 52.3
268 39.0 57.7
292.7 39
58.16
SGT5-4000F型燃气轮机结构介绍
设计特点
（1）发电机联接方式 －冷端驱动
（2）气缸 －水平中分
燃气轮机工作原理
燃气轮机工作原理 SGT5-4000F型燃气轮机结构介绍 SGT5-4000F型燃气轮机辅助系统 燃气轮机-蒸汽轮机联合循环
燃气轮机工作原理
燃气轮机定义
燃气轮机装置是一种以空气及燃料气为工质的、旋转式热力 发动机。 核心组成： 压气机（Compressor) 燃烧室 (Chamber) 透平机（Turbine）
电网频率，Hz 燃烧温度，℃ 压比 排气流量，kg/s
50/60 1190 16.2 192
60 1060 11.0 360
60 1230 16.9 457
50 1060 11.1 519
50 1230 16.9 659
50 1250 19.0 716.5
排气温度，℃
571
544
582
540
582
575.8
需再做动平衡 端面齿加工精度高，制造难度大
SGT5-4000F型燃气轮机结构介绍
燃烧室&燃烧器
燃烧室内 腔，空气 与燃料在 这里燃烧、 掺混
SGT5-4000F型燃气轮机结构介绍
燃烧室&燃烧器
SGT5-4000F型燃气轮机结构介绍
透平
5、9、13级抽气
SGT5-4000F型燃气轮机结构介绍
西门子燃机介绍
2.燃机本体MBA/MBD
31
2. 放风系统MBA4
32
2.放风系统MBA4
放风系统功能：
轴流压气机是在额定转速下进行设计的，当转速低于额定转 速一定范围时，超负荷的压气机不能产生足够的压比，此时会 进入气动上所说的喘振状态，并使压气机运行不稳定。 为了避免此现象，通过在压气机特定位置将一部分空气抽出， 减轻压气机负荷以改善运行工况。
9.液压油模块MBX
9.液压油模块MBX
9.液压油模块MBX 液压油系统有两个液压油泵，当一个液压油泵停止运行时,另外一个可以自动 启用。
液压油的清洁度是影响液压油模块长期运行的主要因素之一，液压油应每2～3 年更换一次以保持液压油的性能。 新的液压油应通过过滤器加入液压油站，并且在投入系统前至少进行4个小时 的过滤循环。 蓄能器： 液压油站上包含有一个100bar的氮气蓄能器用于稳定油压。 停机时液压油温度的保持： 长期停机时，为了避免液压油温度过低，可通过开启一个冷却油泵循环来保持 液压油温度。（当液压油温度低于25度或高于55度时开启冷却循环泵） 液位监视： 液压油模块含有3取2的液位监视跳机功能。
绝热压缩
2
等熵压缩 等压放热
4
1
等压放热
4
1
理想循环的工作过程是： 空气在压气机等熵压缩后进入燃烧室(1—2) 空气在燃烧室中定压加热 (2—3) 空气在透平中等熵膨胀作功(3—4) 空气在余热锅炉中定压放热(4—1)
燃气轮机工作原理
燃气轮机简单循环过程
燃烧过程（燃烧室） 压缩过程（压气机） 化学能转换成热能 膨胀过程（涡 轮）
SGT5-4000F型燃气轮机结构介绍
设计特点
（1）发电机联接方式 －冷端驱动 （2）气缸 －水平中分 （3）转子 －两个轴承 －中空轴 －叶轮之间通过Hirth齿啮合 －叶轮用中心拉杆轴向固紧 （4）压气机 －15级 －优化流动设计 －进口导叶可转 （5）燃烧室 －环形燃烧室 －24个组合式燃烧器 －陶瓷与金属遮热瓦块 （6）燃烧器 －低NOx技术 －可烧多种燃料 （7）透平 －4级 －先进的冷却技术 －叶片隔热涂层 －叶片气膜冷却 （8）排气 －轴向排气
西门子HE型联合循环汽轮机的技术特点
关 闭 主汽 门和再 热 门 ， 同时 打 开旁 路 门 。超 速 并
跳 机不 是一个 必然 功能 。汽 轮机不 可能超 速 。按
西 门子 的设计 ， 汽轮 机 的临 界转 速 避 开 工作 转 速
一
９ 一
维普资讯
上 海 电 力 的 １ 即为合 格 ， 我们 传统设 计 的要 求 ２ 存 Ｏ 和 Ｏ 在较 大差距 ， 其理 由恐 怕 正 在 于联 合 循 环 单 轴 系
采用 同步联轴 器 ， 以实 现 汽轮 机 在 联 合循 环 时 可
滞后 启动 、 强迫停 机 、 前停机 等 功能 。 提
输 出的 总功率 为 ３０Ｍｗ ， ５ 汽轮 机 参 数 特 点 为 三
压再 热 石 洞 口、 中原 、 州 、 山 ４个 工 程项 目 郑 萧 共 ９台机 组 ， 使用 该技 术 。从 总 体上 看 ， 将 ＨＥ型
在燃 机 紧急停 机 的情 况 下 ， 由 Ｄ Ｓ直 接发 信 号 可 Ｃ
燃 机 和汽轮 机 分别 置 于 发 电 机 的两 端 ， 机 燃 端采用 传统 的联 轴 器 连接 ， 轮机 端 采 用具 有 自 汽 动离合 功能 的 同步联轴 器 （Ｓ Ｓ Ｓ联轴 器 ） 。燃 机 和 发 电机 的 连接 是 刚性 的 ， 运 转 是 完 全 同步 的 。 其
１ １ 采用单轴 布 置 ． 的方 式 ， 以保 证 燃 机 和 汽 轮 机 各 自的 灵 活 运 行 。
棘爪 ， 汽轮机完全 脱 离轴 系 。两 步 啮合 的过程 ， 大
大减 少 了啮合 过程 中 的冲 击 ， 配合 精 心 设 计 的 并 润 滑油 和冷却 油 系统 ， 同步 联 轴 器 在 汽 轮机 的使 从 电机 端和汽 轮机 端 传 递 来 的 转子 热 膨 胀 量 ， 约 ２ Ｏｍｍ。 套装 置 中 ， 气 轮 机 侧 有 一 个 推 力 轴 整 燃 承， 为燃 机相对 死点 ； 轮机 中轴 承 座 内有 一个 推 汽
西门子燃机介绍
燃气轮机工作原理
1
➢燃气轮机工作原理 ➢SGT5-4000F型燃气轮机结构介绍 ➢SGT5-4000F型燃气轮机辅助系统 ➢燃气轮机-蒸汽轮机联合循环
2
燃气轮机工作原理
燃气轮机定义
燃气轮机装置是一种以空气及燃料气为工质的、旋转式热力 发动机。 核心组成： 压气机（Compressor) 燃烧室 (Chamber) 透平机（Turbine）
29
2.燃机本体MBA/MBD
30
2.燃机本体MBA/MBD
31
2. 放风系统MBA4
32
2.放风系统MBA4
放风系统功能：
轴流压气机是在额定转速下进行设计的，当转速低于额定转 速一定范围时，超负荷的压气机不能产生足够的压比，此时会 进入气动上所说的喘振状态，并使压气机运行不稳定。
为了避免此现象，通过在压气机特定位置将一部分空气抽出， 减轻压气机负荷以改善运行工况。
50 1250 19.0 716.5
排气温度，℃
571
544
582
540
582
575.8
燃气轮机功率，MW 燃气轮机效率，% 联合循环效率，%
69 36.5 54.0
109 34.0 51.9
185 38.8 57.7
159 34.5 52.3
268 39.0 57.7
292.7 39
58.16
11
21
1. 燃机本体MBA/MBD
22
2.燃机本体MBA/MBD
23
1.燃机本体MBA/MBD
24
1.燃机本体MBA/MBD
压差过低 表示即将发生喘振
高流速 低流速
压力能转化为动能
25
1.燃机本体MBA/MBD
1
➢燃气轮机工作原理 ➢SGT5-4000F型燃气轮机结构介绍 ➢SGT5-4000F型燃气轮机辅助系统 ➢燃气轮机-蒸汽轮机联合循环
2
燃气轮机工作原理
燃气轮机定义
燃气轮机装置是一种以空气及燃料气为工质的、旋转式热力 发动机。 核心组成： 压气机（Compressor) 燃烧室 (Chamber) 透平机（Turbine）
29
2.燃机本体MBA/MBD
30
2.燃机本体MBA/MBD
31
2. 放风系统MBA4
32
2.放风系统MBA4
放风系统功能：
轴流压气机是在额定转速下进行设计的，当转速低于额定转 速一定范围时，超负荷的压气机不能产生足够的压比，此时会 进入气动上所说的喘振状态，并使压气机运行不稳定。
为了避免此现象，通过在压气机特定位置将一部分空气抽出， 减轻压气机负荷以改善运行工况。
50 1250 19.0 716.5
排气温度，℃
571
544
582
540
582
575.8
燃气轮机功率，MW 燃气轮机效率，% 联合循环效率，%
69 36.5 54.0
109 34.0 51.9
185 38.8 57.7
159 34.5 52.3
268 39.0 57.7
292.7 39
58.16
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1. 燃机本体MBA/MBD
22
2.燃机本体MBA/MBD
23
1.燃机本体MBA/MBD
24
1.燃机本体MBA/MBD
压差过低 表示即将发生喘振
高流速 低流速
压力能转化为动能
25
1.燃机本体MBA/MBD
西门子燃气轮机凭借哪些黑科技不断突破传统能源利用极限？
西门子燃气轮机凭借哪些黑科技不断突破传统能源利用极限？如果说航空发动机是“工业之花”，那么超大型燃气轮机就是“皇冠上的明珠”。
重型燃气轮机是21世纪动力设备的核心，燃气轮机技术是目前世界公认标志国家工业基础先进程度的关键技术。
燃机的工作原理是什么？燃气轮机是一种靠燃料（主要为天然气）与空气燃烧产生气体推动叶片做功的机械，按照燃烧室温度目前分为E级，F级和目前最先进的H级。
它的工作原理其实很简单，具体情况咱们来看下面这张图，燃气轮机从左到右可以分为三个部分：压气机（蓝色）、燃烧室（红色）、透平（黄色）。
首先压气机将空气吸入到燃气轮机的内部并进行压缩。
之后压缩过的空气会和天然气在燃烧室进行混合并燃烧，随后产生出的高温高压气体就会推动透平叶片转动，一部分动力会用于带动发电机发电，另一部分动力则会负责带动压气机转动。
燃气轮机的燃烧室可以说融合了整个燃机的大部分高精尖技术，比如H级燃机运转时，燃烧室内部的温度可以达到近1600度的高温！比火山岩浆还要热，绝大部分的金属在这个温度下都会熔化。
所以，咱们也就重点说说燃烧室里发生的那些事儿。
首先，咱们来了解一下：燃机的燃烧室是由什么材料制成的？这里先放上一个视频。
我们的帅大叔讲解的还算清楚吧？一台燃气轮机的燃烧室中配有大概500块这样的隔热瓷片，在隔热瓷片受热一面的温度将近1600摄氏度，而另一侧的温度仅有600多摄氏度，这些大约4厘米厚的陶瓷隔开了近1000度的高温！「此处应该有掌声」（西门子SGT-4000F型燃气轮机的燃烧室）但除了抗高温这就完了么？too naive！燃烧室中的气体还会以堪比龙卷风的速度（每秒100米）不断冲击着燃烧室。
所以这些瓷片还必须能抗住强大的冲击力——甚至要比应用于航天飞机上的隔热瓷片还结实。
这是因为航天飞机上的隔热陶瓷在每次降落后和起飞前都会经过严格的检查并替换受损瓷片，而燃气轮机中的隔热瓷片需要在运行数千小时候后才会进行检修。
西门子V94.3A型燃气轮机技术升级改造介绍
ห้องสมุดไป่ตู้
根 据 可 控 扩 压 原 理 （Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ Ａｉｒ— ｆｏｉｌｓ，简称 ＣＤＡ）设计的叶片具有很高的等熵压缩效 率和 良好的喘振裕度 ，特别是涉及跨音速流的头几 排 叶片 。当压 气机 来 流 接 近 或 大 于 临 界 马赫 数 时 ， 传 统 亚声 速 叶型组 成 的 叶栅 内将 会 产 生 临 界 工况 ， 从 而 在 叶型 的背 弧处 产 生 激 波 ，这 使 得 叶片 附 面 层 的损 失增 加 而 级 效 率 下 降 。“可 控 扩压 ”的设 计 思 想 一 方面 是通 过控 制气 流在 叶 型背 弧后 半部 的扩 压 来 避 免在 工作 范 围 内 出现 明显 的边 界 层分 离 ；另 一 方 面 通过 叶 型沿 径 向的扭 转 、弯 曲 、后 掠 等设 计 ，减 小 叶片沿径向的附面层损失使得级效率得以提高。
４）由于 湿 压缩对 叶 片涂 层有 腐 蚀 作 用 ，投 用 湿 压 缩 系统 将 缩 短 检 修 周 期 ，同 时 每 投 用 １ｈ将 产 生 １．４个 等 效运 行小 时 。
２ 压气机通 流量升级
３ 液 力 间隙 优化 系统
液 力 间 隙 优 化 （Ｈｙｄｒａｕｌｉｃ Ｃｌｅａｒａｎｃｅ Ｏｐｔｉｍｉｚａ－ ｔｉｏｎ，简称 为 ＨＣＯ）系统 是通 过 装在 压 气机 推 力轴 承 主 、副推力 面 的液压 活塞 和一 套 独立 的液压 油 系统 ，
３）安 装 管道 系统 ； ４）压 气 机所 有 叶片 加 涂层 ，以 防 止湿 压 缩 水 滴 对压 气机 叶片产 生腐 蚀作 用 ； ５）控 制 系统 改造 。 湿 压缩 系统 的运 行 与维 护 ： １）湿压缩系统要求机组达到满 负荷 １ｈ后方可 投 用 ； ２）为 了确保 雾化 的水 不会 在 气 流通 道 内结 冰 ， 投 用湿 压缩 系统 时环 境 温度 不能 低于 １Ｏ。Ｃ； ３）停机 前 １ｈ要 停 用 湿压 缩 系 统 以确保 存 留在 气 流通 道 和 中间轴 的粗 盐 水 蒸 发 ，这 也 有 利 于保 护 压 气机 叶 片涂层 ；
根 据 可 控 扩 压 原 理 （Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ Ａｉｒ— ｆｏｉｌｓ，简称 ＣＤＡ）设计的叶片具有很高的等熵压缩效 率和 良好的喘振裕度 ，特别是涉及跨音速流的头几 排 叶片 。当压 气机 来 流 接 近 或 大 于 临 界 马赫 数 时 ， 传 统 亚声 速 叶型组 成 的 叶栅 内将 会 产 生 临 界 工况 ， 从 而 在 叶型 的背 弧处 产 生 激 波 ，这 使 得 叶片 附 面 层 的损 失增 加 而 级 效 率 下 降 。“可 控 扩压 ”的设 计 思 想 一 方面 是通 过控 制气 流在 叶 型背 弧后 半部 的扩 压 来 避 免在 工作 范 围 内 出现 明显 的边 界 层分 离 ；另 一 方 面 通过 叶 型沿 径 向的扭 转 、弯 曲 、后 掠 等设 计 ，减 小 叶片沿径向的附面层损失使得级效率得以提高。
４）由于 湿 压缩对 叶 片涂 层有 腐 蚀 作 用 ，投 用 湿 压 缩 系统 将 缩 短 检 修 周 期 ，同 时 每 投 用 １ｈ将 产 生 １．４个 等 效运 行小 时 。
２ 压气机通 流量升级
３ 液 力 间隙 优化 系统
液 力 间 隙 优 化 （Ｈｙｄｒａｕｌｉｃ Ｃｌｅａｒａｎｃｅ Ｏｐｔｉｍｉｚａ－ ｔｉｏｎ，简称 为 ＨＣＯ）系统 是通 过 装在 压 气机 推 力轴 承 主 、副推力 面 的液压 活塞 和一 套 独立 的液压 油 系统 ，
３）安 装 管道 系统 ； ４）压 气 机所 有 叶片 加 涂层 ，以 防 止湿 压 缩 水 滴 对压 气机 叶片产 生腐 蚀作 用 ； ５）控 制 系统 改造 。 湿 压缩 系统 的运 行 与维 护 ： １）湿压缩系统要求机组达到满 负荷 １ｈ后方可 投 用 ； ２）为 了确保 雾化 的水 不会 在 气 流通 道 内结 冰 ， 投 用湿 压缩 系统 时环 境 温度 不能 低于 １Ｏ。Ｃ； ３）停机 前 １ｈ要 停 用 湿压 缩 系 统 以确保 存 留在 气 流通 道 和 中间轴 的粗 盐 水 蒸 发 ，这 也 有 利 于保 护 压 气机 叶 片涂层 ；
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1.西门子燃气轮机概述 西门子燃气轮机编号方法
旧编号
新编号
V94.3A
环形燃烧室 发展阶段：3=第3代 压气机大小 转速 9 = 50 Hz 8 = 60 Hz
SGT5-4000F
燃气轮机等级 F ＝ F级燃气轮机
E ＝ E级燃气轮机
压气机大小 转速 5 ＝50 Hz 6 ＝60 Hz 西门子燃气轮机英文缩写
2、V94.2燃气轮机技术
圆筒型燃烧室
• 具有圆筒形的外壳和火焰管； • 多采用逆流式结构（紧凑）；可按1-2个； • 可直立或横卧于燃机上方，或直立于燃机侧面。 • 优点：结构简单、便于维修、使用寿命 • 缺点：空间利用率差、容积热强度较低；调试时所需风源较大。 • 应用：广泛应用于小功率燃机及部分中等功率燃机。
燃烧室的结构形式
• 按气流流过燃烧室的流程分
1.顺流式 2.逆流式
• 按燃烧室布置方式分
1.圆筒型燃烧室(Simens公司V94.2双立式、V94.3双卧室和ABB公司GT-13E2) 2.分管型燃烧室（GE公司9E 、9FA ） 3.环型燃烧室(Simens公司V94.3A和Alstom公司GT13E2) 4.管环型燃烧室（ 三菱重工M701F）
3、V94.2联合循环介绍
燃气－蒸汽联合循环
优点：
• １、显著降低机组气耗率20%~30% • ２、显著提高机组功率
缺点：增加了蒸汽回路，使机组大为复杂。
应用：只适用于地面动力装置。
3、V94.2联合循环介绍
SGT5-4000F联合循环
SGT5-4000F联合循环
3、V94.2联合循环介绍
3、V94.2联合循环介绍
余热锅炉型燃气－蒸汽联合循环的热力过程
• 思路：利用燃机循环平均吸热温度高和蒸汽动力循 环平均放热温度低的特点。 • 例如燃气轮机的燃气初温高达1200~1500 ℃，排 气温度高达300~500 ℃ 。先进的蒸汽轮机，排汽温 度只有几十度，锅炉的排烟温度一般只有160~200 ℃。
2、V94.2燃气轮机技术
热再启动和快速变负荷能力
2、V94.2燃气轮机技术
2、V94.2燃气轮机技术
2、V94.2燃气轮机技术
西门子燃机转子结构
2、V94.2燃气轮机技术
西门子压气机叶片设计
先进的可控扩散度叶型 三维叶片边界修正 级数少/压比大
V94.2压气机叶片
第6级静叶片
2、V94.2燃气轮机技术
2、V94.2燃气轮机技术
2、V94.2燃气轮机技术
透平叶片的冷却方法
2、V94.2燃气轮机技术
隔热涂层（TBC）性能
1060℃
790℃
2、V94.2燃气轮机技术
SGT5-2000E 第1、2级静叶片冷却
2、V94.2燃气轮机技术
透平动叶片内部冷却通道
2、V94.2燃气轮机技术
使用陶瓷瓦块
2、V94.2燃气轮机技术
V94.2运行灵活性
2、V94.2燃气轮机技术
2、V94.2燃气轮机技术
V94.2燃机易于维护和检修
燃烧筒 气缸体 透平动、静叶片
优势：
通过人孔可进入燃烧室， 检查所有的热通道部件，而 不需要揭开气缸 人可进入燃烧室，单个 拆换遮热瓦块，无需拆除燃 烧室
2、V94.2燃气轮机技术
已投运机组>200套
1.西门子燃气轮机概述 西门子燃气轮机产品技术参数
燃气轮机型号 电网频率，Hz 推出时间，年 透平进气温度，℃ 压比 排气流量，kg/s 排气温度，℃ SGT-1000F V64.3A 50/60 1996 1190 16.2 192 583 SGT5-2000E V94.2 50 1981 1075 11.1 531 536 SGT5-3000E V94.2A 50 1997 1161 14.0 512 575 SGT5-4000F V94.3A 50 1995 1260 17.9 689 577
V94.2设计特点
2、V94.2燃气轮机技术
西门子燃气轮机转子
2、V94.2燃气轮机技术
2、V94.2燃气轮机技术
Hirth齿轮盘结构
2、V94.2燃气轮机技术
带有Hirth齿的透平叶轮
2、V94.2燃气轮机技术
2、V94.2燃气轮机技术
中心拉杆转子设计优点 ：
Hirth齿传递扭矩可靠 采用Hirth端面齿对中，所有转子部件精确定 中心，即使这些部件径向 膨胀量不同时也可保 证所有轮盘的同心度 若中心拉杆的固紧力由于温度发生了变化， 转子的轴对称性不受影响 转子现场可以拆装，而不需要再做动平衡 轮盘式结构重量轻，热惯性好，允许快速启 动 转子部件刚度大，临界转速高
3.V94.2联合循环介绍
3、V94.2联合循环介绍
◆ 燃气－蒸汽联合循环原理
• 利用燃气轮机排气余热在余热锅炉中将水加热变 为中温中压的过热蒸汽，将此蒸汽引入汽轮机膨 胀作功，这就相当于一台在T3很高而T4很低热源之 间工作的热机，其循环效率必定较高。 • 燃气和蒸汽的组合方式不同,联合循环可分为: 余热 锅炉型、排气补燃型、增压燃烧锅炉型和加热锅 炉给水型
燃气轮机毛功率，MW 燃气轮机毛效率， % 联合循环毛功率，MW 联合循环毛效率，%
68 35.1 101 52.6
168 34.7 251 52.2
191 36.8 290 56.5
287 39.5 416 58.2
西门子燃气轮机技术介绍
2. V94.2燃气轮机技术
2、V94.2燃气轮机技术
2、V94.2燃气轮机技术
• 组成：燃气轮机及发电机与余热锅炉、蒸汽轮机共 同组成的循环系统，它利用余热锅炉回收燃机排气 的部分热能，产生蒸汽以推动蒸汽轮机发电，或将 部分发电作功后的乏气再用于供热。 • 形式：单轴联合循环；多轴联合循环。 • 用途：发电或热电联产。
余热锅炉型燃气－蒸汽联合循环的热力过程
• 余热锅炉型联合循环将燃气轮机布莱敦（Braylon）循环和汽轮机朗肯 （Rankine）循环组合在一起，燃气轮机循环称为顶部循环或前置循环， 把朗肯循环称为底部循环或后置循环。 • 燃气轮机排放给大气的热量可用面积14sS4S1表示。当采用燃气－蒸汽联 合循环后，燃气轮机排放给大气的热量就减少了相当于汽轮机热力过程 所包围的那一块面积abcdea所表示的热量。毫无疑问，联合循环的效率 将显著提高。联合循环中汽轮机输出功率约为燃气轮机功率 的30％~50％；联合循环的效率要比 其中的燃气轮机效率高30％～50％。 朗肯循环的最高温度即蒸汽初温TS （图中d点）取决于燃气轮机的排气 温度，两者的温差为△TS。图中是余 热锅炉排烟的温度。
西门子燃气轮机技术介绍
西门子燃气轮机技术介绍
内容提要
1. 西门子燃气轮机概述 2. V94.2燃气轮机技术 3. V94.2联合循环介绍
西门子燃气轮机技术介绍
1. 西门子燃气轮机概述
1.西门子燃气轮机概述
V94.3 & V84.3 & V94.2
V94.3A & V84.3A & V94.2A
３、V94.2联合循环介绍
３、V94.2联合循环介绍
３、V94.2联合循环介绍
３、V94.2联合循环介绍
３、V94.2联合循环介绍
３、V94.2联合循环介绍
３、V94.2联合循环介绍
３、V94.2联合循环介绍
西门子燃气轮机技术介绍
谢谢大家！
2、V94.2燃气轮机技术
SGT5-4000F燃烧室结构特点
2、V94.2燃气轮机技术
西门子组合式燃烧器
可使用天然气、柴油、石脑油、 凝析油多种燃料
在60～80％负荷时天然气到燃料
油的相互切换，仅需5分钟 在大于40％负荷运行时能保持低
NOx、CO排放
2、V94.2燃气轮机技术扩散和预混燃烧源自2、V94.2燃气轮机技术
转子叶片拆卸
每一片压气机和透平叶片都可 以单独更换（例如：返修 等），无需拆卸转子。
2、V94.2燃气轮机技术
优秀的运行维护设计—— 陶瓷瓦块检修
SGT5-4000F
2、V94.2燃气轮机技术
大 修 现 场 转 子 起 吊
2、V94.2燃气轮机技术
V94.2NOX和CO排放
西门子燃气轮机技术介绍
2、V94.2燃气轮机技术
环型燃烧室(SGT5-4000F)
• 在燃烧室内壳、外壳体所形成的环形空腔内，安装一个由内、外环构成的火焰 管。在环形火焰管头部沿周向均匀布置若干喷嘴和旋流器（24个）。 • 优点：
◆空间利用率高，尺寸小、结构紧凑； ◆需冷却保护的火焰管面积较少，比容积热强度高； ◆可获最佳的流路配合，压力损失小； ◆启动点火性能好。
每套联合循环中的燃气轮机数量 2 = 多轴布置 1S = 单轴布置 德文：燃气-蒸汽联合循环缩写 联合循环装置数量
1.西门子燃气轮机概述 西门子燃气轮机技术发展
燃 机 输 出 功 率
[MW]
50Hz/60Hz
年份
1.西门子燃气轮机概述
1.西门子燃气轮机概述 西门子燃气轮机产品目录
已投运机组>80套
6 = 50 Hz 或 60 Hz
德文：燃气轮机开头字母
1.西门子燃气轮机概述 西门子燃气轮机联合循环编号方法
旧编号 新编号
n GUD 2.V94.3A
燃气轮机型号
SCC5-4000F n
联合循环形式
1×1：一拖一；2×1：二拖一 Single shaft：单轴 F 级燃气轮机 50赫兹 联合循环装置数量
缺点：
◆调试时耗气量大； ◆油气匹配难、组织燃烧难； ◆出口温度场的稳定性差； ◆高温下火焰管易变形；难拆卸。
2、V94.2燃气轮机技术
筒型燃烧室设计的优点