GE 9E燃机无刷励磁系统的国产化改造
国产首台9E燃机安装要点及体会

国产首台9E燃机安装要点及体会
薛玉辉
【期刊名称】《青海电力》
【年(卷),期】2008(27)1
【摘要】安装于世界海拔最高的格尔木燃气轮机是我国国产化首台南汽/GE联合体生产的PG9171E型机组,在我国西北地区安装、调试这类燃气机组都是首次,要保质保量完成燃机安装和调试工作,面临诸多的技术问题和困难.本文针对格尔木燃电站燃气轮机安装过程中遇到的地脚螺栓尺寸偏差大、灌浆后出现裂纹及脱空、两支撑抬差值超标、轴系找中心等问题进行了探索,分析了问题出现的原因,提出了可行的解决办法,保证了机组安装质量,使机组达到一次启动成功.
【总页数】3页(P26-27,31)
【作者】薛玉辉
【作者单位】青海火电工程公司,青海西宁 810003
【正文语种】中文
【中图分类】TK229.92
【相关文献】
1.9E燃机的布置与安装体会 [J], 李根虎
2.9E燃机关键安装要点的探讨 [J], 徐刚
3.GE 9E燃机无刷励磁系统的国产化改造 [J], 单华鹏;顾建嵘
4.燃气机组适应电力市场发展策略暨9E燃机联合循环系统国产化经验研讨会在深
圳召开 [J], 薛以泰
5.GE与南汽轮首台在华组装的9E燃机正式发运 [J],
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9E燃机电厂燃烧模式分析与管理

9E燃机电厂燃烧模式分析与管理发布时间:2023-02-28T03:34:31.772Z 来源:《中国电业与能源》2022年10月19期作者:曹政[导读] 燃气轮机是燃气电站运行系统的重要组成部分之一,其运行稳定性将直接妨碍电站运行的稳定性,曹政大唐泰州热电有限责任公司江苏泰州市 225500摘要:燃气轮机是燃气电站运行系统的重要组成部分之一,其运行稳定性将直接妨碍电站运行的稳定性,甚至对电站运行的可靠性造成直接影响。
因此需要加强研究电厂中9E燃气轮机的燃烧模式。
主要目的是探讨电厂9E燃气轮机的燃烧原理,分析其燃烧模式改变和切换的过程,提出一种可行的燃烧模式管理方法,避免燃烧模式切换的失效。
本文简要分析了燃气轮机9E的技术特点和燃气轮机电站9E的燃烧方式,并对燃气轮机电站9E的燃烧方式切换和防控管理方法进行了深入探讨。
关键词:9E燃机;电厂;燃烧模式;分析;管理引言在电厂运行中,为了减少氮氧化物排放,燃气轮机制造商一般采取向燃烧区注水或注蒸汽等措施。
但是,这种方法会对燃气轮机的性能和维护间隔造成严重影响,并且会提高空气污染物,例如CO和UHC。
鉴于这些原因,燃气轮机制造商一直在研究其他类型减少氮氧化物排放的控制技术。
例如,目前普遍作用的干式低氮氧化物(DLN)技术在预混燃烧时控制燃料与空气的混合比,使燃烧火焰的表面温度低于扩散燃烧的理论燃烧温度,从而对氮氧化物的浓度进行控制。
为了充分发挥9E燃气轮机的作用,需要对电厂9E燃气轮机的燃烧方式进行分析,参照燃烧过程对燃烧方式进行自动切换,但发展到一定程度后,仍然存在燃烧方式失效的风险。
因此,有必要增强9E燃机燃烧运行的管理,进一步提升9E燃机燃烧运行效果,发挥良好的防控作用。
1. 9E燃机的技术特征9E燃气轮机是GE开发的E级汽轮机产品。
在原有9E.03机组原理的基础上更进一步增加了F级燃气轮机技术,进一步提高了燃气轮机产品的综合性能。
参照9E燃机产品结构分析,9E燃机保持了目前大多数9E.03产品的机型结构,采取使用17级叶片,设计压力为13.1,进一步降低了研发成本,提升了整机结构循环,有效避免机组调整影响整机热系统。
浅谈9E型燃气轮机发电机同期系统双重化闭锁改造

浅谈9E型燃气轮机发电机同期系统双重化闭锁改造摘要众所周知,同期装置是发电机并入电网时使用的一种设备,通过微调整待并发电机组与系统的电压、频率尽可能达到一致(同步表中显示为偏差夹角≯20°)。
如果并网时电压、频率不达到一致,那么就会发生非同期并列,将严重损坏发电机或变压器,对系统造成相当大冲击,严重时会烧毁设备,因此,同期装置性能是否良好至关重要。
某燃气轮机电厂2×200MW级燃气-蒸汽联合循环机组,燃气轮机为美国GE公司生产的9E型;发电机型号为:QFR-135-2J,接线型式为单星形;主变压器型号为:SF-170000/110,变压比121±2×2.5%/13.8kV,连接组别Yd11。
同期装置并网操作采用燃气轮机MarkⅥ控制系统中软件功能实现,且未加装同期鉴定闭锁继电器,不符合反事故措施要求。
按照国家电网生〔2007〕883_号《国家电网公司发电厂重大反事故措施》第11.9.1条“微机自动准同期装置应安装独立的同期鉴定闭锁继电器”,特制订该机组同期装置技术改造方案。
关键词:9E燃气轮机;双重化闭锁19E型燃气轮机发电机同期系统现状分析近年来,在发电机同期控制系统设计中存在取消自动准同期回路中同期检测闭锁的情况;其理由是:同期控制装置已微机化并“设计严密”,由于取消同期检测闭锁“有利于使发电机的并网过程不致因允许频差过小产生频差符号交替变换而延缓并网过程”。
同样,燃气轮机发电机组作为国外引进型机组,其先进的工业制造水平和较为完备的集成化、智能型保护控制系统赢得了普遍赞誉。
但作为核心技术,燃气轮机控制系统诸多功能模块的内部计算方式和逻辑组态情况尚未完全向用户开放。
由于缺乏深入研究,这对于国内多数燃气轮机电厂维护人员来说无异于“暗箱”操作。
针对这种情况,发电厂如何保证重大操作万无一失、如何规避涉网风险?制定相应的反事故措施势在必行。
同期并网操作的安全性是其中一个关键课题。
9E燃机一次调频测试存在的问题及优化

9E燃机一次调频测试存在的问题及优化通过对9E燃机电厂一次调频在线测试逻辑的研究,发现其存在的不足并进行优化。
通过试验,改进后的逻辑完全能满足电网公司对电厂一次调频测试的要求。
标签:9E 燃机;联合循环;一次调频测试引言随着国家对电网安全越来越重视,电网公司对电厂涉网部分也提出了更高的要求。
对于一次调频功能,电厂不仅需要全程投入,而且还需满足电网对一次调频功能进行在线测试的要求。
由于燃机控制系统属于国外垄断技术,国内电厂对燃机控制原理掌握不够深入,导致在按电网规定设置一次调频在线测试逻辑时存在问题,从而影响电网公司获取燃机一次调频能力数据的准确性。
为了解决这个问题,公司组织技术力量进行攻关,在江苏方天电力技术有限公司工程师的协助下,对燃机一次调频的响应原理,控制实现方法等进行深入研究,从而找到了能真实反映燃机对于电网公司进行一次调频能力测试数据的方法,解决了燃机一次调频在线测试数据与真实数据存在偏差的问题。
1 9E燃机负荷控制的原理某电厂9E燃机由南京汽轮(电机)集团公司成套供货,燃机控制系统采用MK VIe系统,DCS系统由GE新华控制公司供货,也采用MK VIe系统,整个控制系统一体化工作由GE新华控制公司负责,燃机TCS控制組态由GE公司提供,DEH控制组态由GE新华控制公司完成,DCS控制组态及AGC、一次调频组态工作由西安热工院完成,整体调试工作由华电电力科学研究院完成。
一次调频逻辑在DCS侧组态,通过DCS发送给燃机的负荷指令,控制燃机升降负荷,来实现联合循环机组的一次调频功能。
通过研究燃机侧的负荷控制逻辑(见图1)发现这种方式不能真正反映9E燃机一次调频的特性,燃机的负荷控制模式是采用一种有差控制模式,它的控制模式具有以下特点:燃机的转速/负荷控制信号TNR是用百分数表示的燃机转速/负荷指令。
机组的控制范围正常是95%~107%。
在启动期间,当启动信号获得(L83PRES1),这个指令预先设定到100.3%。
EX2000励磁系统升级改造

降足以导致控制卡件CPU工作不正常,在欠压状 态下主控卡件的CPU看门狗通常会动作,进而执
行跳机程序引发跳机。由于电压是在几年里以非 常缓慢速度下降,使得运行者并未马上觉察到这 个危险。当其降至4.65 V时,机组在没有预告的 情况下突然跳机,其后发出的一连串与看门狗电 路有关的报警。13年的运行经验表明,插头的积 灰受潮氧化确实导致了压降,进而引起核心卡件
125
磁控制系统共发生缺陷110台次,其中引起机组 跳闸即达到20余台次。某厂在2008-2009年对14
号机励磁系统的控制部分进行了升级改造,更新
为EX2100系统。
2
改造方案
(1)功率转换部分 主要包括从发电机定子出线处引出的11.5
kV电缆、一台11.5 压器、一台l
kV/525
V的l
230
kVA干式变
该架被分为三个独立的供电区。每一个控制器都
由控制和优I处理板所组成。
3
升级改造后的性能
(1)升级后的EX2100采用卡件集中布置,
卡同时安装于控制卡件箱内,使转子接地保护功
能实现了双重化配置,提高其安全陡和稳定性。
(6)冗余的采集功能,基于控制器的三冗余, 其励磁系统对励磁电压、电流等电气量的采集功 能也进行了必要的冗余扩展。原EX2000内只配置 一块DCFB进行励磁电流、电压等数据量的采集 工作,一旦DCFB出现故障即会引起跳机,升级 的EX2100共配置了三块EDCF卡件,同时用于 采集励磁电压、电流等电气量,三块卡件分别为 MI、M2、C三组控制器服务,当其中任l组采 样量卡发生故障时只会影响其提供服务的控制器, 而另两组卡件仍采集到正常的数据量,此时控制 器能够进行自动切换,切换至正常的工作组,由 采样回路故障引起的跳机事件即可被避免。 目前,EX2000励磁控制系统同Mark V和 GPP保护屏均有接口回路,采用硬接线模式连接。 虽然EX2100的励磁控制系统已经是基于英特网技 术的控制系统,但与MarkV和GPP保护屏的接口 仍保持着硬接线。其主要的起励、升降励磁、手自 (3)升级后的EX2100主控卡件由一套变为 三套分别为M1、M2以及c。每套都可实现AVR、 FVR、FCR以及各种保护功能,三套控制器内下 动模式的六组命令,以及EX2100系统送入Mark V的主要几组报警仍采用硬接线方式输入输出。
9E型燃气轮机进气过滤系统改造

苏里格发电公司的燃气轮机进气系统采用美 国
唐纳森 公 司单级 立式 G D X脉 冲 自清 式过滤 器 , 过 滤 元 件 为刚性 滤筒 ,圆筒式 过滤 器 采用 高 效木 桨 纤维
滤纸 , 其耐 破度较 好 。G D X 脉 冲 自清 式过 滤 系 统结 构如 图 1 所示。
滤 芯 组
・
3 2・
华 电技 术
第3 7卷
表 1 苏里格发 电公 司近年运行参数对 比
时 间 压
图 5 现 场 安 装 效 果
一
2 . 4 改造 滤器 、 消声 器 、 进 气 通 道 的布
安装 预过滤 外套 后 , 机组性 能得 到 了 明显 改善 。 该机组 使 用全新 滤 芯 , 初始 压差 为 1 8 1 P a , 增 加 预 过 滤外套 后 , 压差 仅增 加到 2 0 6 P a , 表 明外 套 材质 透气
的特殊 专用 纸为介 质 , 加工 成百 褶形 状 , 空气 流速 为
2. 5m。 /mi n
。
2 进气过滤 系统 改造 案例
苏 里 格发 电公 司位 于毛 乌素 沙 漠腹 地 , 气候 干
收稿 日期 : 2 0 1 4— 0 7~2 9 ; 修回1 5 1 期: 2 o 1 4—1 1 —1 9
1 . 2 进气 过滤 系统 故 障的危 害
进气 过 滤 系 统若 出现 故 障会 造 成 以下 危 害 : 首 先是 对压 气机进 气 通 道 及 叶 片造 成 污 染 , 通 常 会 导
图1 G D X脉冲 自清式过滤 系统结构
致通流面积减少 、 降低级 间压缩效率及机组能耗升 高, 严重 时会 引起 压 气 机 “ 喘振” , 危 及 燃 气 轮 机 的 运行 安全 ; 其 次是 空气 中各 种 有 机 物 与无 机 物 的颗 粒 杂质在 燃气 轮机 通流 部位 因高 温作 用产生 结垢 和 腐蚀 , 严 重 时会 堵 塞 透 平 叶 片 冷 却 孔 , 削 弱 冷 却 效 果, 极 易造成 金属超 温 。
GE能源集团在中国签署针对9E燃气轮机的合约式服务协议

GE能源集团在中国签署针对9E燃气轮机的合约式服务协议肖伟群
【期刊名称】《中国能源》
【年(卷),期】2009(31)4
【摘要】2009年3月,GE能源集团与中国2家电厂签订了总额为1.28亿美元的服务及维修合同。
GE能源集团将为位于宁波的浙江浙能集团镇海电厂2台
GE9FA燃气轮机提供定期检测及服务。
镇海电厂是浙江最大的燃气轮机联合循环电厂,电出力达795.6MW。
【总页数】1页(P47-47)
【关键词】9E燃气轮机;服务协议;集团;能源;GE;中国;合约;镇海电厂
【作者】肖伟群
【作者单位】
【正文语种】中文
【中图分类】TK474.3;F840.61
【相关文献】
1.绿色创想助力中国能源行业——访GE能源集团中国区总裁温跃忠GE能源集团优化与控制中国区总经理吴胜波GE能源集团优化与控制中国区销售总监杨晓东[J], 清晓
2.GE能源集团为中国四个新建电厂提供合约服务 [J],
3.GE公司烧中热值气体燃料的9E燃气轮机将用于中国的钢铁厂 [J], 万点
4.GE签订20年燃机合约式服务协议 [J],
5.GE能源集团赢得中国2家电厂1.28亿美元服务协议 [J],
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邯钢9E燃机工艺系统改进及技术创新

邯钢9E燃机工艺系统改进及技术创新摘要:本文介绍了邯钢东区现有一套9E燃气蒸汽联合循环发电机组的运行状态,针对低热值9E燃机在钢铁企业运行经验较少,不断积累运行经验,详细阐述了邯钢燃气轮机技术创新工艺改进的主要关键技术点。
通过不断吸收及消化机组技术要点,进行优化,保设备运行稳定,发电效率高效,创造了巨大的经济效益和社会效益,为钢铁企业充分利用低热值燃料发电技术的应用提供了可靠的实践依据。
关键词:燃气轮机;系统改进;节能创效1引言邯钢150MW燃气—蒸汽联合循环发电机组,是公司响应国家节能减排、循环经济的号召,充分利用钢铁企业的富裕高炉煤气及焦炉煤气,建立的目前公司最大的发电机组,彻底实现了钢铁企业煤气的零排放,为公司带来了客观的经济效益和社会效益。
其中燃机采用美国GE公司9E型成套机组,余热锅炉及汽轮机均采用国内先进机组,9E型燃机在全国钢铁企业采用低热值燃料的机组,在国内运行经验较少,针对邯钢9E燃机电厂在钢铁企业的特殊性,机组的负荷调整频繁,工艺系统复杂,燃机受环境因素影响较大等特点,需要对工艺系统进行改造创新,使其运行维护成本降低,增加机组稳定性,同时减少机组故障率和提高发电量,保证发电机组的高效稳定运行,避免因大型发电机组故障停机导致煤气管网平衡的困难,从而给公司带来成本和环保的双重压力。
通过该项目的实施,9E燃机电厂的运行稳定性有了很大的提高,对消化吸收国外先进燃机技术,具有重要意义。
2邯钢9E燃机运行概况邯钢150MW燃气蒸汽联合循环发电机组,为目前邯钢最大的发电机组,在公司煤气管网平衡,能源利用方面发挥着举足轻重的作用,其中燃机采用进口美国GE公司9E型燃机成套设备,由于9E燃机在钢铁企业燃烧低热值煤气应用较少,工艺系统较常规天然气发电机组有较大的区别,机组的运行维护的国有化水平有待提高,另一方面,进口燃机多以基准负荷运行,钢铁企业因煤气平衡问题,机组负荷调整频繁,对其稳定运行及其运行寿命提出重大考验。
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第 2期
单华鹏,等:GE9E燃机无刷励磁系统的国产化改造
·7·
2 主要技术工作
与常规的励磁系统比较,9E燃机无刷励磁系统 的特殊之处在于该型励磁系统需要与机岛控制系统 (MarkVI)交互配合,实现机组的一键启停,也是该 型励磁系统改造的技术难点。
信号类型
信号含义
信号名
MARKVI 模拟量
输入信号 (4~20mA)
有功功率 无功功率 定子电压 定子电流 励磁电流
96GW -1R/S/T 96GD-1R
单华鹏,顾建嵘 SHANHuapeng,GUJianrong
(国电南京自动化股份有限公司,南京 210032) (GuodianNanjingAutomationCompanyLimited,Nanjing210032,China)
摘 要:介绍了 GE9E燃气轮机发电机无刷励磁系统的国产化改造情况。针对燃机无刷励磁系统运行的特殊要 求,PSVR100励磁系统采用了多项先进技术,进行针对性设计,在燃气轮机机组的启停过程中配合机岛控制系统 (MarkVI)实现一键启停。PSVR100发电机励磁系统各项控制性能优良,系统运行稳定、可靠,成功替代了原 GE 燃气轮机无刷励磁系统中的进口励磁系统。该类电力控制设备的国产化,对于后期运行维护的时效性、经济性以 及励磁系统的可靠性意义重大,经济效益显著。 关键词:燃气轮机;发电机;无刷励磁系统;一键启停;PSS2B;国产化 中图分类号:TM 611.3:TM 77 文献标志码:A 文章编号:1674-1951(2019)02-0006-04 Abstract:ItintroducesthelocalizationoftheGE9Egasturbinegeneratorbrushlessexcitationsystem.Inresponsetothe specialoperationrequirementsofthebrushlessexcitationsystemofthegasturbine,thePSVR100excitationsystemadopts anumberofadvancedtechnologiestocarryouttargeteddesign.“Startup/shutdownwithonekey”workswiththehelpof turbineislandcontrolsystem (MarkVI)duringthestartupandshutdownofthegasturbine.PSVR100generatorexcita tionsystemhasexcellentcontrolperformance,stableandreliablesystemoperation,whichperfectlyreplacestheimported excitationsystem intheoriginalGEgasturbinebrushlessexcitationsystem.Localizingtheelectriccontroldeviceofthis typeisofgreatsignificancetothetimeliness,economyandreliabilityofthefollowingmaintenance.Andtheeconomic benefitsareremarkable. Keywords:gasturbine;generator;brushlessexcitationsystem;startup/shutdownwithonekey;PSS2B;localization
第 41卷 第 2期 2019年 2月
华电技术 HuadianTechnology
DOI:10.3969/j.issn.1674-1951.2019.02.002
Vol.41 No.2 Feb.2019
GE9E燃机无刷励磁系统的国产化改造
LocalizationofGE9Egasturbinebrushlessexcitationsystem
原励 磁 系 统 采 用 奥 地 利 ELIN 公 司 生 产 的 THYNE4型单通道 励 磁 调 节 器,配 置 为 单 控 制 器 单 整流桥,不 满 足 《汽 轮 发 电 机 运 行 规 程》(国 电 发 〔1999〕579号文)“发 电 机 应 配 备 双 自 动 通 道 励 磁
收稿日期:2018-09-04;修回日期:2018-11-20
经过前期的技术研究、图纸分析和现场实际确 认,确定了改造后的励磁系统与 MARKVI系统之间 交互的关键信号量(见表 1),确保改造后励磁系统 与 MARKVI系统之间的功能匹配一致。
表 1 励磁系统与 MARK VI通信信号
Tab.1 Excitationsystem andMARK VIsignal
图 1 励磁系统一次设备接线
Fig.1 Excitationsystem primaryequipmentwiring
调节器”要求。本次改造计划将原有单控制器改为 双控制器,双控制器自动通道采用一主一热备运行 方式;单整流桥改为双整流桥并联互为热备用方式 运行;要配合 机 岛 控 制 系 统 (MarkVI)实 现 机 组 的 一键启停。
1 问题的提出
华电上海奉贤燃机发电有限公司(以下简称奉 贤发电公司)一期为 4×180MW 双燃料 9E级一拖 一多轴布置燃气 -蒸汽联合循环机组。机岛设备采 用 GE公 司 的 PG9171E型 燃 气 轮 机 (以 下 简 称 燃 机),燃机发电机采用闭式空冷,额定出力 136MW。 燃机发电机励磁方式为两机一变无刷励磁,励磁变 压器(以下简称励磁变)电源取自厂用电源母线,变 比 400/280,励磁机额定励磁电压 100V,额定励磁电 流 12.6A。相关一次设备接线图如图 1所示。