9FA重型燃气轮机转子高速动平衡研究
9FA燃机性能介绍

9FA燃机介绍9FA燃机的研发历程美国GE公司于二十世纪八十年代中期投入了大量资金,进行F型燃气轮机的开发研制,主要是将飞机发动机的先进技术和部件移植到工业和发电用燃气轮机上,从而使其性能大幅度提高。
GE公司于1987年制成了首台60Hz的MS7001 F型燃气轮机发电机组,输出功率135.7MW,发电效率32.8%。
接着,GE公司与GEC Alsthom公司联合开发,通过MS7001 F型燃气轮机的模化放大,模化系数1.2,制成了50Hz的MS9001 F 型燃气轮机发电机组,输出功率212.2MW,发电效率34.1%。
其燃气轮机的所有部件,除轴承和燃烧室以外,都是按1.2的比例进行模化放大。
第一台MS9001 F型燃气轮机发电机组于1991年8月在美国南卡罗莱纳州的格林维尔(Greenville)厂制造成功并满意地运行。
接着,GE公司又将其MS7001 FA型燃气轮机模化缩小,模化比2/3,于1995年末研制成70MW等级的MS6001 FA型燃气轮机,通过齿轮箱减速,用于50Hz/60Hz发电。
GE公司还与其意大利的伙伴新庇隆公司联合开发了50Hz的9EC型燃气轮机发电机组,该机组结合了9E燃气轮机的设计和9F型燃气轮机的透平段技术,使9E型燃气轮机发电机组的性能有了较大幅度的提高。
烧天然气时,9EC型机组的额定功率达169MW,发电效率35%,首台9EC型发电机组于1996年秋天制成。
9F型燃气轮机的结构和性能1.9FA型燃气轮机的结构点击查看清晰大图以上是9FA型燃气轮机的纵剖面图。
该机组为典型的单轴结构,与传统的9E型燃气轮机相比较,省去了一个中间轴承,三支承变成了双支承。
动力输出由透平排气端(热端)改变为压气机进气端(冷端)。
透平改变为轴向排气,有利于与余热锅炉的连接。
其控制系统应用GE公司的Speedtronic MKV,有三冗余度,由3台计算机分担燃气轮机的控制职能,三冗余的计算机或传感器之一发生故障时,内部的表决逻辑将透平控制重新定向于两台能工作的计算机和传感器,因而有较高的可靠性。
9FA燃气轮机压气机首级动叶改造分析

实体模型 。由于 Sl 9 单元具有较高的精度 , od2 i 而且
叶片本 身 的造 型 比较 复 杂 , 应 用 软 件 自动 划 分单 故 元功 能 , 采用 Sl9 oi 2单 元 进 行 网格 划 分 , 元 数 量 d 单 为 64 5 节 点数量 为 1 2 。叶片有 限元 网格 图见 3 , 299 图 1 叶片工 作转 速下 数值 模拟 计 算 的 V nMi s , o s 应 e 力见 图 2, 叶片 工作转 速 时 的径 向变形见 图 3 。
由于机 组在 工作 过 程 中可能 出现 超转 速运 转 的 情况 , 以还 需要 对 改 造 后 的叶 片 在超 转 速下 的应 所
用 N ME A软 件 的 I G A t r U C G / uo i 块 自动 生成 。 G d模
力和变形情况进行核算。超速转速为 15 1 %工作转 速 , 34 0/ i。超转速下计算采用 的计算方法 即 5rmn 如 21 . 部分所述 。叶片的 V nM s 应力见 图 7 叶 o i s e , 片 的径 向变 形 见 图 8 由 图 7可 以看 出 , 超 转 速 。 在
分布拉杆式 转子 , 首级 叶片 的叶顶 最 大直径 为 其 240 m, 8 m 叶顶 的 圆周 方 向线 速 度 为 3 9 / , 顶 8m s 叶
收 稿 日期 :0 1— 4— 7 改稿 日期 :0 1— 5一l 2 1 0 0 21 0 O 作者简 介 : 金大力 (9 0一 ), , 18 男 硕士 , 秦皇 岛人 。
文献标 识码 : B 文章编号 :0 9—2 8 (0 1 0 0 0— 10 8 9 2 1 )4— 0 4 4 0
中图分类号 :K 7 . T 44 8
燃气一蒸汽联合循环发 电装置作为一种高效、
9FA燃机

9FA燃机9FA燃机是一种大型燃气轮机,由美国通用电气公司(General Electric,简称GE)设计和制造。
该燃机具有高效率、低排放和可靠性高的特点,是电力行业中常用的发电设备之一。
下面将介绍9FA燃机的工作原理、应用领域以及主要特点。
9FA燃机的工作原理是利用燃气燃烧产生高温高压气流推动涡轮旋转,进而产生机械功,驱动发电机发电。
其工作流程包括压气机压缩空气、燃气燃烧发生器发生混合燃烧、高温高压气流推动涡轮旋转以及尾焰排出废气等过程。
其中的关键部件包括压气机、燃烧室、涡轮、发电机等。
9FA燃机主要应用于发电厂的电力生产中,其功率范围广泛,可以满足不同规模的发电需求。
由于其高效率和低排放的特点,9FA燃机得到了广泛的应用和认可。
目前,世界范围内有许多发电厂采用9FA燃机作为主要发电设备。
9FA燃机的主要特点包括高效率、低排放和可靠性高。
高效率是指其能够将燃气的化学能转化为电能的比例较高,从而提高发电厂的发电效率。
低排放是指其废气中含有的污染物排放较少,符合环保要求。
可靠性高是指其具有较高的可靠性和可用性,能够长时间连续运行。
9FA燃机的高效率是由其先进的燃烧系统和高效的气动设计所决定的。
燃气燃烧发生器采用了先进的预混合燃烧技术,使得燃气能够充分燃烧,提高能量利用率。
涡轮采用了先进的涡轮叶片设计和冷却技术,减少了转子的热应力和磨损,提高了转子的寿命和效率。
9FA燃机的低排放是通过优化燃烧系统和采用先进的尾焰处理技术实现的。
优化燃烧系统可以提高燃烧的效果,减少燃气中的污染物生成。
尾焰处理技术包括催化剂和SCR脱硝技术,可以将废气中的污染物降低到很低的水平,符合环保要求。
9FA燃机的可靠性高是由其坚固的结构和先进的控制系统所决定的。
燃机的关键部件采用了耐高温材料和先进的制造工艺,能够在高温高压和恶劣环境下正常工作。
控制系统采用了先进的自动化技术和故障检测技术,可以对燃机进行智能化管理和维护。
综上所述,9FA燃机是一种高效率、低排放和可靠性高的大型燃气轮机,广泛应用于发电厂的电力生产中。
汽轮发电机组现场高速动平衡实例分析

汽轮发电机组现场高速动平衡实例分析张沈彬【摘要】针对发电厂汽轮机转子、发电机转子、励磁机转子和联轴器等的振动异常问题,通过高速动平衡试验进行降振.对部分实际案例的振动特点进行分析,确定加重质量及加重位置,起到了明显的降振效果,保证了机组的安全稳定运行.【期刊名称】《内蒙古电力技术》【年(卷),期】2010(028)004【总页数】3页(P36-38)【关键词】汽轮发电机组;高速动平衡;相对轴振;瓦振;平衡质量【作者】张沈彬【作者单位】内蒙古电力科学研究院,内蒙古,呼和浩特,010020【正文语种】中文1 C125型机组低压转子振动异常及处理1.1 机组概况及存在的问题某厂2号机组采用长江动力集团公司武汉汽轮机厂生产的超高压、一次中间再热、单轴、双缸双排汽、单抽冲动凝汽式汽轮机,型号C125/N150-13.24/0.245/535/535。
汽轮机轴系由高中压转子、低压转子和发电机转子组成。
该机组于2007-02投产后振动状况良好。
2008-05,工作人员发现3号瓦振动过大,垂直瓦振超过100 μm,轴振 3x、3y分别为87 μm、80 μm;2009-10大修检查时,发现高压汽缸有明显进水现象,3号轴承箱上的盘车机构外壳有长约70 mm的裂纹,应是外力强行盘车所致。
11-14,大修结束后机组启动,当达到额定转速3 000 r/min时,2号、3号瓦相对轴振动高达240 μm,3号瓦垂直振动150 μm,振动严重超标。
1.2 解决措施经过高速动平衡试验,在低压转子两端分别加反对称平衡质量700 g,将2号、3号瓦相对轴振动和3号瓦垂直振动大幅降至110 μm和50 μm以下的合格水平。
高速动平衡前后通频振动情况如表1所示。
表1 高速动平衡前后通频振动情况μm工况方向1号瓦2号瓦3号瓦4号瓦x 26524241 84 y 7831 127124动平衡前,转速3 000 r/min,偏心率E=50 μm 172 6⊥1512 73 x 11656 116 52 y 7866 86动平衡后,转速3 000r/min21⊥1647181.3 建议机组振动虽合格,但由于历史原因,2号机组3号瓦的结构刚性变差,在变负荷工况下抗干扰能力依然较低,建议电厂在加固3号瓦的结构刚性上采取如下措施:(1)紧固基础与台板、台板与轴承箱的连接螺栓,提高其连接刚度;(2)保持瓦与瓦盖之间合理的接触面积,增强上瓦紧力;(3)消除油管道可能作用在轴承箱上的力;(4)从设计上考虑加强瓦结构刚性的具体措施;(5)通过大修加强基础与台板的二次灌浆等。
大型汽轮机发电机转子高速动平衡超速试验室-精选文档

大型汽轮机发电机转子高速动平衡超速试验室目前,国内外发电设备生产厂家都非常重视转子高速动平衡和超速试验,并将其列为常规工艺检查的重要内容,是降低机组振动水平、保证机组运行安全、改善机组运行性能以及优化机组条件的主要手段。
作为汽轮机质量的主要保证体系,在进行高速平衡、超速试验的时候还需要确保承上启下、瞻前顾后的要求,为后续工作的开展提供技术和理论指导。
1.动平衡技术性能测试随着我国国民经济的飞速发展,对电力结构的调整和环保要求的提高,大力发展大容量、高参数超临界/ 超临界火电机组是我国电力行业发展的重要方向。
为提高效率,汽轮机低压转子的长径比越来越大,转子朝着越来越“柔”的方向发展,柔性转子振动过大将直接影响到机组的安全稳定运行,因此这类大型汽轮机低压转子在出厂时都必须经过严格的高速动平衡。
柔性转子平衡不同于刚性转子平衡,它不仅要平衡某一转速下转子传给轴承的不平衡力(轴承动反力),而且还要平衡该转速下转子的挠曲变形,才能保证转子在一定转速范围内平稳的运转。
柔性转子平衡方法主要有模态平衡法和影响系数法。
(1)在动平衡技术性能测试之中,测试标准完全按照国际标准开展,是以ISO2953-1984 平衡机描述及评价标准为主的,该标准明确规定校验转子为刚性转子,测得平衡机最小可达剩余不平衡值为0.5um,不平衡量在每一次减少干扰之后干扰率不得超过原来的80%。
(2)按国际标准ISO5343-1963 评价,在柔性转子的平衡度测量中,其中明确的规定校验的转子为柔性转子的时候,高速平衡实验结果基本上能够满足预计运行标准,达到业界满意程度要求。
2.驱动用汽轮机的调速精确度测试一般来说,驱动用汽轮机的调速范围主要为0~3000~36000r/min ,在这个环节测试的时候通常都是在汽轮机驱动系统运行一分钟之后进行调速。
近年来,随着国民经济的飞速发展和电力结构调整需求的提高,大力发展大容量、高参数、超临界的发电机组已成为我国电力行业发展的主要方向。
S209FA燃气-蒸汽联合循环机组典型故障及其处理方法

国
图 2 实测 找中数据
作 者简介 : 韩建清 ( 1 9 6 8一 ) , 男, 浙 江余姚 人 , 硕 士研究 生 , 高级 工程 师 , 长 期从 事燃气 轮 机发 电技 术。E . ma i l : 1 5 1 0 4 2 @
第2 6卷
第 2期
《 燃
气
轮
机
技
术》
V o L 2 6 No . 2
2 0 1 3年 6月
GAS TURBI NE TECHNoLoGY
J u n . ,2 0 1 3
S 2 0 9 F A燃气一 蒸汽联合循环机组典型故障及其处理 方法
韩建清
( 浙江国华余姚燃气发电有限责任公司, 浙江 余姚 3 1 5 4 0 0 )
文献标识码 : A 文章编号 : 1 0 0 9— 2 8 8 9 ( 2 0 1 3 ) 0 2— 0 0 5 2—0 5
中图分类号 : T K 4 7 8
某电厂安装一套 S 2 0 9 F A燃气一 蒸汽联合循环机, 装
机 发 电机组 ( 容量 2 5 0 M W) , 2台卧式 、 三 压再 热 、 无
团
补燃 、 自 然循环余热锅炉, 1 台单轴 、 双缸 、 下排汽、 一
次 中间再热 、 带 中压和低压补 汽的 D 1 1型凝汽式汽 轮 发 电机组 ( 容量 2 8 0 MW) 组 成 。其 重 要 主机 设 备 均 为进 口设备 , 其 中燃 气 轮 机 、 汽轮 机 均 为美 国 G E公
当时机 组负荷 还没有 带 足 , G E公 司 提 出 根 据 机 组 在 全 负 荷 情 况 下 的 振 动 情 况 再 决 定 处 理
9FA燃气轮机组盘车的浅析

9FA燃气轮机组盘车的浅析摘要:此文针对9FA燃气轮机组盘车的介绍、使用、应急方案整合和日常规范操作的研究,也可提供为公司新员工学习参考。
9FA燃气轮机组有着灵活的调峰性,能快速响应调度负荷需求。
因此在机组停役后,盘车能否正常投入,对下一次快速启动有着关联性的影响。
关键词:燃气轮机;盘车投用;应急盘车1.盘车的介绍燃气轮机、汽轮机由于缸体和转子的结构厚重,停机后需要较长的冷却时间。
在冷却过程中由于缸体上部的温度高于下部,使转子上下热膨胀不均匀而产生弯曲变形。
因而在机组停机后,必须使转子以一定的速度持续转动,以保证其均匀冷却。
这就是盘车。
此外,盘车为机组提供转子从静止开始旋转的动力。
在机组启动前投入盘车,不仅可以降低启动转矩,而且可以检查转子是否有热弯曲现象存在。
1.1 9FA燃气轮机组就地盘车装置盘车由立式电动机驱动,形式上属于电动盘车。
从上到下依次为“应急盘车电机”,”啮合控制杆“,“啮合电机”,“盘车马达”,和左侧的“应急盘车控制箱”组成。
由同一根轴驱动,通过链轮和减速齿轮组件传送动力到转子上的齿轮。
主要部件有:减速齿轮组件、盘车电动机、啮合电机、用来使盘车驱动小齿轮和相匹配的转子大齿轮自动啮合的气缸和盘车控制装置组成。
1.2 盘车啮合原理在需要啮合时,电磁阀得电,接通仪表气气路,推动气缸推杆移动,经上下两根接杆推动摆架转动,实现齿隙和齿顶配合。
于是气缸推杆的位置开关反馈信号接通啮合电机,啮合电机转动,使减速齿轮组件带动惰轮与转轴上的大齿轮啮合到位。
10秒钟后,啮合马达自动切断电源,盘车马达启动,将机组带入盘车转速。
与此同时电磁阀失电,切断仪表气气路。
1.3 盘车啮合过程1.4 盘车就地控制箱1.5 盘车电源位置2.盘车的使用盘车操作方式有:程控自动、程控手动、手动、停用。
盘车启动的条件有:发电机开关分闸、汽机所有截止阀关闭、滑油压力正常、“零”转速满足、顶轴油泵运行、仪用气压力正常。
2.1 程控自动(图1)如(图1)所示,当满足盘车条件后,自动程控投入盘车的顺序依次为:1 就地控制箱手柄位置应在STANDBY、2 MK6盘车操作页面上盘车装置状态应在选择在AUTO MODE、3 啮合马达显示为ENGAGED、4 10秒钟后,预啮合马达自动切断,主马达启动(盘车马达)RUNNING、5 盘车正常投入后稳定转速显示为“4”转。
基于模型控制的9FB燃气轮机燃烧调整技术探讨

图1CDM系统架构用物理边界模型,利用实时建模技术,计算并维持机组运行时必要的边界裕度。
模型控制替代传统控制,不管燃料特性、运行工况、负荷等条件如何变化,均使燃气轮机尽可能靠近边界运行,以提高机组性能和操作灵活性。
典型燃气轮机运行边界有NO X排放、CO排放、燃烧脉动、阀门压比、压气机结冰、压气机喘振、压气机排气温度等。
GE公司9FB级燃气轮机的燃烧模型控制包括ARES、脉动模型、排放模型、乏气熄火模型(LBO)等。
①ARES(Adaptive real-time Engine Simulation):自适应实时引擎仿真模型。
它是一种高保真模型,采用虚拟传感器[3],实时连续调节,性能稳定。
ARES可以解决传感器系统滞后、高精度参数无法获取、过分依赖排放或CDM系统等问题。
PM1_NOX是6.3模式下PM1正常工作的控制回路。
该回路根据NO X目标值调整PM1燃料阀配比及开度,NO X排放控制在目标值,符合机组运行及环保参数要求。
PM1_NOX控制回路采用PI调节,其计算公式为:(2)K为比例系数,NO X实际计算值通过边界模型获得。
FXP1BC为6.3燃烧模式下PM1分量(由一阶惯性环节计PM1_REF是PM1基准(分量FXP1BC),Y为线函数,表述PM1_REF与燃烧基准CA_CRT的关系。
图2燃烧调整四要素NO XCO脉动稳定性燃烧脉动波动案例分析月,某电厂#1燃机燃烧脉动出现晃动,频高达10.5psi,且晃动频繁。
由表脉动高且持续时间长会导致机组减负荷,甚至可能造成设备损坏。
分析燃烧脉动原因,当时环境温度较低17~19ppm,PM1控制回路在最小值和来回切换。
此时NO X目标值在15ppm,为达目标值,处于最小值控制回路。
分析四要素,中频)脉动增大。
针对这一矛盾,采取了折中的办法———排放目标值。
因为有脱硝系统,适当提高NO。
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况 如下 :
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图 1 9 A燃气 轮机结构图 F
关 键 词 :F 9 A燃 气轮机 ; 高速动平衡 ; 平衡方法
文 献标 识 码 : A 文 章 编 号 :0 9— 89 2 1 )4— 0 9— 3 10 2 8 (0 1 0 0 0 0
中 图 分 类 号 :K 7 T 47
9 A重型燃气轮机的相关技术是哈尔滨汽轮机 F 厂有 限责任公 司从美 国 G E公 司引进 , 国家 83 是 6
( 尔滨汽轮机 厂 有 限责任 公 司 , 尔滨 10 4 ) 哈 哈 5 06
摘 要: 本文对 9 A重型燃气轮机转子高速动平衡试验方法 、 F 平衡方法 、 衡设备 等做 了详 细的介绍 , 平 同时也
介绍 了 G E公 司的低 速平衡 方法 , 9 A燃气轮机转子今后 的高 速动平衡 提供 了可资参 考和借鉴 的经验 。 为 F
压 气机 为 1 8级轴 流 式 , 比为 1 . 空气 质 量 压 54,
收 稿 日期 :0 1 0 0 改稿 日期 :0 I 0 2 2 1 — 4— 8 2 1 一 6— 8
作者简 介 : 李立波 ( 98一) 男 , 17 , 工程师 , 主要从 事转子 动平 衡和机组故障诊断及振动处理工作 。
衡 的空 白 , 义十 分重 大 。 意
静叶设计成 2叶片块结构 , 应用真空等离子喷涂合 金保护涂层。第 3 级静 叶设计成三叶片块结构 , 应
用 堆积 涂层保 护 。 整个 转 子 总 重 约为 7 t为 两支 撑 结 构 , 轴 承 8, 两 之 间跨距 为 823 m, 5 m 轴颈 尺 寸为 50 62 m, 子 5 .7 m 转
重 点项 目之 一 。在 G E的燃 气 轮机 发 展 史 上从 没 有 对燃 气 轮机 转 子做 过 高 速 动 平 衡 , 种 型 号 ( 如 各 例
流 量 为 65 gs 4 k/ 。前 两 级 为 跨 音 速 级 , 可 调 进 口 带
导 叶, 用于调节透平的排气温度 , 提高运行效率。第 9级 和第 1 开有 排气 口 , 3级 以配合 启 动 过 程 。用 多 根 I 3 N 7 8合金 钢 的轴 向拉 杆 将 叶 轮 连 接 成 刚 性 转
工 作转 速为 30 0/ n 0 rmi。
1 9 A燃 气 轮 机 转 子 结构 简 介 F
9 A燃 气 轮机是 G F E公 司 与 G C A s o 公 司 E lh m t
联合开发的, 通过 对 MS0 1 70 F型燃 气 轮 机 的模 化 放
大( 除轴承和燃烧室以外 )模化系数为 12 制成 了 , ., 5 Hz 9 A 型燃气 轮机 , 出功 率 22 2 W , 电 0 的 F 输 1. M 发 效 率 3 . % 。第 一 台 9 A型 燃 气 轮 机 发 电机 组 于 41 F 1 9 年 8月 在美 国南 卡罗 莱 纳 州 的 格林 维尔 ( r- 91 Ge
1 0
燃气 轮机技术
第2 4卷
2 平衡 设 备 及 测 量 系统
高速 动平衡 试 验设 备 为 德 国 申克 公 司 的 D 2 H1 型支撑 摆 架 , 摆 架设 计平 衡转 子最 大 吨位 30, 此 2t最 高转 速为 430/ i, 全 能 够满 足 9 A燃 气 轮 机 2rmn 完 F 转 子 的高 速动 平衡 要求 。
子 , 级 叶轮上 附有 一 向心式 透平槽 道 , 末 将压 缩空 气
6 79 B E F H系列 ) 、 、、 \ \ \ 的燃气轮机转子都是低速动 平衡 。燃 气 轮机 转 子 组 装前 , 分别 对 每个 部 件 进 行 精确平衡 , 来控制转子不平衡量的分布状态 。G E的 燃气轮机工厂没有高速动平衡 的设备 , 不具备对燃
气 轮机 转子 进 行 高 速 动 平衡 的条 件 。国外 的三 菱 、
引入中, , C 用于透平段的冷却 。转子的一 阶临界 qL 转 速 高于 同步转 速 2 % 。 0 透平为 3级 轴流式 , 用压气机 的排气冷 却。 应 第 12 、 级动叶应用空气 内冷 , 并采用真空等离子喷
第2 4卷
第 4期
《 燃
气
轮
机
技
术》
Vo. 4 No 4 12 .
De ., 011 c 2
21 年 1 01Байду номын сангаас2月
GAS TURBI NE TECHNoLoGY
9 A重 型燃 气 轮 机 转 子 高 速 动 平衡 研 究 F
李立波 , 雒兴 刚 , 张修 寰 , 张奇
由于燃 气 轮机 转 子 结 构 的特 殊 性 , 高速 动 平 衡
时所用 的方 法 和工 艺与 常规 汽轮 机转 子 的平衡 方法
有 很 大 的不 同 , 这是 9 A燃 气 轮机 转 子 进 行 高 速动 F 平 衡 的难 点 , 果借 用 常规 汽 轮 机 转 子 的平 衡 方 法 如
涂保 护涂 层 。第 3级 动 叶不 冷 却 , 应 用 堆积 涂 层 但 保 护 。第 1级 动 叶无 围带 , 2 3级 动 叶应 用整 体 第 、 的乙形 围带 。3级 静 叶都 应 用 空 气 内冷 , 12级 第 、
阿尔斯通等公司都 已经开始对燃气轮机转子进行高 速动平衡试验 , 我们没有 G E的经验可 以借鉴 , 一切 都 要靠 自 己摸 索 。要 完 全 摆 脱 G 的 低 速 平 衡 方 E 式, 进行高速动平衡存在很大的难度 , 但是如果试验 成功将填补我 国9 F级重型燃气轮机进行高速动平
来 平衡 燃 气轮 机转 子是 行不 通 的 。燃 气 轮机转 子 的