GE 9FA燃气-蒸汽联合循环机组闭式冷却水泵叶轮节能改造
GE9FA燃气轮机全负荷段降NOX排放、消除黄烟的路径选择
GE 9FA燃气轮机全负荷段降NOX排放、消除黄烟的路径选择摘要：通过某公司9FA燃气轮机在热态启动阶段两种降NO X排放、消黄烟方案的试验，实践证明在机组并网后至燃烧切换前的高排放阶段，采用提高燃机在温度匹配期间的负荷及排烟温度，仅仅缩短了高排放的时间，而采用带补燃器的低温脱硝方案，实现了机组全负荷段降NO X排放、消除黄烟现象。
关键词：NO X；燃烧切换；脱硝；排烟温度；黄烟0引言某公司9FA燃气轮机配置DLN2.0+燃烧器，联合循环机组在启动时燃机在50~60MW等待余热锅炉和汽机进行温度匹配。
此时在这个燃机DLN2.0+燃烧器处于PPM（pilot premix）模式，存在扩散火焰，黄烟现象严重，NO X严重超标，达160mg/m3，持续时间约40分钟如图1所示。
图1 9FA燃机并网后排放曲线1降NO X排放、消黄烟方案一燃机快速启动通过PPM燃烧模式，进入预混（PM）模式并停留，等待余热锅炉和汽机。
在这个工况下进行温度匹配，此时燃机排放满足国家排放要求，将无黄烟出现。
考虑到DLN2.0+燃烧室传统启动模式在刚刚进入预混模式时，燃机排烟温度过高，接近650ºC，超过余热锅炉热再材料耐热温度，必须将燃机排烟温度控制低于再热器壁温限值以下，综合考虑各影响因素，该排烟温度确定为593ºC。
为了实现将排烟温度控制在593ºC，同时燃机运行在预混燃烧模式，燃机负荷必须高于185MW（燃烧模式切换由燃烧温度控制，PM模式燃烧温度需大于2280F），对应的联合循环出力在305MW左右。
如图2所示，红色曲线是目前燃机启动对应的联合循环出力曲线，蓝色实线是新的燃机启动对应联合循环出力曲线。
图2 燃机排烟温度曲线方案一设想沿着原路径（红线）加载到110~120MW左右，燃机排烟温度TTXM =1100F ，燃烧基准温度TTRF大约2015F，在此之前不要进入温度匹配；燃机继续带负荷，拐入蓝线（1100F）后，以MW为控制，步长20MW，每个点10分钟，进行燃烧测试和燃烧调整，观察过程中的燃烧脉动和频率，一直加载到测试最后找到的停留点(燃料11.3kg/s TTXM=593.3C,TTRF1=1248F)；加载到停留点后，进入温度匹配；完成温度匹配后，保持燃料流量不变，提高排烟温度，回到1200F的红线，然后继续加载到满负荷。
9FA燃气轮机压气机首级动叶改造分析
9FA燃气轮机压气机首级动叶改造分析金大力;孙涛;王晓放【摘要】由于部分使用9FA重型燃气轮机的燃气-蒸汽联合循环电厂在检修过程中发现部分压气机首级动叶存在刮缸现象,设计制造单位对压气机首级动叶进行了更换.本文利用ANSYS软件对其压气机首级动叶片进行数值模拟,发现原有的叶片在工作转速下由于离心力引起的变形能够引起刮缸现象,而改造后的叶片不会产生大的变形.然后采用NUMECA软件对改造前后的压气机首级动叶进行了流场数值模拟,对比了改造前后的叶片的气动性能.本文从强度方面和气动方面对叶片的改造进行了分析,尽管改造后叶片的气动性能有所下降,但是安全性得到了很大的提高.【期刊名称】《燃气轮机技术》【年(卷),期】2011(024)004【总页数】4页(P40-43)【关键词】燃气轮机;压气机;动叶片;数值模拟【作者】金大力;孙涛;王晓放【作者单位】哈电集团(秦皇岛)重型装备有限公司,河北秦皇岛066206;大连理工大学能源与动力学院,辽宁大连116030;大连理工大学能源与动力学院,辽宁大连116030【正文语种】中文【中图分类】TK474.8燃气—蒸汽联合循环发电装置作为一种高效、环保和先进的发电设备，在我国东南沿海的多个大型发电公司得到了应用。
2005年我国组装制造的首台F级重型燃气轮机点火成功。
重型燃气轮机制造技术国产化率已经逐渐提高，但时至今日仍有诸多制造关键技术尚未解决。
对于重型燃气轮机而言，由于整机功率高、进气流量大，所以轴流压气机的设计十分关键，尤其是压气机首级动叶长叶片的设计十分重要。
既要考虑压气机的总体性能，又要考虑安全性。
虽然9FA燃气轮机在设计方面已经十分的成熟，但在实际运行的燃气轮机中发现个别燃气轮机压气机首级动叶存在轻微刮缸现象，对燃气轮机的运行安全造成了极大的风险。
针对这种情况，本文对燃气轮机压气机首级动叶工作条件下的变形情况进行数值计算，以了解产生问题的原因。
1 分析9FA燃气轮机的压气机包括1列进口可转导叶，18级叶片，出口整流导叶2列。
探究9FA燃气轮机进气过滤系统的运行及改进
探究9FA燃气轮机进气过滤系统的运行及改进摘要：针对GE公司生产的9FA燃气轮机，本文结合机组进气过滤系统运行原理，对机组运行问题展开了分析，然后提出了改进进气过滤系统的方案。
从方案实施效果来看，可以有效延长过滤器使用寿命，为机组运行带来可观经济效益。
关键词：9FA燃气轮机；进气过滤系统；粗滤网1 9FA燃气轮机进气过滤系统运行分析燃气轮机使用的工质为空气和燃气，机组性能和可靠性将受到进口空气质量和纯净度的影响，如果空气滤网出现脏污或堵塞情况将导致进气压力损失过大，导致机组消耗更多出力用于带动气压机。
因此在燃气轮机内部，包含有进气过滤系统，可用于提高进口空气质量和纯净度，确保燃气轮机维持较高的功率和效率。
1.1系统运行方式9F燃气轮机通常采用脉冲空气自清洗过滤装置，在进气过滤系统中使用密实的滤材，其表面粉尘将结痂。
利用反向脉冲气流，则能促使结痂脱落，促使滤芯气流阻力回落。
该种装置通常采用两种进气方式，即立式二面迎风进气方式和悬吊灯笼式底部进气方式。
9F机组进气过滤系统通常拥有多个滤层，第一层包含百叶窗，第二层为粗过滤器，第三层则为精过滤器[1]。
对于三级过滤装置来讲，通常采用前一种进气方式，可以利用二面迎风结构进行空气介质交换，需要进行惯性分离器的安装。
但是采用该种进气方式，将导致灰尘从上部滤芯吹出时对下部进行污染，造成脉冲效果不足。
采用悬吊灯笼式底部进气方式，可以获得较好的清灰效果，但是存在占地面积较大的问题。
作为9F机组的一种，9FA燃气轮机为保证机组运行的安全性和经济性，采用立式二面迎风进气方式的同时，进行了过滤脉冲清洗系统的配置，从而对过滤器的滤芯进行清洗。
采用该结构，可用于进行压缩空气脉冲的提供，确保空气能够在短时间内流过滤芯，将进气侧的积灰驱除掉，达到延长滤芯使用寿命的目的，从而使过滤器的效率得到提高。
如图1所示，进气过滤系统由隔离电磁阀、双塔干燥器、凝聚过滤器、除尘过滤器、反吹调节阀、空冷器、分离器等多个部件构成。
GE9FA燃气轮机动叶检修工艺简介
GE9FA燃气轮机动叶检修工艺简介发表时间：2018-10-22T11:42:32.027Z 来源：《河南电力》2018年9期作者：李秀峰1 麻宏涛2 [导读]（北京国际电气工程有限责任公司北京 100041）摘要：介绍GE9FA燃气轮机透平动叶拆装的检修工艺关键词：燃气轮机透平动叶检修前言GE9FA燃气轮机是由ＧＥ公司在上世纪90年代研发成功并投入市场的，在2003年，国内引进Ｆ级燃机，采用打捆招标方式进入到国内市场。
现在国内已投产９ＦＡ燃机超过20台。
但由于受到技术垄断，在国内９ＦＡ燃机检修工作主要由ＧＥ公司完成，少量的机组检修由哈电集团（秦皇岛）重型装备有限公司完成，对于核心部件的拆装，ＧＥ内部也进行管控，如动叶检修，每次都是从新加坡调配技术人员。
因此，本文侧重介绍一下GE公司9FA燃气轮机透平叶片的检查、拆卸和复装。
一、GE9FA燃机介绍该型号燃气轮机由美国GE公司生产的箱装式发电机组MS9001系列FA型，简单循环单轴机组功率255.6MW。
燃机由一台压比17.0的18级的轴流式压气机、一个由18个低NOx燃烧器组成的燃烧系统、一台3级透平和燃机辅助系统组成。
如下图：（透平动叶在燃机的位置） 9FA燃机共有三级动叶，一级叶顶无围带，二三级动叶形式相同，应用整体的Z形围带，如下图：透平动叶在运行中经受恶劣的工况，连续运行及周期运行情况下会发生破裂、蠕变、腐蚀、氧化、侵蚀、外物击伤等损伤。
所以依据机组用户运行维护手册的要求，需要对透平叶片进行定期检查及更换。
一般在小修时对叶片进行外观检查，中修和大修中对透平叶片进行更换。
一级无围带围带结构（4）透平叶片安装到位后，使用塞尺检查各级叶片间间隙及查二级、三级叶顶端的最大晃动量是否在规定的范围内并做好记录；将轮盘与叶片间的锁圈装入安装槽内，选择合适位置将锁定销钉嵌入安装孔并固定牢固，回装过程中使用链条葫芦及吊装带将转子固定，防止转子意外转动，发生人身伤害与设备损坏。
9F燃气-蒸汽联合循环机组热态启停经济性研究
9F燃气-蒸汽联合循环机组热态启停经济性研究摘要：在整个电网系统当中，9F燃气-蒸汽联合形式的循环机组负责实施调峰运行方面工作任务，对机组处于热态启停这一运行模式之下有着较高的经济性方面要求。
鉴于此，本文主要探讨9F燃气-蒸汽联合循环机组当中热态启停的总体经济性情况，旨在为业内相关人士提供参考。
关键词：蒸汽；9F燃气；热态启停；机组；联合循环；经济性前言9F燃气-蒸汽联合循环机组，其处于早启晚停这种运行模式之下，高机组总体生产成本往往相对较高，为确保机组处于这一运行模式当中可满足经济性方面要求，维持高效节能化的运行状态，则对9F燃气-蒸汽联合循环机组当中热态启停的总体经济性情况开展综合分析较为必要。
1、工况某9F燃气-蒸汽联合循环机组当中，所配置9F型的燃气轮机为PG9351FA型号；所配置蒸汽轮机为LC85/N130-13.0/3.30/0.420型号，属于三缸与两排汽、再热、三压、反动抽凝形式的汽轮机；锅炉为BHDB-PG9351FA-Q型号，属于再热、三压、无补燃、卧式、自然循环形式的余热锅炉。
汽机和燃机这两类发电系统装置预设出力参数各为135.00MW和252.46MW。
整个机组实际日负荷设定73%，贯彻执行两班倒制度持续运行过程当中，发电煤耗整体上为235.8g/kWh,对比着同等负荷情况连运所产生的发电煤耗实际增长2.7g/kWh。
热态启动状态当中整个机组耗时设为80min,但实则启动时间相对较长，未符合现行各项要求，这就需迫切优化热态启动运行过程，使得机组运行整体上更为经济合理。
2、机组处于热态启停状态之下经济性情况与其优化2.1启动状态的经济性2.1.1在科学优化逻辑方面①燃机清吹实际的操作时间可酌情予以缩短。
燃机启动相应指令下达情况下，LCI系统将该燃机整体冷拖提速到约715rpm，设定15min转速参数落实现场的清吹作业，针对漏入到机组和吹扫积聚等天然气，可能产生爆燃。
故清吹时间应予以缩短。
漕泾热电联供9FA 型燃气轮机发电机组安装难点及改进措施
漕泾热电联供9FA型燃气轮机发电机组安装难点及改进措施蒋海峰上海电力安装第二工程公司，上海 200235Improved Measurement & Construction Outstanding of 9FA Gas Turbine in Caojing Power PlantJIANG Hai-fengShanghai power erection No.2 company, Shanghai 200233ABSTRACT: STAG 2x9FA Multi-Shaft gas turbine units are adopted in Caojing Combined-Cycle Power Plant,greatly modification have been achieved by construction improvement and procedure optimizing, especially Max vibration only 0.015mm, here-in-after will summarize and describe those issues during occurred installation and commissing such as outstanding, improvement, application of new-type materials and process, emphasize on adjustable fixtator, final alignment,combustion cans, lube oil flushing etc..KEY WORD: 9FA Gas Turbine; construction issue and control; application of new process; improved measurement摘要：上海化工区漕泾热电联供电厂工程安装2台双轴布置、引进型9FA燃机联合循环机组，现场安装改进及工艺优化在安装调试过程中取得很大成效，两台机组性能试验的各项指标都达到了国外同类型机组的先进水平，特别是机组轴系的振动最大只有0.015mm，文中总结和论述了9FA 燃机安装中遇到的工程难点及有关改进措施，以及新材料工艺的控制，如燃机可调固定器控制、燃烧器喷嘴安装难点、轴系中心最终找正控制、润滑油清洁度控制等。
S109FA
S109FA摘要：某燃气电厂一期建成4套S109FA燃气-蒸汽联合循环发电机组，以两班制运行方式“日启夜停”，投产至今已经10年。
多年来该厂积极响应国家节能减排号召，对9FA机组的设备和运行方式不断改进和优化，挖掘机组的节能潜力，提高设备的运行效率，取得了一定成绩。
本文从9FA机组的启停过程优化、设备改进、机组备用期间的节能管理等几个方面进行分析总结。
关键词：S109FA，燃气电厂，节气，节电，运行优化，设备改进1概述某燃气电厂一期建成4套燃气-蒸汽联合循环发电机组（后文简称9FA机组），每一套机组由1台S109FA型燃气轮机（后文简称燃机）、1台D10型蒸汽轮机（后文简称汽机）、1台390H型发电机和1台NG-109FA-R型余热锅炉组成。
2机组启停过程优化对于“日启夜停”参与调峰的燃气-蒸汽联合循环机组来说，优化机组启停过程，控制凝结水泵、真空水泵、给水泵、循环水泵等大容量辅机启停节点，对降低能耗至关重要。
该厂通过学习其他电厂的经验并结合自身实际，不断完善，逐步形成了9FA机组启停过程的优化方案，对降低天然气消耗量及厂用电量，提高机组运行的经济性做出重要贡献。
2.1晚启、早停循环水泵4台9FA机组的循环水系统共设置8台循环水泵，每台循环水泵容量为单台机组最大设计用水量的50%。
按夏季一机两泵，春秋季两机三泵，冬季一机一泵三种工况运行。
由于循环水泵的功率较大，在9FA机组的启停过程中，采取了一系列措施，尽量晚启、早停循环水泵。
过对循环水泵的运行方式优化后，春秋季两机三泵工况时，第三台循泵启动节点由第二台机组并网前推迟至第二台机组负荷280 MW后，停运节点由第一台机组解列后提早至第一台机组280MW负荷停机时。
夏季一机两泵工况时，第二台循泵启动节点由机组并网前推迟至机组负荷280MW后，停运节点由机组解列后提早至机组280 MW负荷停机时。
以每台循环水泵功率1120 kW计算，每分钟能耗18.7 kWh，每天少运行一个小时，就能节约上千度电，节能效果显著。
母管制热电联产机组闭式循环冷却水系统节能改造
母管制热电联产机组闭式循环冷却水系统节能改造
冯达;孙海龙
【期刊名称】《能源工程》
【年(卷),期】2024(44)2
【摘要】针对某母管制热电联产机组闭式循环冷却水系统运行中存在的泵选型偏大、能耗高等问题,对闭式循环冷却水泵叶轮优化改造,保持额定流量不变,减小了扬程。
将单元制的闭式循环冷却水系统改造为“大母管制”。
经过长时间运行测试,在非夏季工况闭式循环冷却水系统可减少1台水泵运行,电功率减少约166kW,每年可节约52万元,获得了较大的经济效益。
【总页数】5页(P51-55)
【作者】冯达;孙海龙
【作者单位】浙江浙能绍兴滨海热电有限责任公司
【正文语种】中文
【中图分类】TM621
【相关文献】
1.热电联产机组循环水系统改造
2.300MW汽轮发电机组闭式循环冷却水系统的优化改造
3.母管制热电联产机组锅炉启停排汽回收改造
4.母管制背压式热电联产机组除盐水泵变频控制的应用
5.燃气蒸汽联合循环热电联产机组供热系统优化与节能技术分析
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GE 9FA燃气-蒸汽联合循环机组闭式冷却水泵叶轮节能改造
摘要：某燃气轮机电厂闭式冷却水系统的实际运行情况进行分析，认为存在一
定的节能潜力，经过改造前的分析，计算出闭式冷却水泵叶轮切削的尺寸，改造
后节能效果良好，如此将该闭式冷却水泵叶轮切削节能改造进行总结。
关键词：燃气轮机；闭式冷却水泵；叶轮；节能改造
1 前言
某燃气轮机电厂1号～4号机组为F 级燃气-蒸汽联合循环发电机组，属于GE STAG 109FA SS(S109FA)系列。
燃气轮机由美国GE公司生产，型号为PG9351FA，即为箱装式发电机组
MS9001系列FA 型。
压气机采用轴流式，共有18级。
燃烧室型号为干式低氮DLN 2.0+。
该电厂每台机组均配备有两台闭式冷却水泵，正常情况下一用一备。
利用闭式冷却水泵
把膨胀水箱的除盐水升压后，用来冷却并带走电厂生产流程中设备运转所产生的大量热量，
还可冷却由于能量转换而产生热量的设备，从而保证电厂安全运行。
闭式冷却水系统主要用户有主机润滑油冷却器、发电机氢气冷却器、火焰探测器和透平
支撑腿、LCI冷却器、高压给水泵、中压给水泵、凝结水泵、空压机、EH油冷却器等设备。
2 闭式冷却水泵改造前分析
2013年通过对该电厂四台机组闭式冷却水系统的实际运行情况进行分析，认为存在一定
的节能潜力。
闭式冷却水泵额定功率为315 kW，额定电流为37.5 A。
实际使用的最大工况下
为279 kW，流量为1 400 m3/h，扬程50 m。
对比闭式冷却水泵出口压力（0.68 MPa）及闭式冷却水母管的压力（0.46 MPa）情况，可发现闭式冷却泵正常运行时在调节阀处存在比较大的节流损失，故进行相关试验，将1号机组闭式冷却水旁路阀全开。
从闭式冷却
水母管压力情况来看，约上升了0.13 MPa，闭式冷却泵的电机电流增加约2 A。
因氢冷器运
行中，要求氢气压力（额定0.41 MPa）要大于水压力，故闭式水母管旁路电动阀门全开不能
作为正常的运行方式。
如此，闭式冷却水系统在母管调节阀位置存在比较大的节流损失，约20%，如果采取一定的措施降低闭式冷却水泵的出口压力，并保持旁路阀全开，那么即可取
得相应的节能效果。
3 闭式冷却水泵改造方案
3.1 闭式冷却水泵改造参数核算
水泵节能技术改造途径的主要有两类，一是变速运行，二是变径（叶轮切削）运行。
重
点对叶轮切削方案进行论证，具体如下：
根据现有运行参数：泵进口压力0.142MPa、泵出口压力0.68 MPa、母管压力0.466 MPa、电机电流31.8 A。
当前闭式冷却水泵做功扬程：0.466 MPa-0.142 MPa=0.324 MPa，水泵出口阀门、弯头、
变径管等管路局部损失按0.06 MPa估算；管路沿程损失按0.02 MPa估算；则闭冷泵所需实
际扬程：0.324 MPa +0.06 MPa +0.02 MPa=0.424 MPa。
水泵流量的确定：根据闭式冷却水冷却用户流量的计算为1 231.26 m3/h，考虑到一定的
富余量，水泵流量按1 300 m3/h计算。
如此，当前闭式水泵运行扬程为：0.68 MPa-0.16 MPa=0.52 MPa，此运行扬程与上述计算
需要扬程值0.424 MPa相差较大，通过调节阀来控制母管的压力，但也存在较大的扬程损失，并最终导致闭冷水管路系统未能高效运行。
3.2 闭式冷却水泵改造
根据闭式冷却水冷却用户流量的计算为1 231.26 m3/h（见下表4），考虑到一定的富余量，水泵流量1 300 m3/h，根据上述数据，Q =1 300 m3/h、H =0.424 MPa，选取高效叶轮
（η≥86%），在满足实际工况的情况下对旧叶轮尺寸进行切削或更换尺寸切削过的新叶轮，
叶轮材质采用304不锈钢。
为观察闭式冷却水泵叶轮节能改造效果，采取先改造一台闭式冷却水泵观察效果后再推
广的方案，故首先结合2015年3月1日到2015年3月30日2号机组C级检修期间，对2
号机组闭式冷却水泵A叶轮进行节能切削改造，更换尺寸切削过的新叶轮，叶轮尺寸参数：
原叶轮外径尺寸444 mm,新叶轮外径尺寸445 mm（备注：原叶轮尺寸磨损，故原叶轮尺寸测量存在较大偏差），新叶轮流道直径切削20 mm，其它尺寸相同。
4 闭式冷却水泵改造效果分析
2号机组闭式冷却水泵A叶轮改造后运行电流由30 A下降到27 A，实际功能由280 kW 下降到252 kW，闭式冷却水母管压力由0.5 MPa下降到0.45 MPa，而闭式冷却水母管进、回水温度几乎保持不变，由此可见该叶轮节能改造方案取到良好的节能效果。
4.1 改造效果
预期：2号机闭冷泵A电流由30 A降低为25 A，功率由280 kW降低为228 kW，若闭冷泵每年运行5 000 h，则一年可节电26×104 kWh，节约成本13.3 万元。
实际：2号机闭冷泵A电流由30.5 A降低为27.7 A，功率由280 kW降低为252 kW，若闭冷泵每年运行5 000 h，则一年可节电14×104 kWh，按0.55 元/kWh计算，一年可节省7.7 万元。
4.2 工况要求
在系统运行方式及工况未变化的情况下，改造后2号机闭式冷却水母管压力由0.5 MPa 下降至0.45 MPa，而闭式冷却水泵母管温度及回水温度无变化，可见改造后的2号机闭冷泵A满足机组闭冷水系统的压力及温度需求。
4.3 闭式冷却水系统的阶段性试验
目前保持主路调门全开，旁路电动阀全关时，闭式水母管压力维持在0.44 MPa，可以满足用户需要。
由于主路调阀公称直径300 mm，旁路电动阀450 mm，主路存在较大节流，通过对闭式水系统的阶段性试验，挖掘节能潜力。
有以下特点:
（1）当主路调阀全关、旁路开度30°时母管压力即可满足要求，此时电流与主路全开、旁路全关时电流基本一样。
（2）主路调阀全关，旁路开度到50°以上时，节流作用已不明显，阀门继续开大对母管压力影响较小。
（3）保证主路调阀全关，通过旁路电动门调节可以在满足母管压力的条件下进一步减小泵功率，以达到节能目的。
如上所分析，改造后的闭冷泵完全可满足机组闭冷水系统的需求。
5 结语
燃气-蒸汽联合循环机组闭式冷却水泵叶轮节能改造，其实就是对叶轮直径切削改造，该电厂在进行此项改造前进行过调研分析，同时将该情况与冷却水泵的厂家沟通，由厂家核算叶轮的强度、计算叶轮切削量并进行了动、静平衡试验合格后，才进行叶轮的节能改造，这样做既保证了此项改造工作的顺利进行,更主要的是确保了该项改造在设备上性能上稳妥安全的。
经过一年的运行观察，2号机组闭式冷却水泵A叶轮改造后电机电流、振动、温度均正常，且闭式冷却水系统的压力及温度也正常，工作节能效果显著，因此将其余三台机组也进行了相同的改造工作。
参考文献：
[1] 中国华电集团公司编. 大型燃气—蒸汽联合循环发电技术从书《设备及系统分册》［M］. 北京：中国电力出版社,2009 .
[2] 杨顺虎.燃气-蒸汽联合循环发电设备及运行［M］.北京：中国电力出版社，2003.
作者简介：洪宗妙（1983－），男，福建晋江人，本科，工程师，从事燃气轮机运行、检修工作。