1、9E燃机系统,燃机专业,燃气轮机原理,燃气轮机主要由三大主机组成：压气机，燃烧室，透平。 压气机：对进气增压； 燃烧室：通过对压气机的压缩空气燃烧加热，增加工质的做功能力，增加比容；（等压，增容）； 透平：通过膨胀做功，将燃气的热能转变为对燃机大轴转动的机械能。,燃气轮机原理,旋转的压气机就向一把风扇，将进气加压并驱动之后进入燃烧系统。流体工质在燃烧室中被燃烧，加热。透平则可看成是一个风车，借助加热的流体（燃气）驱动旋转来带动压气机，并通过旋转轴将多余的功输出（带动发电机）。,燃气轮机功能及描述,压气机：17级轴流式，带一级进口可转导叶（IGV）和两级固定式排气导叶（EGV1，EGV2）;每一
2、组动叶和其后的一组静叶组成压气机的一个级； IGV的作用：在起、停机过程中，低转速时，控制进气角度（降低进气功角，功角过大，易引起叶背面进气气流旋转脱离，压气机喘振），防止压气机喘振。 用在部分燃机负荷带联合循环中，通过关小IGV角度，减小进气流量，提高燃机排气温度，从而提高整体联合循环的热效率。,EGV的作用：用于将旋转的压气机排气气流导向为径向的排气，保持燃烧的稳定。 气流流速（动能）的增加主要在动叶中完成，气流压力的增加（增压）主要在静叶中完成。另外，从压气机的第11级抽气（4路）作为防喘放气支路，从第5级抽气（2路）一部分作为燃机轴承密封空气；一小部分作为透平第三级护环的冷却空气。透平
3、的第16级后抽气径向流入第 16级和第 17级之间的叶轮间隙,然后流入转子的中心孔,此后流入透平冷却部件。排气作为透平1级喷嘴（NOZZLE)，1级动叶（BUCKET)，2级喷嘴，2级动叶的冷却空气以及透平轮盘与喷嘴隔板之间的气封气源。压气机工作后的最终目的是对常温常压的进气流加压升温。,燃气轮机功能及描述,燃烧室（加热系统）：14个分管回流式燃烧室，各燃烧室之间由联焰管相联。燃烧室的作用是为压气机压缩后的高温（350左右）高压（11BARG左右）空气提供一个稳定燃烧的场所,燃烧后，增加工质的焓，提高工质的做功能力。 压气机的排气中，参与燃烧的空气为一小部分的，约占总压气机量的20%-30%，
4、大部分作为冷却，掺混空气。满足透平叶片材质的长期运行的安全热疲劳温度（1200左右）。,燃气轮机功能及描述,透平：轴流式透平，三个膨胀级。每一组喷嘴（NOZZLE)及其后的一组动叶（BUCKET)组成透平的一个级；在喷嘴中主要完成工质的膨胀过程（热能向动能的转换过程），温度降低，压力降低，流速增加，完成焓降的过程，工质的动能增加；在透平动叶中，主要完成由动能向机械能的转换过程，速度下降，压力，温度有小幅的下降（视透平的反动度）。,9E燃机性能型号参数,PG9171E型燃机型号参数简介 PG：表示 PACKAGE GENERATOR(箱装式发电设备） 9 ：表示设备系列号，表示9000系列机组
5、17 ：表示机组大致的额定出力大小（万马力），即：17万马力，约：12.5万KW. 1：表示单轴机组 E ：表示燃气轮机的型号，即9系列中的E型。,9E燃机性能型号参数,PG9171E型燃机燃机基本负荷下主要性能参数(标况下：A.T：15 A.P：1013kpa R.H：60%)额定转速：3000RPM50Hz;进气流量：1450T/H 排气流量：1481T/H燃油流量：31T/H压比 ：12.3透平前温（T3)：1124 排气温度（T4)：538额定出力：123.4MW热效率 ：33.55(简单循环) 热耗率 ：10730KJ/KWH,接下来，我们介绍9E燃机的部件代码、看图方式，方便我们后
6、面学习燃气轮机的部分辅助系统。,部件代码及看图说明,设备管路系统图标题号及代码： 9E然机的每一个系统都有一个标题号（ITEMS），有一个序号（NUMBER），并且还有一个系统代码，代码一般就是此系统的英文缩写，如：进气导叶系统，其代码为“IGV”，就是“INLET GUIDE VANE ”三个英文单词的头一个字母的缩写。,标题号系统代码系统中文名称系统英文名称0414符号设备一览SYMBOLS-DEVICE SUMMARY0415CD燃机控制装置DIAGRAM,CONT DEVICE-TUBINE0416LO滑油系统 LUBE OIL 0417CSA冷却密封空气系统COOLING-SEALI
7、NG AIR 0418TO跳闸油系统 TRIP OIL0420CW冷却水系统 COOLING WATER 0421SM启动系统 START MENS0422GF气体燃料系统FUEL GAS 0424LF液体燃料系统FUEL LIQUED 0425AA雾化空气系统ATOMIZING AIR 0426FP火灾保护系统FIRE PROTECT0432IAR进气回热系统INLET AIR REHEATING 0434HS液压油系统 HYDROLIC SUPPLY 0436HV通风加热系统FLOW-HEATING-VENT 0441TCC透平和压气机清洗系统 TURBINE&COMPRESSOR CLE
8、AN0442TCW透平和压气机水洗系统 TURBINE&COMPRESSOR WASHING0443CC压气机清洗系统COMPRESSOR CLEAN0461WI注水系统 WATER INJECT GT0462WI注水系统 WATER INJECT GT0469IGV进口可转导叶系统INLET GUIDE VANE0474HGD可燃气体探测系统GAS DETECTOR0477FPU燃料清吹系统FUEL PURGE,下面是各个系统对应的代码及标题号的一览表,系统部件代码的说明,9E燃机的一些设备装置如压力开关，温度开关，液位开关，压力变送器等等均采用数字加两个字母来表示（63QA ），下面分别举
9、例说明数字和字母代表的意义。 A. 主要的数字码（不同的装置用特定的数字代表）： 12超速装置； 20电磁阀； 23加热装置； 26温度开关； 33位置开关； 43手动开关； 45火灾探测装置； 39振动探头； 49过载保护； 63压力开关； 65伺服阀； 71液位检测； 77速度传感器； 88电机； 96压力变送器 等等.,B. 主要的字母码： 第一个字母一般表示系统或装置的位置，第二个字母一般表示装置的用途或功能。 第一个字母代表的意义： Q滑油； H液压系统，加热器； A空气； F燃料、流量、火焰； D柴油机、分配器； P 吹扫； C离合器、压气机、CO2； G 气体； T跳闸、燃机；
10、W水、暖机； S 停、截止、速度、启动、开始； 等等 以上字母一般都是它所代表的意义的英文单词的第一个字母，如：“T”代表跳闸，燃机。英文为“TRIP, TURBINE” 。,第二个字母代表的意义：A报警、辅机、空气、雾化； F燃料；C冷却、控制； B辅助启动、放气； D分配器、差值； E紧急；G气体； H加热器、高值；L低值、液位、液体； M中值、中介、最小； N正常，通常； P压力、泵；Q滑油； R释放、泄放、比率、棘轮；S启动、开始； T透平、跳闸、箱体；V阀、叶片； 等等 以上字母的也一般都是它所代表的意义的英文单词的第一个字母，如“R”代表释放、泄放、比率，棘轮，而它们的英文为“RE
11、LEASE、RATIO、RACHET” 。,C. 数字和字母组合举例： 63QA: 滑油压力报警开关。动作产生一个滑油压力低的报警； 63QT: 滑油压力跳闸开关。动作导致燃机跳闸，因滑油压力过低； 26QT: 滑油温度高跳闸开关。动作导致燃机跳闸，因滑油温度过高； 33CB: 压气机放气阀（防喘阀）位置开关。 71QH: 滑油液位高开关。 88QA: 辅助滑油泵电机； 20CB: 压气机放气阀（防喘阀）电磁阀。 等等,D. 其他指示（名称）: a.装置设备：有一些装置设备只是用字母来表示，一般都是用英文单词的第一个字母。这些部件主要都是一些阀门： VPR：压力调节阀（PRESS REGULA
12、TING VALVES） VR: 压力释放阀（RELIEF VALVES） VTR: 温度调节阀（TEMPERATURE REGULATING VALVES） b.装置的位置和状态的描述：用来表示装置或接触器的位置或者状态。 NO: 常开 NC: 常闭 ND：通常脱离 NR：通常缩回 等等,c.流程图标记：在流程图中主要的管线上，都用字母和符号作出标记，以便在看系统图时查找流体从一个系统至另一个系统的流向。主要有如下： OL：润滑油； OLT：跳闸油、控制油； OH：液压油； AD：压气机排气； OF：燃料油; GF：燃料气； OR：调节控制油； AE：抽气； AA：雾化空气； OFD : 燃
13、油回油； WF：给水； WR：回水； WWL: 热水回路； 等等,d.其他： PC: 用户接口； OD: 回油； PT: 堵头； S：观察窗； T：温度表； OLV : 滑油放气； AV：放气； SD: 密封泄漏排放； 等等,图例的说明: GE系统图的一些图例与我们平常用的热力系统图的符号有一些不同的地方，在此加以说明，以便大家能够很好的理解燃机的系统图。下面列举了一些常用的图形符号加以说明，主要包括四个方面，分别为管道上的图形符号，阀门，过滤器和分离器。,A. 管道上的图形符号： a. 管道跨越，不连接： lines crossing,b. 管道连接： lines joining,c. 其他
14、图例：上面管道表示为压力气体管道，下面为压力液体管道 orifices节流孔 plugged port 堵头,带斜向上45度箭头的表示此部件是可调的或者是可变的。上面的图例分别表示的是可调整弹性系数的弹簧；可改变孔径的节流孔；变排量的泵。,带与短边平行的箭头表示此部件是带压力补偿的,箭头表示轴的旋转方向，上面第一个表示只能一个方向旋转，第二个表示可双向旋转。,d. 贮存箱(storage)： 上面第一个表示顶 部贮存箱，第二个 表示加压的贮存箱,e. 储能器(accumulator)： 充气的储能器 (accumulator gas charged),f . 冷却器(cooler)： 图例里面
15、的三角形或者箭头表示热量散发的方向，方向往外表示往外散热，即为冷却器,g. 加热器(heater)： 同冷却器一样，箭头往里表示加热,h. 液动或者是气动的作动筒（cylinder,hydraulic and pneumatic）: 上面第一个表示单路作动single acting（只有一路进液压油或者压缩空气），第二个表示双路作动double acting（有两路进液压油或者压缩空气）,i. 复合的作动器（composite actuators）: 上面作动器的信号输入依次为单个信号，与门，或门，与或门。,j. 液压泵（hydraulic pumps）: (a) 定排量泵（fixed dis
16、placement） 第一个为单向的定排量泵，第二个双向的定排量泵。,(b) 变排量泵(variable displacement) 第一个为单向的定排量泵，第二个双向的定排量泵。,k. 电气马达（electric motor）:,l. 仪表及附件（instruments and accessories）: 压力表 温度计 节流孔板 消声器 压力开关,B.阀门（valves）:a.堵头内部不通的状态（ports-internally blocked）:,b. 通路内部接通的状态（flow paths,internally open）:,c. 两通路阀（two-way valves）:d. 单向
17、阀（check valves）:流体只能往左流动,e. 两位置的两通路阀门（two-position）:f. 不定位置的两通路阀门（infinite position）:,g. 三通路阀（three-way valves）:,h. 四通路阀（four-way valves）: (a) 两位置的四通路阀： (b) 三位置的四通路阀：,i. 压力控制阀（pressure control valves）:压力释放阀（pressure relief）（b）减压阀： 作用是不管进口压力为多少，维持出口压力为一常数。但必须要求进口压力比需要的压力要高,j. 不定位置的三通路阀（infinite posit
18、ion three-way vavles）:,k. 不定位置的四通路阀（infinite position four-way valves）:,C. 过滤器（filter）:,D. 分离器（separator）:,9E燃机系统,为确保机组正常、可靠地运行，从燃气轮机的进气装置的进口开始，到发电机的出线端为止，整套联合循环发电装置必须配备足够的辅助系统和设备。这些系统和设备应包括燃气轮机、余热锅炉、汽轮机和发电机等主机所需要的系统和辅助设备，以及各自的控制和保护系统。对于中、小型发电装置，在燃气轮机与发电机之间，一般还需配备负荷齿轮箱。 对于联合循环发电装置的两大主机（燃气轮机和汽轮机），这些系
19、统和设备因主机的不同而有所差异。 对燃气轮机主要辅助系统进行介绍,9E燃机系统,9E燃机系统按系统布置可分为：启动系统、滑油系统、跳闸油系统、液压油系统、冷却与密封空气系统、雾化空气系统、液体燃料系统、气体燃料系统、进口可转导叶系统、冷却水系统、火灾保护系统、加热和通风系统、油雾分离系统、CO2灭火系统、空气过滤系统，水洗撬体及其系统。 以上这些系统，有的是机组必备，有的是因机组的配置不同而有所选择。,启动和盘车系统 60,润滑油系统 93,冷却空气与密封空气系统192,液压油系统 127,跳闸油系统 136,进口可转导叶系统 146,冷却水系统 183,燃料系统 162,进气和排气系统215
20、,高压二氧化碳灭火系统 209,发电机顶轴油系统 243,水洗系统 227,启动系统： 画一简图说明,燃气轮机在启动时必须先利用外界动力源（启动机）带动转子达到一定转速，因为燃气轮机的转子不转动时，空气不往燃气轮机中流动，燃烧室中的空气未经压缩，在这种情况下，如果在燃烧室中喷燃料燃烧并不能使透平产生功率，转子也不会转动，而此时的燃烧将烧毁燃气轮机。当启动机带动转子但转速很低时，即使在燃烧室中喷燃料燃烧，透平还是不能拖动压气机旋转，因为转速很低时，压气机增压比、压气机和透平的效率都很低，透平产生的功率小于压气机所需要的功率。只有当燃气轮机的转速达到某一定转速时，透平输出的功等于压气机需要的功，这
21、时可以使燃气轮机稳定地工作，这个转速称为最小稳定工作转速或自持转速。,启动系统： 画一简图说明,燃气轮机需要借助外部的动力源才能启动，在启动之后再把外部的动力源脱开。对于中小型燃气轮机，启动系统主要由外部动力源和液力变扭器组成，外部动力源一般为柴油机和电动机。在过去，柴油机因为可以在没有电网供电的场合下使用，即可以实现所谓“黑启动”，所以较为普遍采用。但由于柴油机设备复杂，且本身又有一套调节控制系统，出故障的机率比较大，因此在有电网的地区，多数用电动机作为启动设备，其运行维护相对简单得多。即使在需要“黑启动”的地区，现在也采用柴油机发电机组给启动电机供电，由电动机带动燃气轮机启动的方式，而不采
22、用柴油机直接启动燃气轮机的方式，特别在同一电站有多台燃气轮机的情况下。,对于大型燃气轮机，由于传统的启动用变扭器已接近制造容量的极限，随着燃气轮机的大功率化，特别是对大型单轴的联合循环发电装置而言已难以胜任，因此，采用晶闸管静态变频装置，在启动时将发电机作为同步电动机使用，从低频区使机组启动，这已是大型燃气轮机启动方式的发展趋势。图10-7为这种燃气轮发电机组静态启动系统配置示意图。机组正常运行时，发电机通过回路4-3-2-1向电网送电，启动时，电网1通过1-2-3-6-7-5经由变频器向发电机送电。,在燃气轮机启动过程中，启动系统主要是燃气轮机的外部拖动力，它的主要起到什么作用，主要有以下几
23、点：将燃气轮机从静止状态启动到盘车转速；将燃气轮机转速加速到点火转速并保持到点火成功；将燃气轮机加速到自持转速（在该转速下燃气轮机输出净的正功率）。,一、启动机 对启动机的首要要求是有足够的功率；其次是要求有良好的扭矩性能。大中型燃气轮发电机组所用的启动机有下列几种：1）交流电动机。其扭矩性能差，需配以变扭设备，常用的是加装液力变矩器或液压马达等来改善电机扭矩性能。大中型燃气轮机中的启动机大多采用交流电动机。2）内燃机，主要是用柴油机。它的优点是不需较大容量的外界电源，有利于机组在外界无电网的地区运行，适应性较强。缺点是结构比较复杂，在冷天较难启动，启动时一般需要暖机时间，需要增设液力变矩器。
24、3）静态频率转换器（Static Frequency Convertor）和主发电机启动。把可调频的交流电加到发电机静子上，使发电机变成调速电动机方式转动起来，同轴带动透平启动。加到静子上的是经变频器调制后的交流电，使得启动过程按照预先设定的速率加速上升。目前，这种启动方式已经在许多大功率的燃气轮机中使用。4）单轴联合循环机组汽轮机启动。在有备用蒸汽源的前提下，单轴联合循环机组可直接利用其中的汽轮机作为启动机来启动整台机组。当燃气轮机的转速低于正加速扭矩的转速时，联合循环装置的转速和加速由汽轮机蒸汽控制阀控制，随着转速的升高，逐步转换到受燃气轮机的燃料阀控制。这种启动方式的优点是简单方便，可以
25、省去启动机，致使设备投资费用节省；缺点是要具备外蒸汽源。这对于拟扩建的老电站或者已有多台联合循环的电站来说是现实的。 究竟选用哪一种启动机，取决于多种因素，不能一概而论。不同的燃气轮机可根据不同的情况来选用不同的启动机。,二、液力变矩器 在启动设备中液力变矩器能够为机组的启动解决以下两个问题，即：在机组刚启动时，使交流电动机的输出轴与机组的主轴脱离传动关系，保证交流电动机能够首先单独启动起来；当交流电动机启动成功并加速到相当高的转速时，使交流电动机能够通过液力变矩器以较大的转矩传送给机组的转子，以便使机组能够安全、经济地启动和加速。 液力变矩器由带叶片的泵轮、涡轮和导轮组成，形成一个封闭的液力
26、循环系统（见图101）。交流电动机以等速和大致接近于常数的转矩驱动泵轮，使其动力通过泵轮的转动而被转换成液体能，液体高速地流入涡轮，它在涡轮叶片中的运动推动涡轮转动，自动地适应于外界转矩而改变其转速，使液体的动能又被转换成机械能，功率即由涡轮轴输出。从涡轮流出的液体经导轮变换液流方向后又流入泵轮。液力变矩器满足了燃气轮机在启动瞬间要求最大启动扭矩，而随机组转速上升所要求的启动扭矩逐渐减小的特性。也就是说启动机转速（即泵轮转速）与燃气轮机主机转速（即涡轮转速）两者转速差越大，涡轮的输出扭矩就越大，这就是液力变矩器实现启动机与燃气轮机主机转子之间液力连接的关键之处。,二级液力变扭器的结构原理图，液
27、力变扭器的主要部分是安装在变扭器输入轴上的离心油泵叶轮2，它随起动电机一起转动；安装在变扭器输出轴上的 两级油涡轮4和6，它们带动输出轴转动，而输出轴是通过离合器、辅助齿轮箱和辅助联轴器与燃气轮机的转子相连接，所以输出轴的转动就带动了燃气轮机转子的转动；此外，还有油涡轮的静叶片5和可调静叶片7。由此可见，输入轴1和输出轴3之间没有机械的直接连接，所以两轴可以有不同的转动速度。,PG9l71E燃气轮机的变矩器控制油系统。变矩器的动力油由齿轮油泵提供，该泵被启动电机带动的输入齿轮箱驱动，转速为2320r/min，由燃气轮机的润滑油母管供油，出口压力为0.50.8MPa，压力油通过变矩器进口母管的一
28、根内部通道和孔板进人变矩器内部的泵轮进口，泵轮被输入减速齿轮箱驱动，泵轮产生的高压高速动能在涡轮中转化为机械能。通过变矩器的油流经过内部管道和一个降压阀回到油箱。当油泵工况变化使变矩器进油管孔板前的油压过高时，部分油流将经过调压阀，再由降压阀流到油箱。 液力变矩器装有速度/扭矩控制电磁阀20TU1，它的带电或失电受到燃气轮机启动程序控制，图中所示该电磁阀为失电状态，即关闭状态。此时，从变矩器进口管的一根外部管道引出的、通过孔板l0的一小股控制油被20TU1关断，其压力通过一根内部管道传递到旁通阀的左端，使该阀处在关闭位置。因此，从变矩器进口管的另一根外部管道引出的油流不能泄放，仅当20TU1带
29、电打开，控制油失去压力时，旁通阀打开，使变矩器进油通过常规调节/泄压阀和旁通阀泄放到油箱。 在燃气轮机启动时，20TU1失电，以获得最大启动扭矩；在清吹结束时，20TU1带电，通过变矩器进口泄油以减小输出扭矩，使燃机转速下降到点火转速，并保持到暖机结束。之后，20TU1再次失电，停止变矩器进口泄油，以增加输出扭矩，配合燃机加速，直到达到脱扣转速60n0，20TU1又一次带电使变矩器进口泄油，通过SSS离合器把启动电机与主机分开，直到15min的启动电机冷机循环完成，启动电机停运，20TU1回到失电状态。如果在15min的冷机循环期间，燃气轮机发生故障以致转速下滑到启动设备转速（即SSS离合器的
30、启动设备输入组件转速）以下时，SSS离合器将自动啮合，重新通过变矩器把启动电机与主机连接起来，使机组再次启动，因此，此时20TU1为失电状态。,盘车系统（装置） 除了作为外部的拖动力执行启动功能之外，启动和盘车系统的第二个功能是作为机组停机后冷机盘车设备。冷机盘车的目的是停机后使主机转子均匀地冷却，避免因冷却不均匀而产生弯曲，以致再次启动时产生强烈的振动而使机组受损。,燃气轮机工作温度较高，大型燃气轮机气缸和转子的结构又比较厚重，因此停机后需要较长的冷却时间。在冷却过程中，由于气缸上部气体温度高于下部，致使转子上下热膨胀不均匀而产生弯曲变形。到机组完全冷却后，按理该变形随着温度的均匀能自行消除
31、，但有的机组由于冷却时间长使变形时间长（或者结构上的因素）而造成残留的永久变形，机组若再启动运行将产生很大的振动。对于无残留变形的机组来说，若停机后机组还未完全冷却就进行再次启动，即所谓热态启动，那么这时就会因转子暂时的弯曲变形而产生很大的振动。为消除该现象，在机组停机后缓慢转动转子，使它始终处于温度较均匀的情况下冷却，这就是盘车。盘车的时间一般较长，一般24h-70h。（轮间温度低于65）,通常，盘车装置有连续盘车和间歇盘车两种。1.连续盘车 即燃气轮机停机后，由盘车电动机带动主机转子连续旋转，以达到均匀冷却的目的。由于盘车目的是均匀冷却，转子慢慢地转动即可，一般每分钟数转，这样只需较小功率
32、的电动机。该电动机一般采用由直流电源（蓄电池）供电，使在外界电源中断时仍能可靠地盘车，但现在多采用交流电源的电动机。,2.间歇盘车 既然连续盘车的转速很低，那么是否能间隔一段时间（如几分钟）使主机旋转一定的角度呢。实践证明，这同样能达到盘车的目的。与连续盘车相比较，间歇盘车消耗能量较少，但需一专门程序来控制。 间歇盘车系统由液压棘轮组件组成，安装在机组辅助齿轮箱的顶部。它的齿轮系统是这样布置的（见图103）：当液压齿条在“前进行程”中向外移动时，使摆动齿轮组上的撞击齿轮与辅助齿轮箱中主轴上的从动齿轮相啮合，并使其旋转。反之，当齿条在“返回行程”中回缩时，啮合油动机预先使这对齿轮稍稍松开。那时，
33、在齿与齿之间产生的力将逆向。在这种情况下，利用摆动齿轮组上平衡重块的作用，就可以使撞击齿轮与从动齿轮脱离啮合关系。 棘轮组件的运行是根据透平控制盘上的信号进行电动控制的。它可以按以下两种运行方式工作：,它可以按以下两种运行方式工作：（1）作为盘车装置运行。 燃气轮机控制系统间歇触发液压齿条的“前进行程”和“返回行程”。由于齿条的“前进行程”需要11s，“返回行程”需要35s，而每一次行程能把燃气轮机主轴旋转47，延时间隔整定值则为3min，盘车行程就会按上述动作重复地进行下去。因而，燃气轮机的主轴大约每小时可以旋转二周多一些。（2）作为启动加力装置运行。 当燃气轮机控制盘发出启动信号后，将使液
34、压棘轮泵自行启动，液压齿条开始作“前进行程”，进而使机组的主轴逐渐旋转起来。这个动作可以 减少机组在启动的瞬间必须由外界传入的启动扭矩。当燃气轮机被启动设备升速后，由于机组的转速超过了撞击齿轮的转速，撞击齿轮就会与从动齿轮脱离啮合关系。,是启动系统的一个例子，该系统由启动电机88CR、变扭器HM1、电动液压棘轮泵PH3、液压棘轮HM2（在变扭器内，见图108）、离合器、电磁阀、程序控制阀VH14和行程开关等组成。启动时，电机88CR启动，带动充油泵向变扭器工作腔充油，图109（a）中的电磁阀20TU带电，阻断变扭器工作腔的泄油（也有的设计与此相反，为20TU带电，变扭器工作腔泄油），与此同时，
35、电磁阀20CS带电，启动离合器啮合，燃气轮机被拖动至清吹转速，清吹程序结束后开始点火程序，20TU失电，变扭器工作腔泄油，主机转速下降至转速继电器（14HM）设定的释放值，20TU再次带电，主机转速重新上升至14HM的释放值，给出点火信号，机组进行点火。 机组的冷机盘车由液压棘轮泵PH3和液压棘轮HM2等组成的系统实现。PH3工作后，在盘车系统内建立起油压，电磁阀20CS带电，压力油先经由20CS进入爪式离合器的动作油缸，离合器啮合。此时系统内的程序阀2在压力作用下打开，油流进入程序控制阀VH14的第一个四位阀，并在第二个四位阀建立控制油压，使压力油流向液压棘轮的F孔口，完成盘车的正行程，主机
36、转子转过一个角度；在完成正行程的同时，液压棘轮的孔口FS打开，改变了两个四位阀的换向控制，从而使压力油流向液压棘轮的孔口R，完成盘车的反行程（空行程）。,启动和盘车系统概述： 燃机从静止状态完成启动盘车或燃机从静止状态、盘车状态启动燃机至并网运行都需要启动系统来完成。 在燃气轮机循环课程中已经知道，燃气轮机主要由压气机、燃烧室和透平三大部件组成。压气机需要从外部输入机械功才能把空气压缩到一定的压力供入燃烧室。透平则用高温高压的燃气做工质将其热能转变为机械能从而对外输出机械功。在正常运行时，压气机是由燃气透平来驱动的。一般讲，透平功率的2/3要用来拖动压气机，其余的1/3功率作为输出功率。这样存
37、在一个问题，在启动过程中点火之前和点火之后透平发出的功率小于压气机所需要的功率这一段时间内，必须由燃气轮机主机外部的动力来拖动机组的转子。换言之，燃气轮机的启动必须采用外部动力设备。在启动之后（燃机自持转速之后），再把外部动力设备脱开。我们把启动燃气轮机的外部动力设备称之为启动系统。 启动系统的第二个作用是作为停机后的冷机盘车设备。冷机盘车的目的是停机后使主机转子均匀地冷却，不使转子地主轴因受热（或冷却）不均匀而产生弯曲，以致再次启动时产生强烈地振动而使机组受到损害。,9E燃机系统,在燃机的启动过程中，从冲转、点火直至透平发出的功率小于或等于压气机的耗功这一段燃机的运行转速范围内，必须由燃机主
38、机以外的动力来拖动机组转子并加速，也就是燃机的启动必须借助外部动力设备及其相关的附助系统才能进行；在燃机停机过程中，为了使燃机的转子在停机后得到均匀得冷却，不使转子因停机后受到不均匀的冷却而产生弯曲变形：这种变形会在下次起动时，使机组产生不允许的振动（强烈振动时会使机组受到损害），造成因振动过大而启动失败的故障。 因此，燃气轮机机组在停机后还需要借助外部动力设备，使机组在较长的时间内（十几小时）使它能缓慢地转动，达到转子均匀地冷却的目的。,9E燃机系统,我们把起动燃机和使燃机停机后缓慢转动（14HP-120RPM）的冷态盘车的外部动力设备及其系统称为启动和盘车系统,9E燃机系统,我们来具体了解
39、一下9E燃气轮机启动和盘车系统的装置组成： 启动电机88CR: 三相异步电动机，50HZ-3000RPM-1000KW-6600V； 液力变扭器: 连接在启动电机与辅助齿轮箱之间，主要为燃机的启动提供所需的扭矩和速度； 变扭器导叶驱动电机88TM: 1.5KW2820RPM415V50HZ,导叶是液力变扭器部件的一部分，它通过角度的改变调节变扭器的输出扭矩；,9E燃机系统,充油，泄油电磁阀20TU-1: 通过该电磁阀的上电或失电，使得辅助滑油泵出口至液力变扭器的滑油油压在液力助动阀的助动筒处建立或泄载，使得液力变扭器充油或泄油。 盘车电机88TG: 30KW750RPM415V50HZ，他提供
40、了在燃机停机后的冷机过程中燃机转子连续低速（120RPM)旋转的动力。 线性可变差动变送器96TM-1：检测导叶的角度，作为控制系统对导叶角度的反馈信号，取两个位置开关中的最大值。,从图2029a可知，在燃气轮机的起动过程中，由于静摩擦和转子的静惯性作用，在零转速时，燃气轮机转动所需的扭矩Mt 最大；而由图2029b可知，交流电动机在零转速时的输出扭矩只有额定转速时的一半左右。因此，如果用起动电机直接带动燃气轮机起动，所选取起动电机的容量应按零转速时两者的起动扭矩相等或起动电机的扭矩略大于燃气轮机所需起动扭矩来确定。显然，起动电机的容量要增加很多，而起动后，起动电机的容量又富裕很多，这说明，用
41、等转速的直接传动方式起动燃气轮机既不合理，又不经济。如果能把起动电机在额定转速时的最大输出扭矩用来配合燃气轮机零转速时的起动冲转所需的扭矩，就能实现用较小容量的起动电机来起动燃气轮机的目的。这就要求在起动电机和燃气轮机转子之间，在起动过程中必须有不同的转速，而且两者间的转速差越大，所能传递扭矩也越大。为此，在起动电机和燃气轮机转子之间安装了液力变扭器，使起动电机轴与液力变扭器的输入轴相连。而液力变扭器的输出轴与燃气轮机的转子通过离合器、辅助齿轮箱和辅助联轴器相连接，液力变扭器的输入轴和输出轴之间没有直接的机械连接，而是通过液力相连接，这就解决了起动过程中，起动电机和燃气轮机转子之间不同转速的问
42、题，从而解决了起动电机和燃气轮机转子在起动时扭矩特性不匹配的问题。,9E燃机系统,在燃气轮机启动过程中转速是逐渐上升的，控制系统是通过速度传感器来判定机组启动过程的各个阶段的： GE公司给出的速度传感器如下： 14HR : 零转速继电器，TNH 0.06%时上电，TNH0.31%时失电； 14HP :低盘转速继电器，TNH 4%时上电，TNH 3.3%时失电；（控制盘车电机的启停） 14HT :起机延时及继电器，TNH 8.4%时上电，TNH 6%时失电； 14HM :最小点火转速继电器，TNH 10%时上电，TNH 9.5%时失电；,9E燃机系统,14HA :加速转速继电器，TNH 50%时
43、上电，TNH 40%时失电； 14HC :脱扣转速继电器，TNH 60%时上电，TNH 50%时失电； 14HF :起励转速继电器，TNH 95%时上电，TNH 90%时失电； 14HS :最小运行转速继电器，TNH 95%时上电，TNH 94%时失电；,9E燃机系统,零起盘车顺序控制：1）首先燃机的运行模式需选择“ON COOLDOWN”模式。2）给出启动命令（燃机主控选择在“OFF”模式下），起动电机88CR将起动。3）两秒延时后，20TU-1上电，对液力变扭器充油。4）液力变扭器导叶角有电机88TM调整至最大角度505）燃机大轴起转。6）当燃机转速达14HP的上电转速后，88CR停运，燃机转速将下降，直至14HP失电。7）14HP失电后，盘车电机将启动，液力变扭器导叶角调整至盘车角度43，燃机转速将上升至盘车转速约4SPD即：120RPM左右。燃机盘车转转速的相对稳定，有利于通风、润滑及油膜的稳定、冷却等作用。,
