重型燃气轮机产业的发展与自主化

发电设备(2007No.2)重型燃气轮机产业的发展与自主化

术开发的产业政策和发展计划,投入大量研究经费,使电站燃气轮机的技术水平得到很大的提高。各大燃气轮机制造商通过移植航空发动机的先进技术,开发出一批大功率、高效率的大型燃气轮机,既具有重型燃气轮机的单轴结构、水平中分面和设计寿命长等特点,又具有航空发动机的高燃气初温、高压比、高效率的特点。燃气轮机透平进口温度达1300℃左右,单套燃气轮机联合循环出力达350MW以上,国内技术界称之为“F级”燃气轮机,是这次引进的主要机型。通过打捆招标,我国从3个国外公司引进了F级燃气轮机制造技术,由哈尔滨动力设备股份有限公司与GE公司合作,生产PG9531(FA)型燃气轮机;东方电气集团公司与三菱公司合作,生产M701F型燃气轮机;上海电气(集团)总公司与西门子公司合作,生产V94.3A型燃气轮机。

1　“F”引进的3ISO条件下的主要性能参数如下:

(1)PG9351FA型燃气轮机,功率255.6MW,

(kW 热耗率为9759kJΠh)。单轴联合循环机组

(S109FA)功率为390.8MW,热耗率为6350kJΠ(kW h),净热效率为56.7%。

(2)M701F型燃气轮机,功率270.3MW,热耗

(kW 率为9421kJΠh)。单轴联合循环机组

MPCP1(M701F)功率为397.7MW,热耗率为6317(kW kJΠh),供电效率为57.0%。(3)V94.3A型燃气轮机,功率265MW,热耗

(kW 率为9350kJΠh)。单轴联合循环机组(1S.V94.3A)功率为385.5MW,热耗率为6283kJΠ

(kW h),净热效率为57.3%。

3种型号的燃气轮机联合循环机组的主要技

轮盘压紧面的端面齿传递扭矩。V94.3A采用中

心拉杆压紧压气机和透平各轮盘,并通过各轮盘压紧面处的端面齿来对中和传递转矩。燃气轮机压气机和透平缸均具有水平中分面和垂直中分面,在电厂能够方便地进行大修和更换热部件。

(2)压气机通流部分采用先进的设计方法,使压气机获得大流量、高压比。叶栅通道三维设计以满足气流的三元流动条件,通过减少压气机叶片根部和顶部的流量,降低二次流损失,提高压气机效率。PG9351FA的压气机共有18级,压比为15.4;M701F的压气机共有17级,压比为17;V94.3A的压气机共有15级,压比也是17。为了防止起动过程中压气机发生喘振,上述机组的压气机中都装有1。进,在一定负荷,以提高部。

(3)F级燃气轮机采用干式低NOx(DLN)燃烧技术,其工作特点是燃料与空气匀相预混、贫态主燃区,火焰温度控制在1670～1900K范围内,使

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NOx排放降低到25×10以下。PG9351FA采用逆流分管式、轴向分级的干式低NOx燃烧室;M701F采用环管型结构的多喷嘴预混燃烧室,并

且在每个火焰管过渡段上安装一只可调的旁通阀,根据机组负荷的大小调节旁通阀的开度,控制一次燃烧区中的燃料空气比,改善低负荷下的燃烧效率;V94.3A采用环形燃烧室,配置24个干式低NOx的混合型燃烧器,机组结构紧凑,透平前的燃气温度场比较均匀。

(4)透平静叶和动叶均使用高效叶型,以减少燃气流动损失,提高级效率。在通过提高燃气初温而达到更高性能的目标引导下,先进的大功率燃气轮机透平进口温度大幅度提高,达到了1300°C以上。透平进口温度的大幅度提高,是借助于采用先进的材料技术和叶片冷却技术。此外,燃气轮机的第1级和第2级高温透平叶片采用单晶或定向结晶技术,改善高温蠕变强度。叶片表面喷涂热障涂层,有效地起隔热保护作用,降低透平叶片金属的最高温度。PG9351FA的燃气透平设计为3级,有利于简化燃气轮机的整体结构,但透平级的焓降比较大;M701F和V94.3A的燃气透平均设计为4级,透平效率略高一些。

术特点是:

(1)燃气轮机均为重型结构,双轴承、双支承方案,压气机冷端输出功率,燃气透平轴向排气,排气扩散段直接与余热锅炉连接。压气机与燃气透平转子为盘鼓式结构,其中PG9351FA的压气机和燃气透平转子采用外围拉杆型式结构,依靠压紧面上的摩擦力传递转矩;M701F的压气机和透平转子也采用周向拉杆连接,但压气机通过轮盘压紧面外缘间的扭矩销传递扭矩,透平通过各

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