完整版燃气轮机.docx

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完整版燃气轮机

燃气轮机简介

1、燃气轮机发展史

1939年世界上第一台燃气轮机投入使用以来，至今已有65年的历史。

在这65年中燃气轮机的发展非常快，其性能、结构不断地提高和完善。

燃气轮机的用途已从过去的军事领域扩展到铁路运输、移动电站、海上平台、机械驱动和各种循环方式的大中型电站等。

例如：

简单循环、回热循环、间冷循环、再热循环、燃气—蒸汽联合循环（单压、双压、三压再热）、增压硫化床燃烧—联合循环（PFBC—CC）、整体式煤气化联合循环（IGCC）等。

由于燃气轮机具有用途广泛、启动快、运行方式灵活、用水量少、热效率高、建设周期短以及对燃料的适应性非常广（各种气体燃料、液体燃料和煤）等特点，因此可以这样说，燃气轮机已经成为热机中的一支劲旅，汽轮机长期独霸发电行业的格局已经开始动摇。

近二十年来，燃气轮机在电站中的应用得到了迅猛发展。

这是因为燃气轮机启动速度快、运行方式灵活，且能在无电源的情况下启动（黑启动Black），机动性能好且有极强的调峰能力，可保障电网安全运行。

进入八十年代以后，燃气轮机技术得到了迅猛发展，技术性能大幅度提高。

到目前为止单机容量已达334MW，简单循环的燃气轮机热效率达43.86%，已超过大功率、高参数的汽轮机电站的热效率。

而燃气—蒸汽联合循环电站的热效率更高达60%。

先进的燃气轮机已普遍应用模块化结构，使其运输、安装、维修和更换都比较方便，而且广泛应用了孔探仪定期检查、温度控制、振动保护、超温保护、熄火保护、超速保护等措施，使其可靠性和可用率大为提高。

此外，由于燃气轮机的燃烧效率很高，未燃烧的碳氢化合物、一氧化碳、二氧化硫等排放物一般都能达到严格的环保要求。

注水/蒸汽燃烧室和DLN燃烧室的应用使NOX的排放降至9-25ppm。

2、我国燃气轮机工业概况

我国解放前没有燃气轮机工业，解放后全国各地试制过十几种型号的陆海空用途的燃气轮机。

1956年我国制造的第一批喷气式飞机试飞，1958年起又有不少工厂设计试制过各种燃气轮机。

1962年上海汽轮机厂试制船用燃气轮机，1964年与上海船厂合作制成550KW燃气轮机，1965年制成6000KW列车电站燃气轮机，1971年制成3000KW卡车电站。

在这期间还与703研究所合作制造了3295KW、4410KW、18380KW等几种船用燃气轮机。

1969年哈尔滨汽轮机厂制成2200KW机车燃气轮机和1000KW自由活塞式燃气轮机，1973年与703研究所合作制成4410KW船用燃气轮机，与长春机车车辆厂合作制成3295KW机车燃气轮机。

1964年南京汽轮电机厂制成1500KW电站燃气轮机；1970年制成37KW泵用燃气轮机；1972年制成1000KW电站燃气轮机；1977年制成21700KW快装式电站燃气轮机；1984年与GE公司合作生产了PG6541B型36000KW燃气轮机；从1984年至2004年已生产了PG6541B型、PG6551B型、PG6561B型、PG6581B型四种型号燃气轮机，功率由36000KW上升到现在的43660KW。

2003年国家发改委决定南京汽轮电机集团有限责任公司与GE公司进一步扩大合作生产范围，在南京汽轮电机集团有限责任公司生产S209E型燃气－蒸汽联合循环发电装置中的燃气轮机、汽轮机和发电机。

1978年东方汽轮机厂制成6000KW燃气轮机；1972年杭州汽轮机厂制成200KW燃气轮机；1972年青岛汽轮机厂制成1500KW卡车电站燃气轮机。

2003国家发改委决定在秦皇岛建一座燃气轮机生产基地，与美国GE公司合作生产MS9001FA型燃气轮机。

该生产基地隶属于哈电集团，与哈尔滨汽轮机厂、哈尔滨电机厂共同生产S109FA-SS型燃气－蒸汽联合循环发电设备。

2004年8月在秦皇岛组装的第一台MS9001FA型燃气轮机已发运到杭州半山电厂。

3、GE公司动力系统

GE公司动力系统总部位于纽约州的斯克纳克塔第（Schenectady）市，纽约州地处美国东北地区，而斯克纳克塔第市又位于纽约州的西北部。

该市是一座非常小的城市，仅有一万多人口，斯克纳克塔第市的兴衰是与GE公司动力系统的兴衰紧密相连的。

前几年GE公司动力系统裁员时，该市人口也随之减少。

除了GE公司动力系统下属的燃气轮机设计、生产、试验等部门之外，GE公司动力系统总部及下属的产品部、项目部、汽轮机设计部及生产工厂等部门均设在此处。

现在的GE公司动力系统总部就是创建于1878年10月15日的爱迪生电灯公司的前身，1892年爱迪生电灯公司与汤姆森休斯顿电气公司合并，在纽约州的斯克纳克塔第（Schenectady）市创建了通用电气公司（GeneralElectricCo,简称GE）。

经过一百多年的发展，至今GE公司已成为一个特大型跨国电气集团公司，其产品和服务项目涉及航空、航天、广播电视、配电和电机制造、工业与动力、信息、照明工程、机车制造、家用电器、医疗设备以及塑料工程等。

GE公司在100多个国家开展了业务活动，全球员工近30万人，其中在中国的雇员8700人。

GE公司生产的第一台燃气轮机于1942年问世，用于航空发动机；第一台用于机械驱动的燃气轮机于1948年装备在机车上，燃气轮机输出功率为4800KW；1949年GE生产出第一台用于发电的燃气轮机，输出功率为3500KW。

GE公司动力系统主要生产和经营重型燃气轮机、汽轮机、核电设备、输电设备和电力驱动系统等产品。

GE公司在全球的合作伙伴有日本的日立、东芝、韩国重工、印度BHEL、中国的南汽集团等5家。

过去法国的阿尔斯通和英国的约翰·布朗工程有限公司（JohnBrownEngineering）曾经也是GE公司的生产合作伙伴，现在已被GE公司兼并。

2003年中国又多了一个GE公司的合作伙伴，即“哈电集团秦皇岛燃气轮机生产基地”引进GE公司MS9001FA型燃气轮机技术，与GE公司合作生产MS9001FA型燃气轮机。

GE公司动力系统的燃气轮机设计、生产、试验等部门建在美国南卡罗来纳州（SouthCarolina）西部城市格林威尔（Greenville），南卡罗来纳州地处美国东南部。

1989年之前GE公司动力系统拥有2个燃气轮机生产工厂，一个设在斯克纳克塔第（Schenectady）市的动力系统总部，另一个设在格林威尔（Greenville）市。

随着GE公司燃气轮机业务的不断扩大和大功率、高参数燃气轮机的发展，1998年以来，GE在全球范围相继大规模兼并收购了欧洲燃气轮机公司（Alstom）、意大利新庇隆燃气轮机公司（NuovoPignone）、英国约翰·布朗工程有限公司（JohnBrownEngineering）、新加坡艾玛等公司。

然后GE公司逐步将小功率燃气轮机的生产转向阿尔斯通、新庇隆生产，并将斯克纳克塔第（Schenectady）的厂房留给了汽轮机生产部。

而工程技术人员迁往格林威尔（Greenville）。

该项工作于1998年至1999年两年时间完成。

目前，设在格林威尔（Greenville）的燃气轮机工厂只生产7EC、7FA、7FB、9E、9FA、9FB、9H等机型。

6000系列和部分9E型燃气轮机转到了法国贝尔福市（Belfort前阿尔斯通）生产，3000、5000系列燃气轮机转到了意大利新庇隆生产，但6C和6FA型燃气轮机的研发部仍设在格林威尔（Greenville）。

GE公司动力系统格林威尔（Greenville）燃气轮机工厂总建筑面积为12.1万平方米，其中厂房面积为9.7万平方米。

现有员工2100人，其中设计人员500多名。

2003年共生产7EC、7FA、7FB、9E、9FA、9FB、9H等型号燃气轮机180台，现在的生产厂房面积比扩建前的面积增加了15％，生产能力已提高到年产300台燃气轮机的能力。

格林威尔（Greenville）燃气轮机工厂9.7万平方米的生产厂房为全封闭中央空调。

其中两跨厂房为总装车间，设有4个立式气缸对接台位。

燃气轮机生产自动化程度非常高，车间生产工人很少。

工厂中设有一座能容纳500多人工作的技术大楼、一座整机全速空载试车台厂房、一座燃气轮机燃烧试验厂房和一个燃气轮机维修研究中心，整个工厂面积非常大，有专用铁路通往厂内。

厂区外围设有4个大型员工停车场，整座工厂掩映在绿色森林中。

工厂的质量管理采用“六个西格玛”体系，GE公司的企业精神是四句话：

“想，解决，制造，服务。

”（Image、Solve、Building、Service）。

4、GE公司动力系统燃气轮机产品系列及编号

GE公司生产的重型燃气轮机由五个系列组成，即MS3002、MS5000、MS6001、MS7001、MS9001，每个系列中又有若干个型号。

例如：

MS9001B、MS9001E、MS9001EC、MS9001F、MS9001FA、MS9001FB、MS9001G、MS9001H等。

每个型号的燃气轮机又可分为发电和机械驱动两个类型，例如：

PG6541B型是用于发电的，M6501B型是用于机械驱动的。

GE公司燃气轮机型号中的字母和数字的含义规定如下：

MS－MachineSeries

1=用途：

M—机械驱动（MechanicalDrive）；PG—箱装式发电设备（PackageGeneration）；

2=系列号，3、5、6、7、9

3=输出功率，以英制马力为单位的近似值

4=轴的数量，单轴或双轴

5=型号，B、E、F、G、H等

GE公司燃气——蒸汽联合循环系列产品中的字母和数字含义规定如下：

S109FA－SS、S109FA－MS、S209FA－MS、S306B等

S—STAG表示联合循环，STAG是SteamandGas的缩写

1—燃气轮机的台数

0—没有意义

9—燃气轮机系列号

FA—燃气轮机型号

SS－SingleShaft

MS－Multi－Shaft

用数字和字母命名的设备及元件名称

数字命名的名称：

12——机械超速机构63——压力开关

20——电磁阀65——用于燃料调节的电液伺服阀

23——加热设备71——液位检测

26——温度开关77——转速传感器

28——火焰检测器86——复位或闭锁开关

33——限位开关88——电动机

39——振动传感器90——电液伺服阀

43——手动开关59——火花塞或点火变压器

45——火灾探测器96——压力变送器

49——过载保护装置

第一字母

A——空气H——液压油或加热器

C——离合器或压气机或CO2P——清吹

D——柴油机或分配器S——截止或转速或启动

F——燃料或流量T——遮断或透平

G——气体W——水或暖机

一般来说，第一个字母用来表示设备或元件所在地点。

第二字母

A——报警或附件或空气或雾化M——中等或介质或最小

B——增压机或放气N——正常

C——冷却或控制P——压力或泵

D——分配器或之差Q——润滑油

E——紧急R——松开或比值或棘轮

F——燃料S——启动

G——气体T——透平或遮断或箱（罐）

H——加热器或高V——阀或叶片

L——液体或低

一般来说，第二字母用来表示设备或元件的功能或使用状况。

举例如下：

63QA——压力开关，用于润滑油系统的压力低报警；

63QT——压力开关，用于润滑油系统的压力低跳闸；

20VG——电磁阀，用于气体燃料系统的通风；

88QE——电动机，润滑油系统中的应急泵；

71WL——液位检测器，水系统低位检测；

5、燃气轮机结构型式的发展

目前，大中型燃气轮机的结构型式大体上可分为两类；一类是工业型，另一类是航机改装型。

工业燃气轮机是按地面工作要求而设计的，其主要特点是寿命长、造价低、能长期安全运行、体积较大等。

航机改装型是把航空发动机加以改装后用于工业及船用的机组，其主要特点是体积小、重量轻、热效率高、维修周期短、使用寿命较短等。

工业型燃气轮机的结构分为两种，一种是压