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最新燃气轮机介绍


SIEMENS

燃气轮机和联合循环介绍

SIEMENS 燃气轮机和联合循环 内 容 提 要
1. 燃气轮机概述 2. 我国燃机市场现状和发展前景 3. SIEMENS 燃气轮机 4. 燃气-蒸汽联合循环 5. 联合循环用汽轮机 6. 控制系统

SIEMENS 燃气轮机和联合循环

1. 燃气轮机概述

1. 燃气轮机概述
燃气轮机主要是利用燃料的 燃烧,把化学能转变成热能, 燃烧后的高温高压气体膨胀做 功驱动透平运转,从而带动电
701F航改机

机发电, 它以空气为工作 介质而不是水蒸 气,从而省去了 锅炉、冷凝器、 给水处理等设备, 目前燃气轮

MS7001F

MS9001FA

V94.3A

机装置效率已经 达到了40%。

1. 燃气轮机概述 燃气轮机——汽轮机比较
燃气轮机
工作介质 锅炉 冷凝器 给水处理设备 排放 启动速度 建设周期 投资成本 适用领域 其它 空气、天然气 无 无 无 水、CO2 快 短 低 移动式电站(船、车载) 维修方便、运行可靠、自 动化程度高 煤、水 有 有 有 硫化物等有害气体 要求有暖管时间 长 要建煤站等配套设施建设周 期长

蒸汽汽轮机

1. 燃气轮机概述 V94.2 燃气轮机

SIEMENS 燃气轮机和联合循环

2. 我国燃机市场现状和发展前景

2. 我国燃机市场现状和发展前景 我国燃机市场发展的大好机遇
? 优化能源结构、发展燃机发电
◆ “西气东输”◆ 近海油气田◆ 进口管道、液化天然气(LNG)

? 利用燃机发电特长、开拓广阔市场
◆ 高可靠性,高效率,低排放,低成本,启动快,用水少 ◆ 适合于电网调峰、热电联供、分布式电源、老厂改造 ◆ “以煤为主”发展IGCC

预测2001~2005年全国燃机需求量可达10000MW以上 预测2006~2010年将出现燃机建设高峰 ? 据国家计划会议测算未来几十年的燃气轮机装机容量为:
◆ 2005年 ◆ 2010年 ◆ 2015年 ◆ 2020年 累计装机 1200 万千瓦 累计装机 2500 万千瓦 累计装机 4000 万千瓦 累计装机 5500 万千瓦

我国燃机市场现状和发展前景 据国家计划会议测算未来几十年的燃气轮机装机容量为:

2005年 2010年 2015年 2020年

累计装机 1200 万千瓦 累计装机 2500 万千瓦 累计装机 4000 万千瓦 累计装机 5500 万千瓦

2. 我国燃机市场现状和发展前景 第一捆燃气轮机项目
电厂/投资
上海化学工业区热电有限责任公司 (油/气) 北京京丰热电有限责任公司(陕甘宁管道气) 浙江杭州半山发电有限公司 北京三吉利能源股份有限公司投资建设 江苏常州戚墅堰发电有限公司(西气东输) 国家电力公司华东公司望亭发电厂(西气东输) 粤电51% /前湾电力19 % /日本兼松电力(华南)30%合作 广州粤电和中国海洋石油共同合作 深圳市东部电厂

项目名称
漕泾项目 北京三热 半山项目 张家港项目 戚墅堰项目 望 亭项目 前湾项目 惠州项目 深 圳东部

台数
2 1(2) 3 2 2(4) 2 3(6) 3(6) 3(8) 21台

2. 我国燃机市场现状和发展前景 燃气轮机第二捆项目
电厂/投资
广州珠江电厂燃气(LNG)联合循环工程 浙江萧山发电厂天然气发电工程 (东海气源)

台数
2(4) 2 2 2 2 3 3 2 2 2 共11个电厂,目前22台

浙江省镇海电厂燃油改建燃气发电工程项目(东海气源) 河南郑州天然气电站项目 河南驻马店中原燃气电厂项目 江苏金陵燃机电厂 上海石洞口燃机电厂 四川江油燃机电厂 青海格尔木燃机电厂(E级) 广东深圳美视燃油改燃气电厂(E级) (西气东输) (西气东输) (西气东输) (西气东输)

2. 我国燃机市场现状和发展前景 燃气轮机第三捆以及将来捆项目
电厂/投资
北京(金桥、太阳宫、北京三热) 福建(莆田、厦门、晋江)东海气源) 浙江宁波LNG 上海LNG 江苏LNG 广州保税区环保燃机电厂 珠海LNG 山东LNG

台数
5 10 8 9 2 2 9 9 2 2

中山燃机电厂
东莞燃机电厂 等等……

SIEMENS 燃气轮机和联合循环

3. SIEMENS 燃气轮机

3. SIEMENS 燃气轮机

V94.3 & V84.3 & V94.2

V94.3A & V84.3A & V94.2A

3. SIEMENS 燃气轮机 SIEMENS 主要燃气轮机产品
燃气轮机型号 电网频率,Hz 进气温度,℃ 压比 排气流量,kg/s 排气温度,℃ 燃气轮机功率,MW 燃气轮机效率,% 联合循环效率,% V64.3 50/60 1130 16.1 192 531 62 35.2 53.2 V64.3A 50/60 1190 16.2 192 571 69 36.5 54.0 V84.2 60 1060 11.0 360 544 109 34.0 51.9 V84.3A 60 1230 16.9 457 582 185 38.8 57.7 V94.2 50 1060 11.1 519 540 159 34.5 52.3 V94.2A 50 1161 14.0 532 573 190 36.4 55.6 V94.3A 50 1230 16.9 659 582 268 39.0 57.7

3. SIEMENS 燃气轮机
V94.3A燃气轮机设计特点
(1)发电机联接方式 -冷端驱动 (2)气缸 -水平中分 (3)转子 -两个轴承 -中空轴 -叶轮之间通过Hirth齿啮合 -叶轮用中心拉杆轴向固紧 (4)压缩机 -15级 -优化流动设计 -进口导叶可转 (5)燃烧室 -环形燃烧室 -24个组合式燃烧室 -陶瓷与金属遮热瓦块 (6)燃烧器 -低Nox技术 -可烧多种燃料 (7)透平 -4级 -先进的冷却技术 -叶片隔热涂层 -叶片气膜冷却 (8)排气 -轴向排气

3. SIEMENS 燃气轮机
CASING 3 COMPRESSOR STATOR II 压气机2#静叶持环 COMPRESSOR STATOR I 压气机1#静叶持环 COMPRESSOR BEARING HOUSING 压气机轴承座 TURBINE STATOR 透平静叶持环 INTERMEDIATE SHAFT 中 间 轴 COMPRESSOR SUPPORT(LEFT) 压气机左支撑 ROTOR 转子 TURBINE SUPPORT 透 平 支 撑 CASING 2 2# 缸 BEARING HOUSING TURBINE 透平轴承座 3# 缸 EXHAUST GAS DIFFUSER 排气扩散器

长度: 10.8 m

V94.3A 燃气轮机
COMPRESSOR SUPPORT(RIGHT) 压气机右支撑

高度: 5.3 m 重量: 308 t

3. SIEMENS 燃气轮机

经过验证的可靠的共同特
● ● ● ● ● ●

相互啮配的叶轮 3维叶片 4级透平 两个轴承 轴向排气 冷端驱动

3. SIEMENS 燃气轮机
燃气轮机转子
压气机叶轮 中空轴 透平叶轮

中心拉杆

Hirth齿啮配

3. SIEMENS 燃气轮机
设计特点:

燃气轮机转子装配现场

? 在所有转子部件之间有沿径向加工的啮合齿 (Hirth齿) ? 中心拉杆

优点:
? 传递扭矩可靠 ? 所有转子部件精确定中心,即使这些部件径向膨胀 量不同时也可保证所有轮盘的同心度 ? 若中心拉杆的固紧力由于温度发生了变化,转子的 轴对称性不受影响 ? 转子现场可以拆装,而不需要再做动平衡 ? 用液压加载装置可以轻易地持加和调整中心拉杆的 预紧力 ? 允许快速启动 ? 临界转速高

3. SIEMENS 燃气轮机
压气机叶轮和端面齿(Hirth)
? 径向的Hirth齿使叶轮能单独

热膨胀并且保持同心 ? 可有效的传递扭矩 ? 现场转子可以拆卸,而且不 需再做动平衡 ? 端面齿加工精度高,制造难度大

3. SIEMENS 燃气轮机
VX4.3A压气机叶片设计
? 先进的可控扩散度叶型 ? 先进的可控扩散度叶型 ? 三维叶片边界修正 ? 三维叶片边界修正 ? 级数少( ~15 级) /压比大 ? 级数少( ~15 级) /压比大 ( ~17 ) ( ~17 )

压气机叶片

第6级静叶片

3. SIEMENS 燃气轮机
燃油回油

组合式燃烧器
燃油

值班燃料气 扩散燃烧燃料气 降Nox喷嘴 (水、蒸汽)

? 可使用天然气、柴油、石脑油、 多种燃料

预混燃料气

? 在60~80%负荷时天然气到燃料 油的相互切换,仅需5分钟 ?在大于40%负荷运行时能保持低 NOx、CO排放

空气

燃油喷嘴

3. SIEMENS 燃气轮机
燃烧室形式

人 孔

V84.2(6个燃烧器)、V94.2 (8个混合燃烧器)的2个立式燃烧室 V84.3 (6个燃烧器) 、 V94.3(8个混合燃烧器) 的2个卧式燃烧室
2.2m

V94.3A 24个燃烧器

V94.2A 24个燃烧器

2.0m

3.8m 3.5m

3. SIEMENS 燃气轮机
环形燃烧室
燃烧器出口方向 透平进口方向

3. SIEMENS 燃气轮机
透平叶片
动叶片 静叶片 ?燃气透平均为4级 ?1~2级动叶片为单晶叶片, 外面加两层涂层 ?第3级动叶片为定向结晶 叶片,加一层涂层 ?第4级由于温度相对比较 低,所以采用为一般材料的 锻件 ?各级叶片均有空气冷却孔

3. SIEMENS 燃气轮机
透平动叶片内部冷却通道

3. SIEMENS 燃气轮机
影响第一级透平叶片使用寿命的因素
灰尘造成的磨损

外来物体造成 的损坏(FOD)

静叶片冷却空 气通道被堵

动叶片冷却空气通 道被堵

3. SIEMENS 燃气轮机

3. SIEMENS 燃气轮机

3. SIEMENS 燃气轮机

3. SIEMENS 燃气轮机

3. SIEMENS 燃气轮机
燃烧室的隔热保温

铸钢材料的缸体采用陶瓷 和高温金属遮热材料保护

人可以通过缸体上的人孔进 入燃烧室,对燃烧室检查, 隔热材料(陶瓷)可以单独 调换

3. SIEMENS 燃气轮机
1

辅助系统
10 11 8 3

1 2 3 4 5 6 7
2

进气系统 排气扩散段 燃气轮机罩壳支 架和排气管 罩壳通风设备 润滑油单元 控制油单元 内部联接管路 电缆及仪表支架 盘车系统 压气机清洗系统 空气干燥系统 高压空气包 燃气单元 燃油单元 水清洗/密封空 气系统 降Nox单元 控制室

8 9 10

9

11 12 13 14 15 16 17

17

5

7

12

13

16

6

14

15

4

3. SIEMENS 燃气轮机
进气系统

扩压器

燃气轮机

降Nox 喷水器

燃料油组件

天然气组件

辅助系统(单轴)

3. SIEMENS 燃气轮机
进气系统 燃气轮机 & 罩壳钢架 电机辅助系统 励磁器 发电电机 通风管道 扩压器

控制中心

低压变压器

天然气组件 降Nox 喷水器 润滑油组件

液压油组件

燃料油组件

辅助系统(多轴)

3. SIEMENS 燃气轮机
单轴联合循环——进排气系统
余热锅炉排气烟囱 旁路烟囱

排气消声器

进气管道

进气消声器

进气冷却系统 挡板门 过虑室 余热锅炉 排气扩散段

膨胀节 GT/ST罩壳 进气系统支撑结构 除冰系统

3. SIEMENS 燃气轮机

3. SIEMENS 燃气轮机
进气系统
主要功能: ? 导向和过滤进入燃气轮机的外界空气 ,确保机组安全可靠的运行。 ? 控制(减少&降低)压气机进气系统 的噪音,使其控制在许可的噪音范围 内。 ? 确保进气管道的绝缘程度,使进入压 气机的空气清洁,干燥。 清洁度要求: 工作条件:(d—灰尘直径) 总的灰尘分散度: d < 2 (mm) 2 < d < 10 (mm) d > 10 (mm) 0,08 ppm (w) 0,06 ppm (w) 0,02 ppm (w) 0,0002 ppm (w)

3. SIEMENS 燃气轮机
进气系统过虑消声过程

消声设备

预/精过滤器

凝聚(水)过虑器

百叶(天)窗

3. SIEMENS 燃气轮机

3. SIEMENS 燃气轮机

3. SIEMENS 燃气轮机

3. SIEMENS 燃气轮机
燃气轮机罩壳

3. 燃气轮机
燃气轮机罩壳 燃气模块 控制油模块

压气机水洗系统

润滑油模块

3. SIEMENS 燃气轮机
燃气轮机本体管路
? 天然气管道 ? 燃油管道 ? 排气管道 ? 冷却空气管道 ? 除湿管道

SIEMENS 燃气轮机和联合循环

4. 燃气-蒸汽联合循环

4. 燃气轮机概述 联合循环的基本工作方式
联合循环是废热回收的 一种有效措施,燃机的 排气温度为500~600 0C, 直接废气排空将造成巨 大的能源浪费。 而且燃气轮机单机效 率也很低,采用联合循 环,利用余热加热蒸汽, 再驱动汽轮机作功,可 充分的提高机组的整体 热效率,效率可达到 60%
水 冷凝 器 蒸 汽 汽轮 机 余热锅炉 烟囱 燃气轮机 发电机

4. 燃气-蒸汽联合循环 SIEMENS 燃气轮机和联合循环电厂编号方法
V94.3A
环形燃烧室 发展阶段:3=第3代 压气机大小 转速 9 = 50 Hz 8 = 60 Hz 6 = 50 Hz 或 60 Hz 德文:燃气轮机开头字母 燃气轮机型号 每套联合循环中的燃气轮机数量 2 = 多轴布置

n GUD 2.V94.3A

1S = 单轴布置 德文:燃气-蒸汽联合循环缩写 联合循环装置数量

4. 燃气-蒸汽联合循环 联合循环配置优点
◆ 供电效率高 ◆ 投资成本低 ◆ 建设周期短 ◆ 洁净、环保

◆ 用地、用水少 ◆ 启停方便

联合循环的配置方式
? 一拖一:1台燃气轮机+1台余热锅炉+1台蒸汽轮机 ? 二拖一:2台燃气轮机+2台余热锅炉+1台蒸汽轮机 ? 三拖一:3台燃气轮机+3台余热锅炉+1台蒸汽轮机 ? 三拖二:3台燃气轮机+3台余热锅炉+2台蒸汽轮机

4. 燃气-蒸汽联合循环 联合循环常用配置方式特点比较
配置方式 供电效率 供电负荷﹥50% 供电负荷≤50% 运行灵活性 运行可靠性 投资及进度 蒸汽循环系统的辅助系统、控制系统 运行维护费用 高 互相牵制 高 一次 2套 2套 分期 1套 1套 方便 高 一拖一 二拖一

4. 燃气-蒸汽联合循环 单轴布置:结构紧凑、启停灵活(3S)
径向联合推力轴承 (燃气轮机&发电机) 发电机 汽轮机高压缸 SSS—连轴器 径向联合推力 轴承(汽轮机) 汽轮机 燃气轮机 中/低压缸

4. 燃气-蒸汽联合循环

4. 燃气-蒸汽联合循环

4. 燃气-蒸汽联合循环

4. 燃气-蒸汽联合循环 SIEMENS与其他公司—单轴方案的比较
发电机

优点: ? 当汽轮机发生故障或检修时, 燃气轮机可以单机运行,增加了 运行灵活性 ? 轴向排气,损失小,效率高 ? 启动时不需要辅助锅炉 ? 易于和多种布置方式地冷凝器 匹配(板式或空冷)

汽轮机 燃气轮机

轴向排汽

余热锅炉

3S离合器

其他公司方案

4. 燃气-蒸汽联合循环 一拖一联合循环
标准电厂配置

单轴布置形式

4. 燃气-蒸汽联合循环 一拖一联合循环
余热锅炉

动力岛标准配置

排气扩散 段 燃气轮机 发电机 SSS连轴器 汽轮机

4. 燃气-蒸汽联合循环 单轴V94.3A联合循环厂房纵剖图
烟囱 余热锅炉 燃气轮机 发电机 汽轮机高压缸 汽轮机中/低压缸 消声器 排气扩散段 冷凝器 变压器

4. 燃气-蒸汽联合循环 单轴V94.3A联合循环横截面图

4. 燃气-蒸汽联合循环 多轴布置:多个发电单元、分期建设、可灵活运行
压气机 燃烧室 燃机透平 发电机

汽轮机 余热锅炉

发电机

凝汽器

4. 燃气-蒸汽联合循环 二拖一联合循环

标准电厂配置

4. 燃气-蒸汽联合循环 二拖一联合循环
多轴布置形式优点: 动力岛标准配置

? 多个发电单元 ? 可分期建设 ? 运行形式灵活

4. 燃气-蒸汽联合循环 联合循环中的蒸汽循环形式
? 三压再热
? 燃气轮机的排气温度 ? 排气量 ? 余热锅炉的具体配置

? 三压非再热 ? 双压再热 ? 双压非再热

? 降低蒸汽湿度 ? 提高机组效率 ? 提高叶片寿命

4. 燃气-蒸汽联合循环
余热锅炉中的温度变化曲线 效率的增加

温度『oC』 单压过程 双压过程 三压过程

△η净效率的增加

排气

110bar/540oC 29bar/320oC 5bar/200oC 80bar/540oC 5bar/210oC

110bar/540oC 28bar/540oC 4bar/235oC

65bar/540oC 51.4%
热量传输 单压 双压 三压无再热 三压有再热

4. 燃气-蒸汽联合循环 单轴联合循环机组三压再热蒸汽循环简图
余热锅炉 烟囱排气

Gas

Oil

Air

燃气轮机排气

4. 燃气-蒸汽联合循环 V94.3A 单轴联合循环机组蒸汽参数:
锅炉形式:3压再热 高压蒸汽:565 ℃,130 bar(a), 75kg/s 中压蒸汽:330 ℃,32 bar(a), 13kg/s 再热器: 550 ℃,30 bar(a), 87kg/s 低压蒸汽:235 ℃,4.5 bar(a), 10kg/s 270 t/h 47 t/h 313 t/h 36 t/h

V94.2 单轴联合循环机组蒸汽参数:
锅炉形式:双压 高压蒸汽:535 ℃,80 bar(a),63kg/s 低压蒸汽:240 ℃,7.0 bar(a),12kg/s 227 t/h 43 t/h

余热锅炉流程图
1.高压过热器 2.中压再热器 3.高压蒸发器 4.高压省煤器2 5.中压过热器 6.中压蒸发器 7.中压省煤器 8.高压省煤器1 9.低压再热器 10.低压蒸发器 11.凝结水预热器 Gas ⑴ (2) ⑴ (2) (3) (7) (4) (4) (6) (5) 高压减温 减压器 高压汽泡 中压汽泡 中压减温 减压器 主蒸汽 高压蒸汽旁路旁 再 热 器 冷 端 低压汽泡 再热器热端

中压蒸汽旁路

低压蒸汽旁路 (11) (10)

(8)

(9)

膨 胀 水 管

凝 结 水 循 环 泵

V94.3A燃气轮机余热锅炉流程图:3压再热

联合循环中的蒸汽循环形式
联合循环中汽轮机的蒸汽参数主要取决于:
?燃气轮机的排气温度和 ?排气量以及 ?余热锅炉的具体配置

联合循环中的蒸汽循环形式
三压:再热(3P,R) 三压;非再热(3P) 双压;再热(2P,R) 双压;非再热(2P)

汽轮机采用再热供汽主要是为了:
?降低低压部分的蒸汽湿度 ?提高机组效率 ?提高末级动叶片工作寿命

三压再热:是汽轮机除了高压进汽以及低压补汽外,汽轮机高压排气与 余热锅炉的中压供汽相混合,一提高汽轮机中压进气(再热)的温度, 这就形成了三压再热蒸汽循环

余热锅炉 V94.3A单轴联合循环机组蒸汽参数: 锅炉形式:3压再热 高压蒸汽: 中压蒸汽: 再热器: 低压蒸汽: 565℃,130bar(a),75kg/s 330℃,32bar(a), 13kg/s 550℃,30bar(a), 87kg/s 235℃,4.5bar(a), 10kg/s

余热锅炉 V94.2单轴联合循环机组蒸汽参数(烧天然气): 锅炉形式:双压(2P) 高压蒸汽: 低压蒸汽: 535℃,80bar(a),63kg/s 240℃,7.0bar(a), 12kg/s

V94.2单轴联合循环机组蒸汽参数(烧重油): 锅炉形式:双压(2P) 高压蒸汽: 低压蒸汽: 514℃,76bar(a), 57kg/s 238℃,5.7bar(a), 15kg/s

4. 燃气-蒸汽联合循环 立式设计 余热锅炉
低压汽包 高压汽包 给水储箱

卧式设计
给水储箱 低压汽包 高压汽包

1.预热器 4.高压省煤器

2.低压蒸发器 5.高压蒸发器

3.低压过热器 6.高压过热器

4. 燃气-蒸汽联合循环 SIEMENS 50Hz联合循环电厂性能参数
环境参数:
机组 VX4.X(A) 电网频率 50 环境温度℃ 15 相对湿度% 60 大气压力bar 1.013 凝汽器压力 bar 50 进气压损mbar(总压) 排气压损mbar(静压) 10 33~35

机组性能参数:
机组配置 燃机数量 余热锅炉形式 燃气轮机毛出力,WM 蒸汽轮机毛出力,WM 净出力,WM 净热耗,KJ/kWh 净效率,%
1S.V64.3A 单轴 2.V64.3A 多轴 1.V94.2 多轴 2.V94.2 多轴 1S.V94.2A 单轴 2.V94.2A 多轴 1S.V94.3A 单轴 2.V94.3A 多轴

1 双压 70 37 99.8 6901 52.2

2 双压 65.6 75.7 201.1 6849 52.6

1 双压 154.3 89.3 239.4 6893 52.2

2 双压 154.3 178.5 478.8 6891 52.2

1 三压再热 -- -- 280.7 6590 54.6

2 三压再热 175.2 217.2 559.1 6616 54.4

1 三压再热 -- -- 392.2 6274 57.4

2 三压再 热 257.8 280.5 783.9 6278 57.3

4. 燃气-蒸汽联合循环 GUD 1S V943.A 冷态启动
蒸汽 压力 蒸汽 温度 燃气轮机转速 燃气轮机负荷 高压蒸汽温度 高压蒸汽压力 燃气轮机负荷 燃气轮机『GT』

蒸汽流量 汽轮机负荷

启动时间『分』

加载时间『分』

旁路蒸汽流量

汽轮机负荷 汽轮机『ST』

燃气轮机启动 燃气轮机并网 并增加负荷 蒸汽旁路开启

汽轮机调节阀开启 蒸汽旁路关闭

98%~100% 汽轮机负荷

4. 燃气-蒸汽联合循环 GUD 1S V943.A 热态启动
蒸汽 压力 蒸汽 温度 燃气轮机转速 燃气轮机负荷 转速 高压蒸汽压力 燃气轮机负荷 燃气轮机『GT』

蒸汽流量 汽轮机负荷

100%燃气轮机负荷

加载时间『分』

旁路蒸 汽流量

汽轮机『ST』

燃气轮机启动 燃气轮机并网 并增加负荷

蒸汽旁路关闭 汽轮机调节阀开启 蒸汽旁路开启

98%~100%汽轮机负荷

4. 燃气-蒸汽联合循环

4. 燃气-蒸汽联合循环
葡萄牙Tapada电站:3套GUD 1S V94.3A(990WM=3*(220+110))

4. 燃气-蒸汽联合循环
新西兰 Otahuhu 380MW,50Hz单轴联合循环电站 (255+125)

SIEMENS 燃气轮机和联合循环

5. 联合循环用汽轮机

5. 联合循环用汽轮机

5. 联合循环用汽轮机
H:高压汽轮机 筒形高压缸-适合快速启动 适用于高主蒸汽参数和再热循环的 HMN布置和HE布置。 也适合于超临界汽轮机。 M:中压汽轮机 两中压缸对称布置 用于高热效率循环的HMN布置中, 借助通用的预先设计的抽气口,实 现循环的最佳组合。 N:低压汽轮机 适用于冷却水温度较低的HMN、 KN和DN布置中。 由于低压缸排气面积很大,从而 在冷凝器中建立起很低的压力

德国Schwarze pumpe 电厂的 高压 H-汽轮机

德国Boxberg电 厂中压汽轮机 M-汽轮机

印尼尼西亚 电厂 低压转子叶 片装配现场 N-汽轮机

5. 联合循环用汽轮机
K:高、中压合缸汽轮机 适用于亚临界蒸汽压力和冷却水温 度较低的KN布置中。 再热式高、中压合缸汽轮机 E:中、低压合缸汽轮机 在冷却水温度较高时,适用于再热的 HE汽轮机布置中或作为单个非再热E 型汽轮机使用。轴向排气
50Hz

D:紧凑型中压汽轮机 在主蒸汽压力较低和冷却水温 度较低时,适用于无中间再热 的DN布置中,单流,结构紧凑

60Hz

美国 Pennsylvanin电 厂单轴联合循 环中 K-汽轮机

美国 新世纪电厂 60Hz轴联合循 环中 E-汽轮机

巴基斯坦 Pakistan电 厂联合循环 机组D-汽 轮机装配现 场

5. 联合循环用汽轮机
HMN-系列
独立的: 高压(H) 中压(M) 低压(N)

联合循环电厂(CCPP) 燃煤火电厂(SPP) 联合循环电厂(CCPP) 燃煤火电厂(SPP) 联合循环电厂(CCPP)

出力范围: 200~1100MW 最高参数: 300bar/600/620℃ 出力范围: 200~450MW 最高参数: 170bar/565/565℃ 出力范围: 80~300MW 最高参数: 170bar/565/565℃ 出力范围: 100~300MW 最高参数: 80bar/540℃ 出力范围: 50~300MW 最高参数: 80bar/540℃

KN-系列
高中压合缸(K) 独立的低压缸(N)

HE-系列
独立的高压缸(H) 中/低压合缸(E)

DN-系列
独立的:中压缸(D) 低压缸(N)

联合循环电厂(CCPP)

E-系列
中/低压合缸(E)

联合循环电厂(CCPP)

SIEMENS-汽轮机基本组合方式
HMN-系列
燃煤火电厂嗻 SPP)
独立的: 高压(H) 中压(M) 低压(N)

出力范围: 200~1100MW 最高参数: 300bar/600/620℃ 出力范围: 200~450MW 最高参数: 170bar/565/565℃ 出力范围: 80~300MW 最高参数: 170bar/565/565℃ 出力范围: 100~300MW 最高参数: 80bar/540℃ 出力范围: 50~300MW 最高参数: 80bar/540℃

(CCPP):应用于冷却水温度低,具有再热 的联合循环和蒸汽电厂,能实现最高的机组 出力和供热能力,并优化了电厂循环过程。 (SPP):适用于蒸汽参数高,各缸抽气级数多 的场合,由于高压汽轮机外缸采用圆周对称 的桶形结构,从而能实现快速改变负荷。

联合循环嗻 CCPP)

KN-系列
高中压合缸 (K) 独立的低压 缸(N)

(CCPP):应用于冷却水温度低,具有 再热的联合循环电厂和中、小型蒸汽轮 机电厂。 (SPP):紧凑型设计,可将冷凝器紧挨 着汽轮机布置

HE-系列
独立的高压 缸(H) 中/低压合缸 (E)

应用于小型到中等容量,具有再热的联 合循环电厂 适用于高蒸汽参数的场合,紧凑型设计, 轴向排气,易于安装

联合循环电厂嗻 CCPP)

DN-系列
独立的:中压缸 (H) 低压缸(N)

应用于冷却水温度低,小型导中 等容量,非再热的发电厂,扩建 燃气轮机以形成联合循环发电厂。 紧凑型设计,冷凝器紧邻汽轮机 布置 应用于冷却水温度高,小型道中 等容量的发电厂,扩建燃气轮机 以形成联合循环发电厂。高度紧 凑型设计且轴向排气,易于安装

E-系列
中/低压合缸(E)

5. 联合循环用汽轮机 HE 型汽轮机
中/低压透平反向流动
蒸汽参数:

径向推力 联合轴承

高压缸

中/低压缸 轴向排气

高压进气 中压进气

5. 联合循环用汽轮机 HE 型汽轮机(H30-25)—高压透平
? 进气:径向单侧进气 ? 高压透平设计特点: 旋转对称性好 应力分布均匀 内缸中分面载荷小(压力由外缸承受) ? 转子:整锻转子,带连轴器

5. 联合循环用汽轮机 HE 型汽轮机—高压透平的装配过程

1. 持环转子装配

2. 内缸上下半合缸

3. 竖直吊起

5. 联合循环用汽轮机 HE 型汽轮机—高压透平的装配过程

4. 外缸放到支撑台上 5. 内缸准备就位

6. 内、外缸就位

7. 固定端盖

5. 联合循环用汽轮机 组合式调节气阀和截至阀
1 L型密封环 2 阀座扩压器 3 调节阀(CV) 4 调节阀蝶 5 事故切断阀(ESV) 6 截至阀蝶 7 蒸汽滤网 8 打开方向 9 关闭方向 10 蒸汽进口 11 蒸汽出口

5. 联合循环用汽轮机 联合循环用—E型汽轮机(60Hz)
? 中/低压合缸 ? 轴向排气

5. 联合循环用汽轮机 联合循环用—DN型汽轮机

? 低压缸对称布置

高压缸

? 测向排气 ? 冷凝器在侧面

6、控制系统

TELEPERM XP (TXP)控制系统组成: AS620自动控制系统 OM650过程控制和管理系统 ES680工程设计系统 通讯和总线系统

OM650 过程控制 和管理系统

ES680工程设计系 统

外部网络

工业以太网总线系统
AS620自动控制 系统现场总线技术

AS620自动控制系统

AS620系统简介
AS620自动控制系统负担基本的自动化控制任务。 它从过程中采集测量值和状态量, 完成开环和闭环控制,并把产生的控制命令送往过程。

自动控制系统中的保护连锁在电厂运行故障时自动启动, 用以防止危险,保护电厂,使电厂恢复到安全状态。

AS620系统有两种类型(AS620B,AS620T),可以满足几乎 所有类型电厂的自动控制要求:

? AS620B负担普通的 自控任务——从辅助 设备的开环控制到机 组协调控制。

? AS620T基于 SIMADYN处理器系 统,用于汽轮机快速 控制。

AS620B自动控制系统
? ? ? ? 应用 结构 集中或分散结构设计以适应用户的需要 可组态的冗余度提高可用率

AS620B自动控制系统 ——应用
AS620B标准型用于普通对安全特性无特殊 要求的自动控制任务,包括汽水循环、 烟气循环、烟气净化系统和机组协调控 制。

AS620B自动控制系统 ——结构
系统核心:自控控制处理器AP
AP执行诸如开环控制、闭环控制、以及保护这样的自动控制功 能,在软件库中存放着大量专用的电厂软件功能块来完成这些功 能。

通讯处理器:
通讯处理器将自动控制处理器与电厂总线联接。通过这种方式, 自动控制处理器之间可以进行通讯,而且还可以实现自动控制处 理器与上位过程控制装置之间的通讯。

AS620B自动控制系统 ——集中或分散结构设计
AS620B有两种模件类型,以组成集中结构和分散结构: 1、FUM-B模件(功能模件)用于集中结构 2、SIM-B模件(信号模件)用于分散结构 自动系统配置灵活,可把FUM集中结构和SIM分散结构融为 一体,为用户提供不同的设计方案

AS620B自动控制系统 ——可组态的冗余度
AS620B可提供下列冗余的方式供选择: ? 自动控制处理器 ? 机柜总线 ? 电厂总线和现场总线与总线连接 ? FUM模件 ? ET200M远程站

AS620T自动控制系统
? 应用区域 ? 结构 ? 冗余

AS620T自动控制系统 ——应用区域
AS620T自动控制系统是为燃气轮机、蒸汽 轮机和发电机的闭环控制设计的。其开 环控制和保护功能由AS620B完成。

AS620T自动控制系统 ——结构
AS620T由APT汽机自动控制处理器和前端 模件 AddFEM 组成。
? ? APT以SIMADYN系列功能强大的处理器模件为基础,APT极小 的响应时间和极快速的处理周期保证了最快的闭环控制处理。 AS620T与过程设备的连接通过AddFEM模件实现。AddFEM模 件的连接是特殊设计的,以满足汽机控制的快速响应要求。

AS620T自动控制系统 ——冗余
为了最大程度的提高可用率,APT也可设计为2取1 冗余双通道结构,采用两个相同的闭环控制器,其中 一个处于“热备用”状态

OM650过程控制及 管理系统

OM650过程控制及管理系统概述
OM650过程控制及管理系统作为TXP过程控制系统的一个组成部分 承担过程控制和过程信息以及过程管理的任务。

OM650的突出特点
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 过程控制和信息有统一的人机接口 优化操作员操作 电厂设计,过程设计以自动控制系统设计三种信息显示方式 处理单元与输入/输出终端分离 通过ES680工程设计系统实现集中组态 不同规模硬件及软件设计方案 数据及功能的分散化 过程控制及过程信息的功能包 所有部件可冗余配置 多机组集中式机组间过程控制及信息 综合了各种国际标准

总线系统和接口

总线系统和接口
? 通讯总线系统
在过程控制系统中工业以太网结构的SINEC总线系统担负过程控 制系统中各组件之间的通讯任务。

? 接口
不同的专业接口实现了与外部网络,计算机及第三方自动/过程 控制系统的通讯。

总线系统和接口 ——通讯总线系统
?
1. 2. 3.

组成部分:
通讯网络 通讯处理器 通讯协议

总线系统和接口 ——通讯总线系统
?
1. 2. 3. 4. 5. 6.

特点
全电厂所有TXP冗余组件的连接 由于采用交换机技术,使通讯容量没有限制 具有单一故障容错的高度可用率,通过快速冗余切 换实现 网络元件使用于严格的工业环境 可根据用户要求自由选择和搭配不同的传输介质 (光缆,工业双绞线和双绞线) 采用高效的信号采集概念,监视网络部件的状态

总线系统和接口 ——接口
? 通过XU实现OM650与外部系统之间的数据交换 ? 通过标准的,独立生产商提供的OPC接口,安装 TELEPERM XP的OPC服务器,实现与外部系统间的数据 交换。 ? 通过可选通讯组件CM建立与自动控制和过程控制系统 的接口。

ES680工程设计系统

ES680工程设计系统
ES680工程设计系统是一个由数据库支持的全图形系统。采用国 际上成熟的标准花了的软件,提供了连贯的前向工程设计,从工 程图的形成到代码的生成都自动完成。 ES680用于工程管理的所有阶段: 任务澄清 详细设计 测试及诊断 调试 自动化控制系统的运行管理

? ? ? ? ?

ES680工程设计系统 ——强大功能
? 编辑功能图,对AS620自动控制系统进行组态 ? 引导——从一个控制极到另一个控制极的功能图纵向 引导功能 ? 自动代码生成 ? 过程信号模拟 ? 现场设备集中参数化和诊断功能

SIEMENS 燃气轮机和联合循环 燃气轮机对我们来说是一个全新的领域,其 科技含量高,要求的加工制造严格,面对我 国燃机市场以及国家发展燃机事业的大好机 遇,让我们携起手来共同努力。

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