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1、2006年第1期上海电力大型燃气轮机发电技术西门子V94.3A燃气轮机的技术特点徐强,张楹,崔耀欣(上海电气电站集团,上海201108)摘要:西门子V94.3A燃气轮机,就结构设计、燃烧方式、最大出力及联合循环效率等方面,均在世界F系列燃气轮机中占有较大优势,正逐渐被用户接受。介绍了西门子V94.3A燃气轮机的设备概况及结构设计优势。重点论述了V94.3A燃气轮机的压气机、透平、连接方式、冷却系统、环形燃烧室的工作原理和结构特点。上海电气电站集团正在与西门子联合中标制造的基础上,为促进燃气轮机国产化而作进一步努力。
2、关键词:西门子;燃气轮机;设计;技术特点中图分类号:TK472文献标识码:A三代改进产品。1引言5)A表示环形燃烧室。西门子公司始于1948年自行设计燃气轮机,自1954年造出1000°C的水冷式燃气轮机原型机(T3)以来,长期致力于燃气轮机产品的研究、开发和验证。50年来,西门子燃气轮机主要有3种系列:V64、V84、V94,3种机型的几何尺寸比为:V94∶V84∶V64=1.2∶1∶0.67。随着技术的发展,这3种机型自20世纪70年代以来,不断更新换代,出现了第二代、第三代以及其改进的“3A”系列。表1为50
3、Hz燃气轮机的主要性能参数,图1为V94.2燃气轮机,图2为V94.3A燃气轮机。表1西门子50Hz燃气轮机的性能参数(ISO条件)图1西门子V94.2燃气轮机型号V1)62)43).34)A5)V94.2V94.2AV94.3A电网频率/Hz50/60505050负荷基本基本基本基本环境温度/°C15151515相对湿度/%60606060大气压力/MPa0.10130.10130.10130.1013进气压损(总压)0000排气压损(静压)0000毛发电功率/MW67.7163.3188.2272.4毛热耗/k
4、J·kWh-1102651045098779228毛效率/%35.134.536.539.0排气流量/kg·s-1192527519671排气温度/°C583542581582注:1)V表示燃气轮机;2)V后的第一个数字表示转速,其中:6表示后带齿轮箱,可以拖动3000r/min或3600r/min的发电机;8表示直接拖动3600r/min的发电机;图2西门子V94.3A燃气轮机9表示直接拖动3000r/min的发电机。3)V后的第二个数字代表压气机型号;2V94.3A燃气轮机设计优势4)小数点之后数为产品改进的代
5、数,其中:1表示第一代改进产品;2表示第二代改进产品;3表示第2.1设备概况—3—大型燃气轮机发电技术上海电力2006年第1期V94.3A燃气轮机表示50Hz,3000r/min,(2)最佳的透平冷却空气抽取方式:冷却空第三代产品,环形燃烧室。其设计基于西门子可气取自压气机不同的最佳压力级,经过紧固螺栓靠的V94.2机型,其坚固耐用的特性,已通过120与叶轮之间的间隙而进入透平段,冷却空气通过多台机的7万次启动和超过400万h的运行验轮盘或持环上的孔通入各级动静叶片,以达到冷证。V94.3A燃机从1997年英格兰D
6、idcot的首却叶片的目的。台开始,已安装72台,总运行小时数为15.4万h(3)快速启动:由于转子采用中空设计,重量(当量运行小时)。表2为西门子V94.3A燃机与轻,利用发电机作为启动的电动机,可使其在6GE、三菱公司燃机的技术参数比较。min内达到额定的转速。表2F系列燃气轮机性能对照制造厂SIEMENSGEMitsbuishi型号V94.3APG9351FAM701F频率/Hz505050机组出力/MW260255.6238热效率/%38.536.937压比17.015.417进气流量/kg·s-16406
7、24650图4中空轴的转子形式透平进气温度/°C1310128813502.2.3压气机透平排气温度/°C650602553采用15级高效动、静叶片;优化的压气机压2.2设计优势比设计点和采用控制扩散翼型;进口可调导静叶。2.2.1与发电机连接方式设计优势如下:采用冷端驱动,通过3S连轴器与蒸汽轮机连(1)采用高效率的轴流式压气机:为了有效接,如图3所示。设计优势如下:地防止喘振与失速对压气机性能的影响,压气机(1)可以有效地避免燃气轮机的热涨对发电采用三段抽气放风的方式进行控制。分段放风可机的影响,可以有效地保证
8、机组的可用率。以针对不同工况下压气机通流部分不同区域的工(2)通过3S连轴器的连接,可以同时实现单况条件分别进行处理,同时通过可调节的进口导机运行与联合循环运行的双重目的,为燃气轮机叶在保证稳定风量的前提下,使压气机在最佳工单机快速达到满负荷进行调峰提供便利。况下运行。(2)运行灵活、高效:即使是在负荷变化时,进口可调导叶仍能保证机组的排气温度维持不变,且输
