газовая турбина GE MS9001

Описание газовой турбины General Electric MS9001, ее технические характеристики, описание различных систем ГТУ и компоновочные чертежи.

1 Газовая турбина

Характеристики ГТУ:

• Мощность 254 МВт
• Скорость 3000 об/мин
• Степень сжатия компрессора: 16,6
• Расход уходящих газов 640 кг/с
• Температура уходящих газов 609 °C
• Температура горячих газов 1327 °C

Газовая турбина MS9001(FA) производства General Electric – имеет одновальный сболченный ротор с присоединением генератора со стороны компрессора (холодного конца). Такая компоновка улучшает контроль выравнивания и обеспечивает осевой выхлоп – оптимальный для решений с комбинированным циклом или утилизацией уходящего тепла.

Рабочая скорость – 3000 об/мин, максимальная окружная скорость – 532 м/с. Номинальная температура горячего газа – 1327 °C.

Турбина имеет три ступени. Охлаждение лопаток, элементов ротора и статора – воздушное. Турбина включает два опорных подшипника для опоры ротора и один опорно-упорный подшипник для сохранения исходного положения ротора относительно статора.

2 Компрессор

Осевой компрессор имеет 18 ступеней с регулируемым входным направляющим аппаратом. Номинальная степень сжатия – 16.6. Промежуточные отборы воздуха используются для охлаждения и уплотнения турбины, а так же для плавного регулирования во время пуска.

3 Камера сгорания

Перед тем как подавать газ на ГТУ всегда ставится блок отключающей арматуры.

При сжигании топлива используется технология DLN 2.6+ с сухим подавлением окислов азота, что позволяет уменьшить выбросы NOx при работе на газовом топливе. Камера сгорания имеет противоточную секционную конструкцию. Одноступенчатые многорежимные секции расположены по периферии корпуса в выпускной части компрессора.

Рис.2 Компоновка секций. 1 – датчик пламени, 2 – запальная свеча, 3 – пламеперебросные патрубки.

Каждая секция состоит из топливной форсунки, пламенной трубы и переходного участка. На отдельных секциях так же могут быть установлены запальные свечи и датчики пламени. Секции соединены между пламеперебросными патрубками, позволяющими распространиться пламени из разожженных камер в неразожженные.

4 Топливная система

Топливная система обеспечивает подготовку и подачу газа в камеру сгорания газовой турбины, а так же измерение и регулирование его расхода.

 

 Рис.3 Система подачи топлива. 1 – фильтр, 2 – отсечной клапан, 3 – регулирующий клапан,4 – выпускной клапан, 5 – камера сгорания.

[reklama2] Для удаления включений из газа используется фильтр повышенной емкости. Специальный датчик отслеживает перепад давления на фильтре и сигнализирует о необходимости его очистки. Отсечной клапан перекрывает поток газа в случаях останова турбины, а регулирующий клапан обеспечивает необходимый расход топлива. При остановке топливной системы оставшийся газ может быть удален через выпускной клапан.

Система подготовки газа включает в себя фильтр-коагулятор, электрический пусковой газоподогреватель, трубчатый газоподогреватель и газоочиститель.

5 Система смазки

Смазочное оборудование турбины и генератора объединено в общую систему смазки. Так же масло из общей системы отбирается, нагнетается до большего давления и используется в гидравлических системах регулирования. Система смазки включает в себя маслонасосы, охладители, масляные фильтры, контрольно-измерительные приборы, фильтры масляного тумана и масляный бак.

В масляной системе предусмотрено несколько насосов, распределяющих масло по различным системам: основной и вспомогательный масляные насосы, аварийный масляный насос, насосы гидравлических систем регулирования, резервный насос подачи масла на уплотнения генератора, насос гидроподъема ротора турбины.

В качестве маслоохладителей используются пластинчатые теплообменники из нержавеющей стали. Масляные фильтры снабжены датчиками перепада давления для сигнализации о необходимости очистки. Фильтры легко обсуживаются путем замены картриджного фильтрующего элемента. Масляный бак объемом 23,28 м³ расположен во вспомогательном модуле. Уровень масла в баке отслеживается системой управления с помощью датчиков.

6 Система воздухоподготовки

Производительность и надежность газовой турбины зависят от качества и чистоты поступающего воздуха. Система воздухоподготовки предназначена для очистки наружного воздуха от механических включений.

В установке очистки воздуха использована одноступенчатая схема фильтрации с импульсной очисткой фильтров. Фильтры с увеличенной поверхностью установлены в стальном кожухе. Для предотвращения коррозии кожухи воздухозаборных систем покрыты цинковой краской.

Система очистки и подготовки воздуха поставляется комплектно с газовой турбиной. Концентрация частиц пыли в воздухе после фильтрации соответствует требованиям производителя газовой турбины к качеству воздуха.

Система очистки фильтров включается, когда падение давления на фильтрах превышает определенную величину. Сжатый воздух подается кратковременными импульсами на небольшие группы фильтров по очереди. Воздух для очистки фильтров подводится от компрессора газовой турбины. Цикл очистки продолжается до тех пор, пока не будет удалено достаточное количество загрязнений для восстановления нормального значения падения давления.

Для предотвращения обледенения входного направляющего аппарата компрессора используется система предварительного подогрева воздуха. Система регулируется в зависимости от параметров наружного воздуха и от угла поворота входного направляющего аппарата.

Система воздухоподготовки поставляется комплектно со вспомогательным оборудованием и материалами, необходимыми для нормальной работы ГТУ и обслуживания установки подготовки воздуха, включая: самоочищающиеся фильтры, предварительные фильтры, нагревательные элементы, вспомогательные трубопроводы, КИП, подъемный механизм с электроприводом, металлоконструкции, двери, лестницы, освещение кожуха камеры фильтров и др.

7 Кожух газовой турбины

Кожух газовой турбины состоит из нескольких соединенных секций, которые обеспечивает тепловую изоляцию и шумопоглощение, а так же содержат в себе элементы системы пожаротушения. Уровень звука на расстоянии 1 м от кожуха газовой турбины соответствует требованиям ГОСТ 12.1.003-83.

Конструкция обеспечивает доступ к оборудованию, необходимый для его осмотра или обслуживания. Предусмотрено штатное освещение от источника переменного тока и аварийное от источника постоянного тока.

8 Система противопожарной защиты

По срабатыванию пожарных датчиков, расположенных в разных частях кожуха ГТ, включается система пожаротушения, которая заполняет углекислотой кожух турбины. Концентрация углекислоты увеличивается до величины, достаточной для гашения пламени, не более чем за одну минуту.

Система пожаротушения состоит из бака запаса CO₂ с охладительной установкой, трубопроводной сети и распылителей. При срабатывании системы останавливается энергоблок, срабатывает аварийная сигнализация, отключается система вентиляции,  перекрываются вентиляционные отверстия.

9 Система промывки компрессора

Система промывки позволяет очистить лопатки компрессора от накопившихся загрязнений, таких как твердые отложения, масляные частицы, включения промышленного характера, выбрасываемые в воздух соседними предприятиями. Промывка может проводиться при работе ГТУ с частичной нагрузкой или с остановом ГТУ. Промывка при работе с нагрузкой не так эффективна и не может полностью заменить промывку с остановом ГТУ.

Система промывки включает в себя все необходимые емкости, насосы трубопроводы и арматуру.

10 Система пуска

При пуске газовой турбины, для поворота ротора в моторном режиме используется генератор. Электропитание обеспечивается регулируемым частотным преобразователем, подключенным к выводам генератора. Пусковое возбуждение обеспечивается системой возбуждения генератора. Перед пуском турбины производится поворот генератора с помощью валоповоротного устройства.

11 Разное

11.1 Система охлаждающей вентиляции

Модуль охлаждающей вентиляции включает в себя вентиляторы и нагнетатели, необходимые для охлаждения закрытых объемов, относящихся к газовой турбине. Охлаждения требуют: каркас выхлопа, кожух диффузора и др.

11.2 Система контроля ротора и подшипников

Система контроля ротора и подшипников позволяет отслеживать температуру особо нагруженных узлов и не допускать их перегрева. Термопары установлены в дренажах подшипников ротора и генератора, корпусах подшипников турбины и корпусах подшипников генератора.

11.3 Инструментальный набор

В инструментальный набор входят стандартные инструменты, необходимые для периодических ремонтов и обслуживания. Для выверения зазоров  в набор включены необходимые приборы, калибры и микрометры. В набор входит необходимый комплект электрооборудования для обеспечения нормальной проверки, обследований и настройки системы регулирования и вспомогательных систем. Для проведения операций по разъему соединений корпуса поставляется гидравлический гайковерт.

12 Генератор газовой турбины

Трехфазный синхронный генератор спроектирован для непрерывной работы в  нормальных режимах работы, а также переходных режимах, таких как системные аварии, потеря нагрузки и разсинхронизация. КПД генератора 98,95%, частота вращения 3000 об/мин.

Охлаждение генератора водородное. Охлаждающий поток проходит через генератор, после чего тепло рассеивается в четырех вертикальных газо-воздушных теплообменниках, расположенных по углам корпуса. Подвод и отвод воды осуществляется снаружи. Способ уплотнения позволяет вскрывать водный объем теплообменников без открытия газового контура охлаждения генератора. Предусмотрены системы контроля, очистки и удаления водорода.

Ротор генератора цельнокованый из высокопрочной легированной стали. Для предотвращения утечки водорода генератор оснащен специальными торцевыми уплотнениями. Система смазки подшипников генератора объединена с системой смазки турбины.

[reklama3]