GE燃气轮机运行规程.docx

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GE燃气轮机运行规程

GE燃气轮机运行规程

目　　录

第一章燃气轮机技术规范及主要技术性能

1.概况

本厂燃机为GE公司设计的MS9001FA系列PG9351FA重型、单轴燃气轮机，包括压气机、燃机透平、燃烧室和两个支撑轴承。

燃料为天然气，功率输出方式是冷端输出。

压气机为轴流式，由压气机转子和气缸组成。

在气缸中安装了18级压气机动、静叶,以及压气机进口可转导叶和出口导叶。

可转导叶用于限制启动期间的空气流量和提高联合循环部分负荷下的效率。

燃烧室为逆流分管型，共18个，布置在压气机排气缸外围，顺气流方向看为逆时针排列。

它包括燃料喷嘴、火花塞点火器、火焰探测器、联焰管和过渡段。

燃机透平有3级喷嘴和动叶，主要部件包括：

喷嘴、动叶、转子、气缸、排气框架、排气扩压器、隔板和护环。

燃机单元中压气机和燃机转子均为盘鼓型，压气机转子通过18根长拉杆拉紧，燃机转子通过分段拉杆拉紧。

燃机转子由两个滑动轴承支撑，＃1轴承、＃2轴承均为可倾瓦轴颈轴承，位于转子两端，转子的轴向推力由双面轴向推力瓦轴承自行平衡。

这些轴承装在两个轴承壳内：

＃2轴承箱位于透平排气框架中，由于该处温度高，因此设有轴承冷却风机对＃2轴承进行冷却和密封；＃1轴承位于压气机进气口。

这些轴承均由润滑油系统所供的润滑油润滑。

燃气轮机的前支撑位于压气机进气缸两侧，燃气轮机后支撑位于燃机透平排气缸两侧，整台燃气轮机通过四个支撑将其固定在燃气轮机底盘上。

机组的相对死点设在“冷端”（压气机侧），允许气缸和转子沿轴向向“热端”（余热锅炉侧）膨胀。

2.燃气轮机热力过程

大气中的空气被吸入到压气机中压缩到一定的压力，温度相应升高，然后被送入燃烧室，与喷入的天然气在一定的压力下混合燃烧后产生高温燃气，流入燃机透平中膨胀作功，做功后的尾气在余热锅炉中换热后排入大气。

3.主要技术规范

型号

PG9351FA

型式

重型，单轴，快装式发电机组

额定转速

3000r/min

旋转方向

自发电机端看为逆时针

频率

50Hz

使用燃料

天然气

燃机功率输出

压气机端，冷端输出

重量

288.8吨

点火转速

420rpm

自持转速

2400rpm

临界转速：

一阶

二阶

三阶

1026rpm

1728rpm

2766rpm

跳闸转速

3300r/min

ISO工况：

环境温度

大气压力

相对湿度

海拔高度

15℃

101.3kPa

60％

0.0m

ISO工况下性能参数：

进气压降

排气压降

输出功率

热耗

排气流量

排气温度

排气压力

76.2mmH2O

139.7mmH2O

255.6MW

9760kJ/kWh

2387.3kg/h×103

605.1℃

104.9kPa

燃机进气温度:

第一级喷嘴入口

第一级动叶入口

1420℃

1327℃

启动方式

静态变频器发电机拖动

燃机排气方向

轴向

燃机透平：

级数

末级动叶高度

3级

519mm

燃烧器：

类型

数量

点火器（编号）

火焰探测器（编号）/型式

DLN-2＋

18只

2个（#2、#3）

4个（#15、#16、#17、#18）/紫外线

NOx排放

≤25ppmvd（15%O2）

空气过滤器

自反冲空气过滤器

压气机：

类型

级数

压比

流量

进口导叶

压气机抽气口

第一级动叶高度

末级动叶高度

轴流式

18级

16.5（ISO工况）

623.7Kg/S

可调（27-86°）

9级和13级

504mm

147mm

天然气参数：

进气压力

进气温度

消耗量（100%ISO工况）

最高：

3.437Mpa最低：

3.137Mpa

最高：

185℃最低：

26.7℃

72050m3/h

噪声

≤85dBA

制造厂家

美国GE公司

本厂编号

GT1

GT2

4.燃气规范

4.1　成分与含量

西气东输的天然气，特性值如下：

（1×101325Pa、20℃状态下）

组分

单位

克拉2气田

迪那2气田

混合后

C1mol

%

97.6

88.63

96.1

C2mol%

%

0.62

7.32

1.74

C3mol%

%

0.41

1.42

0.58

C4mol%

%

0.21

0.58

0.28

C5mol%

%

0.01

0.2

0.03

C6mol%

%

0.05

0.26

0.09

CO2mol%

%

0.65

0.46

0.62

N2mol%

%

0.45

1.13

0.56

H2S

mg/m3

0.36

低热值

MJ/m3

34.28

37.43

34.81

高热值

MJ/m3

38.06

41.43

38.62

标准比重

kg/m3

0.743

第二章燃气轮机辅助系统及操作

第一节盘车与顶轴油系统

1.系统概述

顶轴油系统在燃机启动和停止过程中向燃机轴系提供顶轴用油，防止因低转速时轴承油膜破坏导致轴承及轴系的严重磨损。

顶轴油系统配有2台100%容量的顶轴油泵，其入口连接在润滑油母管上。

盘车系统在机组转速到零后保持轴系低转速旋转，使轴系均匀冷却。

由于燃气轮机组轴系主设备检修时经常需要低速盘车，而正常盘车转速偏高（为4转/分钟），不能满足实际检修要求，故在盘车装置上部加装了一套检修盘车装置（减速盘动机构）。

检修盘车含针轮摆线减速机构、驱动电机、离合机构、控制面板等。

使用检修盘车时，转子转速为0.3转/分钟。

2.设备规范

2.1顶轴油泵

油泵：

PH6-1，PH6-2

电动机：

88QB-1，2

型号：

柱塞式

出口压力：

18.975MPa

电压：

380V

流量：

60升/分（15.8加仑/分）

电流：

转速：

1500rpm

功率：

50马力（37.5kW）

转向：

顺时针

转速：

1500rpm

2.2盘车

盘车马达

盘车啮合马达

马达转速：

马达转速：

450rpm

马达电压：

380V

马达电压：

380V

马达功率：

30kW

马达功率：

2.25kW

2.3检修盘车

马达电压

380V

马达功率

3kW

输出转速

33.7rpm

输出扭矩

755N.m

使用检修盘车时大轴转速

0.3rpm

3.盘车及顶轴油系统启动

3.1机组长期停运，没有投入盘车的情况下，应在开机前12小时内投入连续盘车。

3.2投运前的检查与准备

3.2.1检查顶轴油和盘车系统检修工作全部结束，工作票终结，安全设施拆除，现场清洁。

3.2.2检查设备系统完好，各表计齐全良好，仪表一、二次阀门开启。

3.2.3检查仪表、变送器、压力开关、电磁阀电源送电，控制、保护、联锁回路电源送电。

3.2.4检查盘车和顶轴油泵电机绝缘合格，接线正确，送上电源。

3.2.5送上盘车就地操作和控制电源及遥控操作和控制电源。

3.2.6检查润滑油泵运行应正常，润滑油母管油压为0.25Mpa，润滑油温控制在27-32℃。

检查密封油系统已投运，油氢差压在正常范围内。

3.2.7就地检查盘车与顶轴油系统回路上无泄漏点，管道及设备清洁。

3.3盘车与顶轴油系统的投运

.3.1顶轴油泵的启动：

3.3.1.1开启顶轴油泵进出口门，对顶轴油泵排空气。

启动一台顶轴油泵，检查正常后将另一台顶轴油泵切至“备用”位置。

3.3.1.2当机组停运后，转速降至1500rpm时，顶轴油泵自动启动。

.3.2盘车的启动方式分为自动启动、遥控手动启动和就地手动启动

3.3.2.1当选择遥控手动启动时，应将盘车方式选择为“手动模式”，按下“MANUALENGAGE”按钮，待齿轮啮合后，再手动启动盘车。

3.3.2.2选择“自动启动”时，点击“START”按钮，可由MARKⅥ顺序控制完成启动。

当停机令发出主汽门关闭且机组转速14HR继电器动作，盘车自动启动。

3.3.2.3就地手动启动：

在就地盘车控制盘上将HS-288开关切至“start”位置，盘车启动。

3.3.2.4点动盘车：

在盘车就地盘上将HS-288开关切至“JOG”位置，通过按下PB289开关启动盘车，或是按下遥控啮合开关PB289B和遥控开关PB289A点动盘车，使转子转动一定的角度。

3.3.2.5注意：

以上手动启动盘车必须确认转子转速低于最大盘车安全转速2rpm。

3.3.2.6盘车投入后应检查盘车电流。

盘车电流不应超过额定值。

若盘车电流持续超过额定值应停运盘车，并查找过负荷的原因。

4.盘车与顶轴油系统停运

4.1顶轴油泵停运：

.1.1机组启动时当转速上升至1500rpm时，顶轴油泵自动停运。

.1.2机组停运后，高压汽缸温度低于150℃，且盘车停运方可停运顶轴油泵。

4.2盘车停运：

.2.1机组启动时当转速高于4.5rpm，盘车自动停运。

.2.2机组停运后，高压汽缸温度低于150℃，盘车停运。

5.检修盘车使用说明：

6.5.1使用前应加注润滑油#32透平油；

7.5.2检修盘车初次投用时应检查转动方向，防止反转；

8.5.3检修盘车应在盘车电机和啮合马达停电情况下方可投用，投用前应检查离合手柄

位置；反之，如需投用正常盘车，应将检修盘车停电，同时将离合手柄推至“脱

开”位置；

5.4检修盘车的电源接至机组保安段8G开关。

9.联锁保护

6.1顶轴油泵联锁

6.1.1功能元件设定值

代号

名称

设定值

63QB-1

顶轴油供油压力开关，压力低联动备用泵

16892±344.7KPa

63QB-4A

顶轴油泵甲入口油压允许启动

68.95±6.895KPa

63QB-4B

顶轴油泵乙入口油压允许启动

68.95±6.895KPa

63QBF-1

顶轴油过滤器压差高报警

689.5±34.47KPa

6.1.2入口油压低禁止启动顶轴油泵。

6.1.3停机过程中机组转速低于1500rpm自动启动，启动过程中转速高于1500rpm自动停

运。

6.1.4顶轴油泵出口母管油压低联动备用泵。

6.1.5顶轴油泵跳泵联动

6.2盘车联锁

6.2.1启动过程中机组转速高于4.5rpm，盘车自动停运。

停机中机组转速低于1.8rpm，

盘车自动启动。

6.2.2润滑油压低跳盘车。

第二节天然气前置模块系统

1．系统概述

天然气前置模块系统的作用是将合适压力和温度的燃气送到透平的燃料燃料模块系统，以满足透平启动、加速和带负荷的需要。

该系统由绝对过滤器、性能加热器、电加热器和涤气器以及相应仪表、管道等组成。

2．设备规范

2.1绝对过滤器（F/S1&2）

型式

立式,双重

配置

双重

流量

293-1218Scmm（英尺3/分钟）

入口压力

41.4BAR

入口温度范围

-1-55︒C

效率

99.97/0.3%/Micron

流体

燃气

2.2电加热器（23FH-5）

容量

350KW

电压

400V

入口压力

29.65-32.75BAR

流量范围

0-3589.02Scmm（英尺3/分钟）

入口温度

10-185℃

流体

燃气

2.3性能加热器（HX4220-1&2）

型式

管壳式

加热器数量

2

流量

57490.6Kg/hr

入口天然气温度

10-26.6︒C

出口天然气温度

185︒C

入口水压

38.81-42.67BAR

2.4涤气器

入口压力范围

0-32.75BAR

最大流量

1202.33scmm

最小流量

259.382scmm

入口温度范围

0-260︒C

3．天然气前置模块系统的启动

3.1启动前准备

3.1.1天然气前置模块系统检修工作全部结束，工作票终结，安全设施拆除，现场清洁。

3.1.2送上电加热器的电源。

3.1.3检查设备系统完好，各表计齐全良好，仪表一、二次阀门开启。

3.1.4检查仪用空气系统已投运并且压力正常。

3.1.5检查废水（污液）排放系统已投入运行。

3.1.6检查天然气前置模块系统已具备投运条件。

3.1.7操作系统阀门至启动前状态（见附表）。

3.1.8检查并纠正MarkVI控制系统中天然气前置模块系统的报警。

3.2天然气前置模块系统启动

3.2.1燃气轮机启动程序就会执行后，控制系统将会监视和控制天然气前置模块系统，直到机组完成启动并正常运行。

3.2.2当燃气轮机达到启动转速并准备点火且当燃料流量建立时，燃气电加热器（EH-1）投入。

如燃气温度低于设定温度，则投入加热元件。

电加热器保持在线运行，直到性能加热器投入使用。

3.2.3以下条件满足后，性能加热器投入运行：

·中压给水温度高于52︒C

·性能加热器排放阀顺序完成

·加热器控制投入

·发电机断路器闭合

·控制阀设定正确

·加热器温度许可满足

性能加热器连续提供加热功能以维持所需要的燃气温度。

当性能加热器出口温度达设定值，电加热器自动停止运行。

3.2.4检查天然气前置模块系统所有的运行参数正常且无报警存在。

4．天然气前置模块系统配置了停运顺控逻辑，控制如何及何时停运。

系统正常停运过程中，操作人员除了监视系统的运行参数外不需要进行任何操作。

5.自动联锁保护及试验

5.1绝对过滤器

5.1.1绝对过滤器保护元件功能及整定值

序号

代号

名称

功能

设定值

单位

1

63GCF-A

＃1绝对过滤器差压开关

高报警

≥1.055

kg/cm2

2

63GCF-B

＃2绝对过滤器差压开关

高报警

3

71GCF-1A

＃1绝对过滤器液位开关

下部高报警

4

71GCF-1B

＃2绝对过滤器液位开关

下高报警

5

71GCF-2A

＃1绝对过滤器液位开关

上部高报警

6

71GCF-2B

＃2绝对过滤器液位开关

上部高报警

7

71GCF-3A

＃1绝对过滤器液位开关

上部高高跳闸

8

71GCF-3B

＃2绝对过滤器液位开关

上部高高跳闸

9

71GCF-4A

＃1绝对过滤器液位开关

上部高高跳闸

10

71GCF-4B

＃2绝对过滤器液位开关

上部高高跳闸

11

VR43-1A

＃1绝对过滤器压力释放阀

超压动作

3792

±110.3

KPAG

12

VR43-1B

＃2绝对过滤器压力释放阀

超压动作

5.1.2液位控制：

#1（#2）绝对过滤器低/高液位控制70GL120（70GL163）/70GL128（70GL155）分别根据其液位LC-1A（LC-1B）/LC-2A（LC-2B）信号来维持预定液位。

5.1.3报警：

每个绝对过滤器有一个五阀差压显示报警仪（≥1.055kg/cm2）及测试阀，差压大信号至燃机控制盘。

一、二级分离区各有一个液位高1值报警液位开关。

5.1.4跳闸：

二级分离区有两个高2值跳闸（解列燃机）液位开关。

跳闸信号都至燃机控制盘。

5.2性能加热器

5.2.1性能加热器保护元件功能及整定值

序号

代号

名称

功能

设定值

单位

1

71PH-A1

性能加热器液位探测器

高报警

2

71PH-A2

3

71PH-T1

性能加热器液位探测器

加热器跳闸

4

71PH-T2

5

71PH-T3

6

VR-HW

性能加热器压力释放阀

超压动作

6895±34.47

KPAG

7

VR-PHG

3792±34.47

KPAG

5.2.2天然气温度加热控制：

回水总门后设置有孔板式流量计和温度控制阀（控制回水流量）。

根据性能加热器出口天然气温度与天然气温度设定值（185）的差值和性能加热器进口水温－性能加热器出口天然气温度偏差等于25℃（取二者间小的控制量）来控制回水流量从而达到控制天然气温度在要求值。

5.2.3天然气性能加热器液位控制：

#1、2性能加热器都有DCS控制的排污阀FV-4223和FV4222，用于液位高时排放。

5.2.4水管爆裂保护：

性能加热器进、出水门间有一带节流孔的管路用于性能加热器内水管爆裂时限制水快速流向凝器而导致中压给水波动剧烈。

5.2.5报警及保护：

5.2.5.1#1

（2）性能加热器液位高1值报警：

打开疏水阀，当液位高1值报警消失后延时30秒自动关闭。

用于指示性能加热器管子泄漏或爆裂。

5.2.5.2#1

（2）性能加热器液位高2值报警及保护：

自动关闭进出水门，开启相应排水门，再次指示泄漏并将燃机燃烧模式自动切至冷模式下运行且指示液位高1的防护措施已失效。

（三取二）

5.2.5.3当燃气温度高至193℃时，报警并将性能加热器跳闸，闭锁预混燃烧模式，迅速减负荷至TTRF1=1900华氏度（1037.8℃）以下。

5.2.5.4当燃气温度高至201.7℃时，报警并自动停机。

5.2.6相关联锁控制：

5.2.6.1进水总门打开，自动执行下列程序：

延时关闭进水放水门→进水门打开→5分钟后关闭出水放水门→开出水门和回水总门→调整调节门。

5.2.6.2进水总门关闭，自动打开进水门与放水门。

5.2.6.3进水门关闭，联锁关闭出水门。

5.2.6.4回水总门打开，自动关闭进出水的放水门。

5.2.6.5出水门与回水总门关闭，自动打开出水放水门。

5.2.6.6如果锅炉给水泵停运，则自动关闭温度控制阀，自动关闭给水进口阀（FV-4205）和出口阀（FV-4217）。

5.2.6.7当给水隔离阀FV-4205和FV-4217关闭时，排放阀FV-4206和FV-4213自动打开。

5.2.6.8若锅炉给水泵跳闸或是性加给水隔离阀（FV-4205和FV-4212）关闭，则自动关闭温度控制阀。

5.2.6.9燃气温度控制阀阀位不低于7％，直到性加给水隔离阀（FV-4205和FV-4212）关闭或是给水温度低于设定值，

5.2.6.10当机组跳闸时（L4=0），性能加热器给水进口门和出口门将自动关闭。

5.3电加热器

5.3.1电加热器保护元件功能及整定值

序号

代号

名称

功能

设定值

单位

1

26FH-1

电加热器超温跳闸热电偶

超温跳闸

2

26FH-2

3

VR14-7

电加热器压力释放阀

超压动作

3792

KPAG

5.3.2天然气温度加热控制：

保证启动模式下燃机入口天然气温度不低于26.7℃，防止气水合物的形成和燃料母管中冷凝现象的发生。

5.3.3标定容量为30％燃气流量下温升为10℃（最高不大于48.4℃），负载容量350KW（电负荷供应475KW）。

可控硅SCR控制6组加热元件，进出口及旁路阀PLC控制。

加热器前后装有测温元件用于PLC温度控制。

5.4涤气器

5.4.1涤气器保护元件功能及整定值

序号

代号

名称

功能

设定值

单位

1

71GS-1

涤气器液位探测器

高报警

2

71GS-2A

涤气器液位探测器

高跳闸

3

71GS-2B

涤气器液位探测器

高跳闸

4

VR14

涤气器压力释放阀

超压动作

3792±110.3

KPAG

5.4.2涤气器液位控制:

根据液位仪（LC-70228）信号来自动控制排放阀（70GL212）以保证废液液位在正常值.另外在涤气器的底部还设有手动疏水阀。

5.4.3液位高报警：

1个液位高1值（LSH－１）和2个液位高2值（ＬSHH－１/２）开关报警。

5.4.4保护：

两个高2值液位开关动作或任一高2值开关与高1值开关均动作跳闸燃机以免燃机进水。

6.系统隔离与恢复

6.1机组停运,系统隔离，关闭需要检修的部件进、出口手动门,打开排放门,用氮气置换天然气。

燃气仪表（压力表等）要开启仪表进口门后排放门。

检修完毕恢复系统后，也要用氮气置换空气才可用天然气置换氮气。

6.2氮气置换天然气、空气与天然气置换氮气注意事项：

6.2.1逐点N2气置换空气：

逐点逐步分别置换，每5分钟取样一次，连续取样3次，O2≤2%为合格。

6.2.2天然气置换N2气：

每5分钟取样一次，连续取样3次，CH4≥80％、O2≤2%为合格。

7.报警及事故处理

7.1要充分认识到天然气的危险性,无论机组在何种状态都要严格监视燃气系统的密封性。

7.2隔离切换时要防止燃气压力大幅波动影响机组正常运行,切换时要缓慢进行。

7.3系统泄漏，视程度不同采取切换隔离、降负荷或停机等措施。

7.4天然气前置模块系统报警及事故处理

报警

报警内容

可能的原因

采取措施

L71GS1H

燃料涤气器液位高-报警

1.天然气含水量高

2.性能加热器泄漏

3.疏水系统故障

1.如果液位高，手动开启疏水阀降低液位

2.如果液位仍然高，则停机

3.处理涤气器疏水系统故障

L71GS2AH,

L71GS2BH

燃料涤气器液位高高-跳闸

1.天然气含水量高

2.性能加热器泄漏

3.疏水系统故障

1.检查燃机已跳闸

2.检查燃料涤气器液位计，如液位高，手动开启疏水阀降低液位

3.检查性能加热器是否爆管

4.处理涤气器疏水系统故障

1EKLS4223XZ01

（1EKLS4222XZ01）

燃料性能加热器#1（#2）疏水液位高

1.天然气含水量高

2.性能加热器泄漏

3.疏水系统故障

1.如果液位高，检查疏水阀已开启

2.如果液位仍然高，则停机

3.如果加热器发现泄漏，打开燃料旁路，并隔离加热器

4.处理性能加热器故障

1EKLS4222XZ01（2of3）

1EKLS4222A（B、C）

燃料性能加热器#2疏水袋液位高高-跳闸（3取2）

1.天然气含水量高

2.性能加热器泄漏

3.疏水系统故障

1.检查加热器已跳闸，控制系统已切换至冷燃料模式

2.如果加热器泄漏，打开燃料旁路，隔离加热器

3.处理性能加热器故障

L30FTGH_ALM

燃料温度高加热器跳闸

燃料加热器控制系统故障

1.确证控制系统已经对系统状态作出反应，并且燃气加热器入口给水阀已经关闭。

2.检查控制系统已切换到冷燃料控制，降低负荷，保持适当的透平参数

3.检查燃机控制系统参数，确定系统能否安全运行，否则就停机

4.处理燃料加热器控制系统故障

l3ftg_m_alm

燃料温度低预混闭锁

燃料加热器控制系统故障

1.确证控制系统已经对系统状态作出反应，否则手动增加加热器出口温度

2.检查燃机控制系统参数，确定系统能否安全运行，否则就停机

3.处理燃料加热器控制系统故障

l26ftgp_alm

扩散模式下，燃料温度高，延时45秒，提示降温度或加负荷进入PPM工况

燃料加热器控制系统故障

1.确认控制系统已经对系统状态作出反应，否则手动增加负荷或降低燃料供给温度

2.检查燃机控制系统参数，确定系统能否安全