基于热力学方法的海上平台燃气轮机涡轮叶片热腐蚀影响评估研究

为了有效评估燃料气中H_2S超标对燃气轮机涡轮叶片热腐蚀的影响,在腐蚀机理研究基础上结合燃机的运行参数条件,采用热力学模拟方法完成了对25 MW燃气轮机涡轮叶片热腐蚀风险评估分析。通过分析杂质含量变化及燃料类型对腐蚀产物露点曲线的影响,得出了碱金属含量是涡轮叶片热腐蚀的关键影响因子,在(Na+K)质量分数小于1×10~(-5)%的条件下,即使当H_2S体积分数达到0.01%时,涡轮叶片也不会面临热腐蚀风险。这将对海上平台用国产25 MW燃气轮机燃料中杂质含量目标控制和高温涡轮叶片防护涂层设计起到了一定的参考作用。     

添加H2对9F级燃气-蒸汽联合循环机组效率的影响

为了对未来混氢燃气轮机的运行提供相关的基础数据与理论指导,研究了向甲烷中添加H2对9F级燃气-蒸汽联合循环机组效率的影响。基于Aspen Plus软件建立了联合循环模型,其中燃气轮机模型以PG9351FA型燃气轮机为基础,蒸汽轮机模型中的余热锅炉采用三压再热结构。并对燃气轮机、蒸汽轮机和联合循环的输出功率以及效率等进行了分析。结果表明：随着燃料中H2质量分数由0增加到100%,燃气轮机输出功率增加了5.02%,效率增加了1.3%;蒸汽轮机输出功率增加了0.59%,但是蒸汽轮机效率却减小了2.9%;同时,联合循环输出功率增加了3.43%,效率增加了1.2%,因此向甲烷中掺混H2可以提高燃气-蒸汽联合循环机组的经济性。     

670 MW对冲旋流燃烧锅炉防高温腐蚀试验研究

针对锅炉低氮燃烧改造后水冷壁近壁区发生高温腐蚀的问题,以某电厂670 MW超临界对冲旋流燃烧锅炉为研究对象,通过贴壁风系统改造结合燃烧优化调整试验,分析了贴壁风门开度、运行氧量、煤质变化等参数对水冷壁近壁区还原性气氛和炉内燃烧及运行参数的影响。结果表明：增加贴壁风系统后,水冷壁近壁区O2体积分数明显提高,CO体积分数平均值下降65.4%,H2S体积分数平均值下降53.2%,H2S平均值可控制在0.1×10-3以下,缓解高温腐蚀效果显著;高温腐蚀主要发生在高负荷工况,提高运行氧量有助于缓解高温腐蚀风险;增设贴壁风系统对锅炉氮氧化物排放量影响较小。     

燃气轮机叶片的热腐蚀及其防止

本文根据近十几年来国内发生的燃气轮机叶片的热腐蚀现象,从理论上对此加以分析.提出叶片热腐蚀的可能原因.分析了各种重要因素对它的影响,其中特别是高温对热腐蚀的形响.以叶片热腐蚀的内部原因与外部条件为依据,推荐出一些主要的防腐蚀措施,以供燃气轮的运行与制造部门参考.     

川崎重工30MW级L30A燃气轮机

正据《Gas Turbine World》2013年年度手册报道,L30A是新研制的30 MW级双轴重型燃气轮机,具有高效率与良好的CHP(冷热电联产)蒸汽生产能力和很低的NOx排放。用天然气作为燃料,在ISO基本负荷条件下,L30A的额定输出功率为30 900 kW,效率为41.3%,NOx排放低于15 mg/m3,CO排放低于25 mg/m3。L30A为双轴燃气轮机,配备1个轴流压气机、8个逆流式燃烧室、1个空气冷却的2级轴流式燃气发生器涡轮和1个3级轴流式动力涡轮。     

GE公司2007年将推出功率加大的50Hz 109H机组

GE Energy已经优化了其闭路蒸汽冷却50Hz 109H联合循环装置的设计，以便使其输出功率从480MW增加到520MW。应用于原型9H燃气轮机升级改进的关键设计技术包括：（1）燃料加湿 应用专利技术，给燃料（天然气）加湿，以便增加通过涡轮的质量流量，同样数量的燃料将产生更多的输出功率。同时也减少了有害物排放。（2）优化间隙控制 根据系统的运行，重新配置了主动间隙控制系统，以便为前两个涡轮级提供优化的间隙。（3）冷却和密封的改进.     

分离燃尽风对贫煤锅炉CO和H2S生成特性的影响

以低氮燃烧改造后的某330 MW四角切圆贫煤锅炉为研究对象,采用数值模拟研究了300 MW负荷下分离燃尽风率对炉内燃烧速度场、温度场、CO体积分数场、O2体积分数场、H2S体积分数场及炉膛出口参数的影响,并将模拟结果与试验结果进行对比分析.结果 表明:分离燃尽风率对锅炉燃烧特性以及CO、H2S的生成特性具有重要影响;随着分离燃尽风率的增大,炉膛出口CO体积分数升高,出口NOx质量浓度降低;减小分离燃尽风率有利于抑制炉内高温腐蚀和结渣的发生;综合考虑锅炉运行安全性、经济性及NOx生成特性多种因素后,燃尽风率设置为25％较为合适.     

某燃气轮机低压涡轮叶片断裂故障分析

低压涡轮叶片作为燃气轮机内流道的热端部件,长时间受到气流冲击,受离心载荷、气动载荷和热载 荷的综合影响,对叶片强度要求较高。某燃气轮机由退役航空发动机改制而成,通过电站长试考核考验燃气 轮机寿命,在考核期间发生低压涡轮叶片断裂故障。针对故障进行分析、试验及计算,确定叶片断裂的主要 原因是叶片共振引发高周疲劳,采取措施是燃气轮机长期工作时迅速通过易发生多阶次共振的危险转速范围。     

喷雾降温对燃气轮机涡轮叶片损伤的影响

建立了燃气轮机高温涡轮叶片损伤评估模型,包括热力学性能计算模型、应力评估模型、热评估模型和交互损伤分析模型,无法测量参数由热力学性能计算模型计算,作为应力评估模型和热评估模型的输入。根据蠕变与疲劳损伤模型分析结果,对进气道内使用喷雾冷却降温的燃气轮机高温涡轮叶片进行损伤评估,比较了燃气轮机在不同转速以及负荷下,使用喷雾冷却系统前后,高温涡轮叶片损伤的变化,定量评估喷水量对高温叶片寿命的改善。结果表明:启用喷雾冷却系统可以大幅减小因蠕变造成的叶片损伤,在低负荷(30%)时损伤减小的幅度尤为明显,其预期寿命从40 000 h延长到50 000 h以上,可以大幅延长叶片的使用寿命;在夏季运行时(53%负荷),如果以减少蠕变损伤为目标,可以考虑增加喷水量,从40%～100%,叶片各级蠕变损伤最高可减小13.5%。     

GE-Alstom联合企业带来Uberturbine的梦想

正据《Gas Turbine World》2014年7~8月刊报道,1995年推出的GEMS9001H燃气轮机第一级动叶进口温度为1 426℃。四级涡轮的第1、2级为蒸汽冷却,包括第1、2级涡轮的静叶和动叶及第1级涡轮机匣。由于采用蒸汽冷却,H型燃机比空气冷却的G型燃机联合循环的功率增加60 MW(从420 MW增加到480 MW),效率提高2%(从58%增加到60%),NO_x排放减少一半。Alstom公司于1994年推出的新型高效的GT24和GT26型燃气轮机采用了SCS(顺序燃烧系统),2个环     

腹腔镜下阴道残端悬吊术治疗阴道残端脱垂10例

据《Gas Turbine World》2012年年度手册报道,现有50 Hz 8000H联合循环装置的性能已被证实。以天然气为燃料,在设计条件下,该装置净输出功率为578 MW,效率为60.75%。50 Hz SGT5-8000H燃气轮机在ISO条件下的额定输出功率为375 MW,效率为40.0%。其比例缩放后     

中低热值燃料对燃气轮机运行特性的影响分析

中低热值燃料燃气轮机对经济发展和节能减排具有重要的意义,对其燃烧特性和运行工况的研究是本项技术的关键问题。本文根据燃气轮机压气机特性曲线、涡轮特性曲线和热力循环过程,分析计算中低热值燃料燃气的热力性质,提出了适用于不同组分的中低热值燃料的膨胀做功计算方法。通过对燃用天然气和合成气进行模拟计算,得到燃料热值对燃料系数、涡轮出口温度、燃料流量及膨胀功的影响规律,为燃气轮机的设计和工况调整提供理论依据。     

燃气轮机的腐蚀机理

据《Turbomachinery International》2010年3～4月号报道,在上一期中,Solar Turbines(索拉透平公司)的专家们介绍了燃气轮机的腐蚀并探讨了腐蚀的一些类型。在这一期中他们更多地探讨腐蚀的机理。硫化是金属和含氧含硫介质之间形成硫化物和氧化物的反应。硫化侵袭使金属的性能迅速下降。燃气轮机中的氧化和热腐蚀问题典型地与燃烧室和涡轮部分内的高温有关。压气机涂层可以有效地保护压气机叶片免受水溶性腐蚀。氧化通常不是一个需要关注的主要问题。     

耐热腐蚀537镍基铸造高温合金

前言随着我国社会主义建设和国防建设的蓬勃发展,在高峰负荷发电、天燃气输送管线加压站、高原列车等各方面都需要大量的地面燃气轮机。另外,燃气轮机有功率大、重量轻、体积小、启动快和机动性好的特点,用燃气轮机装备海军,提高军舰的战斗力是海军的发展方向。这些地面和舰用的燃气轮机,由于使用低质燃料或者吸入海盐气氛。产生了严重的燃气腐蚀,必须采用耐热腐蚀的高温合金作其涡轮叶片。国外,工作温度高于800℃长期使用的耐热腐蚀高温合金,例如:IN—738,IN—     

高热应力及腐蚀将导致燃气轮机叶片的质量损失

据《Тяже лое ма шиностроение》2005年6月号报道,燃气轮机内的燃气流温度场通常具有径向和周向的不均匀性,并且与高压涡轮前的平均值比较,温度还可以提高60~80℃。在燃气不包含腐蚀性杂质的良好条件下,提高燃气温度首先影响到在起动、停机和其它动态过程中在导向器内产生热应力的大小上。存在腐蚀性杂质引起叶片材料的腐蚀,并且温度越高,破坏强度就越大。即材料温度提高50℃,将导致叶片质量损失的速度增加到2.5~3倍。除叶片表面破坏、气动力损失增加以外,腐蚀还造成材料持久强度的降低。文中列出了有关各种合金持久强…     

高效的燃气轮发电机组

据《ＧａｓＴｕｒｂｉｎｅＷｏｒｌｄ》2 0 0 2年 3- 4月号报道 ,荷兰ＳｃｈｅｌｄｅＨｅｒｏｎＢＶ研制了Ｈ - 1型燃气轮机。简化的水对空气中间冷却器能够降低燃气轮机压气机各段之间工作流体温度 ,并增加了通过压气机的质量流量和减少压气机耗功。做成一体的回热器在基本负荷电力生产时提供 4 3%热效率。以两个独立的燃烧室部分运行 ,在上游燃烧室内点燃的燃料驱动燃气发生器涡轮 ,离开该涡轮的热燃气 ,在进入动力涡轮前在第二个燃烧部分内再热 ,联合的顺序燃烧驱动动力涡轮。ＨｅｒｏｎＨ - 1型燃气轮机是一台两轴中间冷间回热式燃气轮…     

超临界四角切圆燃烧锅炉运行方式对水冷壁高温腐蚀影响的试验研究

针对某630 MW超临界四角切圆燃烧锅炉水冷壁存在的高温腐蚀问题,对水冷壁近壁面烟气成分(O2、CO及H2S)进行了测试,分析了运行O2体积分数、煤粉细度、入炉煤含硫量、紧凑燃尽风(CCOFA)风量、分离燃尽风(SOFA)风量及周界风量等因素对水冷壁高温腐蚀及NOx排放特性的影响.结果表明:高温腐蚀发生区域表现出明显的强还原性气氛;增大运行O2体积分数,同时保证风量沿炉膛高度方向上的合理分配可减弱水冷壁近壁面还原性气氛;煤粉细度对水冷壁近壁面还原性气氛的影响较小;随着入炉煤含硫量的增加,水冷壁近壁面H2S体积分数增大,O2和CO体积分数则变化不大;较小的CCOFA风量及适当的SOFA风量有利于减轻水冷壁高温腐蚀;周界风量对主燃烧区下部壁面区域还原性气氛的影响较大,运行时应适当减少周界风量.     

燃气流温度场不均匀性的影响

2005年6月号报道，由燃气流温度场不均匀性引起的热应力和腐蚀增加将导致燃气轮机叶片的加速破坏。 燃气轮机内的燃气流温度场通常具有径向和周向的不均匀性，与高压涡轮前的平均值比较，温度还可以提高约60～80℃。当在燃气不包含腐蚀性杂质的良好条件下，燃气温度的提高反映在第一级导向器中产生的热应力大小上。     

冲压式燃气轮发电机组

据《GasTurbineWorld》2 0 0 2年9- 10月号报道,先进的压缩技术有可能使紧凑的燃气轮机设计革命化,简单循环输出功率高达10MW ,效率达到4 0 %以上,销售价格将低于每千瓦5 0 0美元。样机设计成在92 7℃涡轮转子进口温度下额定输出功率为4 85kW ,效率为35 %。在114 9℃进口温度和第一级涡轮冷却的条件下,简单循环效率达到4 1%。冲压式燃气轮机设计有两个彼此完全相反的冲压喷气推力组件。工作时,每个推力组件形成一个完整的冲压喷气流道。燃料和空气的混合物是在进入推力组件时被压缩的,捕获旋涡的燃烧室技术在精确控制的贫预混条件下稳定…     

QD128燃气轮机高压涡轮叶片掉块故障分析

高压涡轮叶片状态的好坏直接影响着燃气轮机运行的安全可靠性,机组在电厂运行时,必须严格按照运维手册对高压涡轮叶片状态进行监测。本文针对QD128燃气轮机燃气发生器高压涡轮工作叶片掉块情况,整机分解后流道检查,对叶片掉块部位宏观、微观形貌分析,选取掉块部位附着有可疑物的叶片进行能谱分析,最终找到了叶片掉块的原因,并制定了相应的补救措施,为今后燃气轮机的安全可靠运行提供了保障。