9FA燃机的研发历程(2)

2019-01-05 11:34

2.4 关于F型燃气轮机转子故障问题

1994~1995年期间,一些7F和9F型机组在运行中出现了一些质量问题。后来GE公司经过分析与改进,将很多机组返厂进行检修,基本解决了这些问题。出现的转子问题主要有:

(1)转子轮盘间扭转侧滑。转子轮盘间侧滑仅发生在一台7F型机组上,其原因是:在确定用15根拉杆螺栓将多个轮盘结合在一起所需要的拉力时,设计者计算错误,致使施加给螺栓的 拉力不够。GE公司对20多台运行中的机组增加了螺栓的拉力,问题就解决了。 (2)机组振动增大及拉杆问题。关于机组振动增大的问题,在7F、9F型机组中均有发生,主要是由二方面原因造成的。其一,2~3级级间轮盘刚性太低,由于转子自身质量使转子轴线下垂弯曲,运转时偏心质量力使转子振动较大,并使第2级和第3级叶轮与第2~3级级间轮盘发生相对运动,使振动水平进一步扩大。这个问题主要出现在9F型机组中,通过更换一个刚性更高的第2~3级级间轮盘,解决了这个问题。另外,9F型机组有5根拉杆螺栓出了问题,2根失效,3根断裂。经调查,9F型机组的螺栓由2个供货商提供,出问题的5根螺栓都是其中一个供货商的产品,原因是他们没有按规定的标准加工螺栓。GE公司已经取消了这个供货商的订货。 3 GE公司F级燃气轮机的运行业绩

截止到2000年8月,共有800台F级燃气轮机已安装或已订货,其中202台机组已累计运行315万h。某台MS7001F型机组至今已累计运行超过55220h,并经历了2005次启动。MS9001FA型机组运行最长的已达到35?798h,经历了725次启动。F级燃气轮机的运行业绩见表7。

表7 GE公司F级燃气轮机的业绩

机 型 已运行机组/台 运行时间/h 启动次数 MS6001FA 16 214119 2471 典型单机 31133 368

MS7001F/FA 134 1966800 50676 典型单机 55220 2005 MS9001F/FA 52 971206 12344 典型单机 35798 725 总 数 202 3152144 65491 DLN燃机 180 2960844 59245 典型单机 45734 2325 注:DLN是干式低NOx排放燃烧室。

1999年的一个可靠性统计数据表明,25台GE公司的7F和7FA型机组的平均可用率为89.3%,而包括GE公司机组在内的53台同等级世界主要燃气轮机的平均可用率为84.9%。另外,GE公司的7F和7FA型机组的平均可靠性为99.5%,而包括GE公司机组在内的同等级世界主要燃气轮机的平均可靠性为95.7%。

MS9001FA型联合循环机组应用的里程碑是东京电力公司的1座总容量为2800MW电厂的8台STAG109FA型机组。其中第一批2台机组于1996年1月并网发电,全部8台机组已于1998年投入运行。这些机组每天开机停机运行,周末完全停机,以液化天然气(LNG)为燃料,采用蒸汽拖动静态启动的方法,干式低NOx燃烧系统和干氨催化还原装置SCR可使NOx的排放量在满负荷运行时减少到5mg/kg(氧含量为16%)。世界上容量最大的联合循环发电厂是韩国电力公司的Seoinchon电厂。该厂一期有8台STAG107F型机组已累计商业运行约20万h,二期4台STAG 207FA型机组现已安装就位,该厂总出力达到4000MW,效率大于55%。中国香港中华电力公司的龙鼓滩(Black Point)电厂装有6台STAG 109FA型机组,总容量超过1800MW。

F级燃气轮机有较大的燃料适应性,可燃用蒸馏油和天然气,包括煤制气、液化天然气和液化石油气(LPG)。机组启动后,燃料可以切换而不会导致性能损失。出力范围广,排气能量高,模块式组合设计布置使得在联合循环和IGCC系统中F级燃气轮机能理想地适应多种多样的用途,包括热电联产、地区供热或单纯发电。例如,美国佛罗里达州Tampa电力公司的Polk电站容量为250MW的机组是以GE S107FA型燃气轮机为基础的IGCC机组。自1996年以来,该机组燃用合成煤气累计运行了1万多h,电厂效率超过41%。1台6FA型机组用于加里福尼亚州Sierra Pacific电力公司的Pinon Pine IGCC电站,也于2000年投入运行。


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