9FA燃機(jī)結(jié)構(gòu)介紹

9FA燃機(jī)結(jié)構(gòu)介紹

壓氣機(jī)總體

PG9351FA機(jī)組的壓氣機(jī)是一臺(tái)18級(jí)軸流式，壓縮比15.4:1，空氣質(zhì)量流量為623.7kg/s的多級(jí)軸流式壓氣機(jī)，頭兩級(jí)為跨音速級(jí)，帶一級(jí)可轉(zhuǎn)導(dǎo)葉。軸流式壓氣機(jī)部分由壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子和封閉的氣缸組成。裝在壓氣機(jī)氣缸內(nèi)的有：進(jìn)口導(dǎo)葉、十八級(jí)轉(zhuǎn)子和靜葉和兩排出口導(dǎo)葉柵。每相鄰的動(dòng)葉和靜葉列組成一級(jí)。在每一個(gè)級(jí)內(nèi)，動(dòng)葉片吸收外界作功轉(zhuǎn)換成提供壓縮空氣所需的力，而靜葉片則引導(dǎo)空氣使它以合適的氣流角度進(jìn)入下一級(jí)。壓縮空氣從壓氣機(jī)排氣缸出來進(jìn)入燃燒室。從壓氣機(jī)級(jí)間抽出的空氣用作透平噴嘴、輪間和軸承的冷卻和密封空氣用，在啟動(dòng)過程中抽氣作為喘振控制用。

壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子

壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子是一個(gè)由16個(gè)葉輪、2個(gè)端軸和葉輪組件、貫穿螺栓和轉(zhuǎn)子動(dòng)葉組成的組件。前端軸裝有零級(jí)動(dòng)葉片，后端軸裝有第17級(jí)動(dòng)葉片，16個(gè)葉輪各自裝有從第1至第16級(jí)動(dòng)葉片。第一級(jí)靜葉有46片；第一級(jí)動(dòng)葉32片；末級(jí)靜葉片(第17級(jí))108片，后兩列導(dǎo)向葉片EGV1=108片，EGV2=108片。第一級(jí)動(dòng)葉片高度為503.56mm，末級(jí)動(dòng)葉片高度為147.17mm。第16級(jí)壓氣機(jī)葉輪后端面上有導(dǎo)向風(fēng)扇。在第16級(jí)壓氣機(jī)葉輪和壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子后半軸之間有間隙允許導(dǎo)向風(fēng)扇汲取壓氣機(jī)空氣流，并將空氣引向壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子后聯(lián)軸器上的15個(gè)軸向孔，流到透平前半軸與壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子后聯(lián)軸器相應(yīng)的15個(gè)軸向孔，去冷卻透平葉輪。

壓氣機(jī)靜子

氣缸由壓氣機(jī)進(jìn)氣缸、壓氣機(jī)氣缸和壓氣機(jī)排氣缸組成，它們各自依靠中分面上的法蘭螺栓緊固成一體。進(jìn)氣缸位于燃?xì)廨啓C(jī)的前端，在進(jìn)氣室內(nèi)，它的主要功能是將空氣均勻地引入壓氣機(jī)。進(jìn)氣缸內(nèi)壁安裝有可調(diào)進(jìn)口導(dǎo)葉（IGV）。壓氣機(jī)氣缸內(nèi)壁裝有零級(jí)至12級(jí)靜葉片；壓氣機(jī)排氣缸內(nèi)壁裝有第13級(jí)至第17級(jí)靜葉和兩列出口導(dǎo)向葉片；他們共同組成壓氣機(jī)靜子。氣缸上的抽氣孔允許抽出第9級(jí)和第13級(jí)的空氣。這部分空氣用于冷卻和密封，也用作起動(dòng)和停機(jī)時(shí)喘振的控制。壓氣機(jī)排氣缸的功能除能容納壓氣機(jī)的后五級(jí)外，還構(gòu)成壓氣機(jī)擴(kuò)壓器的內(nèi)外壁，同時(shí)為第一級(jí)噴嘴組件提供支撐；與壓氣機(jī)氣缸和透平氣缸連接；并支持DLN燃燒室外殼。壓氣機(jī)排氣室的抽氣為燃料系統(tǒng)提供清吹空氣；為進(jìn)氣加熱提供氣源；還為壓氣機(jī)防喘閥提供控制氣源。

燃燒室

在整臺(tái)燃?xì)廨啓C(jī)中，它位于壓氣機(jī)與燃?xì)馔钙街�間，它有三種功能：①使燃料與由壓氣機(jī)送來的一部分壓縮空氣在其中進(jìn)行有效的燃燒；

②使由壓氣機(jī)送來的另一部分壓縮空氣與燃燒后形成的燃燒產(chǎn)物均勻地?fù)交欤�使其溫度降低到燃�(xì)馔钙竭M(jìn)口的初溫水平，以便送到燃?xì)馔钙街腥プ鞴�；③控制NOx的生成，使透平的排氣符合環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的要求。PG9351FA燃?xì)廨啓C(jī)使用的DLN-2.0+燃燒室

燃燒室主要由燃料噴嘴裝配蓋板組件、燃料噴嘴外缸、火焰筒、過渡段、導(dǎo)流襯套、前缸、后缸、聯(lián)焰管組件等構(gòu)成。各組件均可以單獨(dú)拆卸。

壓縮空氣由壓氣機(jī)的排氣缸流出，首先對過渡段形成沖擊冷卻，再逆流向前，流過火焰筒與導(dǎo)流襯套之間的環(huán)形空間，流向燃燒室頭部組件。其中，有少量空氣用于冷卻火焰筒和罩帽，其余空氣經(jīng)噴嘴上的旋流器進(jìn)入預(yù)混合室，與由燃料噴嘴噴出的燃料氣進(jìn)行預(yù)混合。燃料/空氣混合物經(jīng)預(yù)混合管流入火焰筒，被位于兩個(gè)上部燃燒室上的高能點(diǎn)火器點(diǎn)燃，火焰起始于噴嘴出口端與頂蓋形成的平面上，并被限制在火焰筒內(nèi)。燃燒產(chǎn)物經(jīng)過渡段進(jìn)入透平第一級(jí)噴嘴環(huán)。各燃燒室之間用聯(lián)焰管連接，未安裝點(diǎn)火器的燃燒室靠聯(lián)焰管聯(lián)焰而著火。

每個(gè)燃燒室的端蓋上均勻布置有五只燃料噴嘴。每只燃料噴嘴內(nèi)都有擴(kuò)散燃燒和預(yù)混燃燒的供氣通道。燃料氣分別來自D5、PM1和PM4環(huán)管。其中，D5供氣，通向五只噴嘴的擴(kuò)散通道供氣總管，再分配到位每只燃料噴嘴的擴(kuò)散燃燒通道。PM1供氣，通向一只噴嘴的預(yù)混燃燒供氣通道供氣總管，分流到一只噴嘴的內(nèi)通道和外通道。PM4供氣，通向四只噴嘴的預(yù)混燃燒供氣通道供氣總管，分流到四只噴嘴的內(nèi)通道和外通道。來自每只燃燒室外缸的壓氣機(jī)排氣進(jìn)入燃料噴嘴冷卻空氣總管，分流到五只燃料噴嘴的中心去冷卻燃料噴嘴。

預(yù)混氣體燃料經(jīng)過外圍的燃料通道供入，分別從外、內(nèi)預(yù)混燃料氣入口進(jìn)入，通過布置于旋流器中的燃料噴嘴噴入由旋流器流出的空氣流中，進(jìn)行預(yù)混合。每個(gè)旋流器葉片由旋流葉片和一個(gè)位于其上游的直段葉槳組成，它是中空的，內(nèi)裝有燃料管道，在管道上開有許多燃料噴射孔。外預(yù)混燃料氣從外燃料噴射孔噴出，內(nèi)預(yù)混燃料氣從內(nèi)燃料噴射孔噴出。它們同時(shí)噴入預(yù)混室，與一次空氣摻混后進(jìn)入燃燒區(qū)結(jié)構(gòu)。參與擴(kuò)散燃燒的燃料從另一燃料供應(yīng)母管進(jìn)入噴嘴的內(nèi)環(huán)通道，由擴(kuò)散燃燒噴頭噴出。

此外，在燃燒器的預(yù)混燃料噴管下游加了一圈整流片，可以防止回火的火焰附著在預(yù)混燃料噴管上。燃?xì)廨啓C(jī)的上部有兩個(gè)燃燒室有高能點(diǎn)火器，火花塞可以伸縮。當(dāng)點(diǎn)火后機(jī)組加速時(shí)，火花塞被燃燒室中升高的壓力壓回，以免被燒壞。停機(jī)后，火花塞又被彈簧壓進(jìn)燃燒室，以便下一次點(diǎn)火啟動(dòng)。

DLN2.0+燃燒室的配氣方案

DLN2.0+燃燒室屬于并聯(lián)式分級(jí)燃燒，燃燒室的燃料是分級(jí)供應(yīng)的，其控制系統(tǒng)比較復(fù)雜。如圖3-35所示，每只燃燒室有5只燃料噴嘴，每只噴嘴有一只擴(kuò)散通道，一只預(yù)混通道。燃?xì)廨啓C(jī)周向布置有18個(gè)燃燒室，每只燃燒室的5個(gè)擴(kuò)散燃燒通道與擴(kuò)散燃燒支管相連，由DGCV氣體控制閥調(diào)節(jié)燃料氣體的流量。每只燃燒室的4只預(yù)混通道相互聯(lián)接，組成PM4支管，由PM4GCV氣體控制閥調(diào)節(jié)燃料氣體流量。每只燃燒室剩余的一只預(yù)混通道相互聯(lián)接組成PM1支管，由PM1GCV氣體控制閥調(diào)節(jié)燃料氣體流量。這樣，將所有燃料通道并聯(lián)地分成**，分別由三只控制閥控制燃料氣體的流量。因此DLN-2.0+燃燒室就有五種基本的配氣模式。

(1)擴(kuò)散燃燒模式

在這種運(yùn)行模式下，燃料氣直接供給每個(gè)燃燒室的5只擴(kuò)散燃燒燃料氣噴口。這時(shí)PM4的預(yù)混通道將用壓氣機(jī)出口抽氣進(jìn)行空氣吹掃。燃?xì)廨啓C(jī)起動(dòng)時(shí)，從點(diǎn)火到14HS(95%轉(zhuǎn)速)時(shí)，燃?xì)廨啓C(jī)處于這種運(yùn)行模式。

(2)亞先導(dǎo)預(yù)混模式

在這種運(yùn)行模式下，燃料氣直接供給每個(gè)燃燒室的5只擴(kuò)散燃燒燃料氣噴口和PM1燃料氣噴口。這時(shí)PM4預(yù)混通道將用壓氣機(jī)出口抽氣進(jìn)行空氣吹掃。燃?xì)廨啓C(jī)起動(dòng)時(shí)，從14HS到加載至10%基本負(fù)荷時(shí)，相當(dāng)于燃燒基準(zhǔn)溫度（TTRF1）201*（1093℃）時(shí)，或卸載時(shí)，從TTRF1為1950（1065℃），直至14HS時(shí)，燃?xì)廨啓C(jī)處于這種運(yùn)行模式。

(3)先導(dǎo)預(yù)混模式

在這種運(yùn)行模式下，燃料氣分別流到DGCV，PM1GCV和PM4GCV通道，直至預(yù)混燃燒模式時(shí)，DGCV關(guān)閉，流過PM1GCV和PM4GCV通道的流量比為20/80。燃機(jī)加載時(shí)，TTRF1從201*（1093℃）到2270（1243℃）的區(qū)間內(nèi)，或燃機(jī)卸載時(shí)，TTRF1從2220（1216℃）,直至TTRF1為1950（1065℃），燃?xì)廨啓C(jī)均處于這種運(yùn)行模式。在此區(qū)間內(nèi)存在如圖3-36和圖3-37所描述的兩個(gè)過渡過程。

(4)預(yù)混燃燒模式

在這種運(yùn)行模式下，流過PM1GCV和PM4GCV通道的流量比為20/80。當(dāng)加載時(shí)，TTRF1高于2270（1243℃），或卸載時(shí)，TTRF1超過2220（1216℃）時(shí)，燃?xì)廨啓C(jī)均處于預(yù)混燃燒模式。此時(shí)，燃料直接引入PM1GCV和PM4GCV支管，此時(shí)相應(yīng)的燃機(jī)負(fù)載為50%～100%基本負(fù)荷區(qū)間。

（5）甩負(fù)荷時(shí)的PM1預(yù)混燃燒模式

甩負(fù)荷時(shí)只保留PM1預(yù)混燃燒通道，相應(yīng)的燃機(jī)甩掉部分負(fù)載，防止機(jī)械超速。DLN-2.0+燃燒室的燃料氣清吹系統(tǒng)

當(dāng)氣體燃料噴嘴通道沒有燃料氣通過時(shí)，為了保證通過燃料噴嘴內(nèi)仍然有一定的空氣流量，要求有清吹系統(tǒng)。當(dāng)清吹系統(tǒng)有故障時(shí)，將會(huì)損壞燃燒系統(tǒng)的部件。當(dāng)燃?xì)廨啓C(jī)在運(yùn)行時(shí)，要向那些不用的燃料支管提供一個(gè)正向的清吹。清吹的壓力是機(jī)械設(shè)定的，可用管道或孔板尺寸調(diào)節(jié)其有效通道面積來設(shè)定。通常清吹空氣取自壓氣機(jī)排氣，其壓力值P4要大于燃燒室內(nèi)的壓力，以防止氣流的回流。需清吹的支管要安置清吹接口，清吹閥VA1、5和6應(yīng)在35秒內(nèi)打開，清吹閥VA2打開的速度則是可控的。

燃?xì)馔钙?/p>

把來自燃燒室的，儲(chǔ)存在高溫高壓燃?xì)庵械哪芰哭D(zhuǎn)化為機(jī)械功，其中一部分用來帶動(dòng)壓氣機(jī)工作，多余的部分則作為燃?xì)廨啓C(jī)的有效功輸出，去帶動(dòng)外界的各種負(fù)荷。

PG9351FA的燃?xì)馔钙绞?*軸流式透平。每個(gè)透平級(jí)由噴嘴和動(dòng)葉片組成。透平部分包括：透平轉(zhuǎn)子、透平氣缸、噴嘴、復(fù)環(huán)、排氣框架和排氣擴(kuò)壓段。

透平轉(zhuǎn)子

動(dòng)葉片的尺寸由第一級(jí)（葉高386.69mm）到第**（葉高519.6mm）逐級(jí)增高，因?yàn)槊恳患?jí)的能量轉(zhuǎn)化使得壓力減少，要求環(huán)形面積增加以接收燃?xì)獾牧髁浚�保持各�?jí)的容積流量相等。第一級(jí)動(dòng)葉的冷卻結(jié)構(gòu)。它除了有對流冷卻外，在頭部有沖擊冷卻，還有多處氣膜冷卻。為了增強(qiáng)對出氣邊的冷卻，在冷卻通道內(nèi)還鑄有多排針狀的肋條，以增強(qiáng)冷卻效果。第二級(jí)動(dòng)葉片自樅樹形葉根底面至葉頂布置有多孔動(dòng)葉冷卻用的縱向空氣通道。冷卻空氣從樅樹形葉根底部的冷卻孔引入，流向葉尖，并從那里流出。第**動(dòng)葉無內(nèi)部空冷。為保持合理的運(yùn)行溫度，從而保證透平有效的使用壽命，透平轉(zhuǎn)子必須進(jìn)行冷卻。冷卻是由一般強(qiáng)制性的冷空氣完成的，它沿徑向向外流過葉輪和動(dòng)葉、靜子之間的空間，然后匯入主氣流。第一級(jí)前輪間由壓氣機(jī)排氣冷卻。在壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子后端，轉(zhuǎn)子和壓氣機(jī)排氣缸內(nèi)筒之間有一個(gè)高壓氣封。來自這個(gè)迷宮式氣封的一部分漏氣供應(yīng)穿越第一級(jí)前輪間的空氣流。這股冷卻空氣流在第一級(jí)噴嘴之后排入主氣流。

第一級(jí)后輪間由第二級(jí)噴嘴的冷卻空氣冷卻。

第二級(jí)前輪間由來自第一級(jí)后輪間穿越級(jí)間密封的漏氣冷卻，這股空氣在第二級(jí)動(dòng)葉的入口返回燃?xì)馔ǖ馈?/p>

第二級(jí)后輪間由來自內(nèi)部抽氣系統(tǒng)（更確切地，來自壓氣機(jī)第十六級(jí)和第十七級(jí)間的抽氣）的空氣冷卻。這股空氣通過隔塊前端面上的縫進(jìn)入輪間。來自該輪間的空氣在第**噴嘴入口返回燃?xì)馔ǖ馈?/p>

第**前輪間由來自第二級(jí)輪間穿過級(jí)間氣封的漏氣冷卻。這股空氣在第**動(dòng)葉入口返回燃?xì)馔ǖ馈５?*后輪間由來自外部安裝的鼓風(fēng)機(jī)(88TK驅(qū)動(dòng)的離心風(fēng)機(jī))的空氣冷卻。這股冷卻空氣由管子接到透平排氣框架，先被用來冷卻支柱，然后大部分最終被引入第**后輪間空腔。

來自88BN驅(qū)動(dòng)的離心風(fēng)機(jī)的冷卻空氣經(jīng)過三個(gè)擴(kuò)壓段支柱中的一個(gè)進(jìn)入#2軸承隧道區(qū)。被過濾`除去對軸承有害的顆粒后的冷卻空氣進(jìn)入#2軸承隧道區(qū)，在#2軸承回油真空吸力的作用下，部分冷卻空氣進(jìn)入#2軸承左端作為軸承密封。其余的冷卻空氣在冷卻軸承隧道區(qū)后，由擴(kuò)壓段支柱中的另一個(gè)排至擴(kuò)壓段間，再由88BD1/2驅(qū)動(dòng)的離心風(fēng)機(jī)排至廠房外（見通風(fēng)系統(tǒng)）。第三個(gè)擴(kuò)壓段支柱內(nèi)的流道則通過#2軸承的進(jìn)油和回油管(見冷卻和密封空氣系統(tǒng))。

透平靜子

透平汽缸、排氣框架，以及安裝在氣缸上的透平噴嘴、復(fù)環(huán)，支承在排氣框架上的2號(hào)軸承和透平排氣擴(kuò)壓段共同組成透平靜子。

1.透平氣缸

透平氣缸控制復(fù)環(huán)和噴嘴的軸向和徑向位置，因此它控制著透平的間隙和噴嘴與透平動(dòng)葉的相對位置。

2.透平噴嘴燃?xì)馔钙接?*噴嘴，它們引導(dǎo)經(jīng)過膨脹的高速燃?xì)饬飨蛲钙絼?dòng)葉，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)。由于通過噴嘴時(shí)的高壓降，在內(nèi)外側(cè)都有氣封以防止由泄露引起的系統(tǒng)能量損失。這些噴嘴在熱氣流中工作，它們除了承受燃?xì)鈮毫ω?fù)荷外，還要承受巨大的熱應(yīng)力。

**噴嘴全部有空氣冷卻，其冷卻結(jié)構(gòu)采用薄膜冷卻（在氣道的表面處）、沖擊冷卻和對流冷卻（在葉片和側(cè)壁范圍內(nèi)）的復(fù)合冷卻。第**噴嘴的冷卻通道只有對流冷卻。

來自壓氣機(jī)出口的冷卻空氣，經(jīng)過燃燒室過渡段周圍的空腔引入，流入第一級(jí)噴嘴的持環(huán)，再流入第一級(jí)噴嘴內(nèi)部的冷卻通道，在冷卻噴嘴后，從噴嘴葉片的尾緣小孔中排至主燃?xì)饬髦腥ァＴ趬簹鈾C(jī)第13級(jí)抽氣進(jìn)入第二級(jí)噴嘴持環(huán)去冷卻第二級(jí)噴嘴，壓氣機(jī)第9級(jí)抽氣進(jìn)入第**噴嘴持環(huán)去冷卻第**噴嘴。流入第二級(jí)噴嘴的空氣在冷卻葉片后，有一部分從葉片尾緣的小孔中排至主燃?xì)饬鳎�另一部分則從噴嘴內(nèi)環(huán)前端的小孔流出，去冷卻第一級(jí)葉輪的出氣側(cè)和第二級(jí)葉輪的進(jìn)氣側(cè)。

3.隔板氣封

連接在第二級(jí)和第**噴嘴段內(nèi)徑處的是噴嘴隔板。這些隔板阻止流過噴嘴內(nèi)壁和轉(zhuǎn)子的空氣泄漏。4.復(fù)環(huán)

與壓氣機(jī)葉片不一樣，透平動(dòng)葉葉尖不是直接相對于一個(gè)完整的機(jī)加氣缸面旋轉(zhuǎn)，而是相對于被稱為復(fù)環(huán)的環(huán)形弧段。復(fù)環(huán)的最主要的功能是為減少葉尖間隙泄漏而提供一個(gè)圓柱形面。其次的功能是在熱燃?xì)夂洼^冷的氣缸之間提供一個(gè)高熱阻。

5.排氣框架和擴(kuò)壓段軸承

燃?xì)廨啓C(jī)機(jī)組有兩只軸頸軸承用以支撐燃?xì)廨啓C(jī)轉(zhuǎn)子。有一只推力軸承以保持轉(zhuǎn)子與靜子的軸向位置，燃?xì)廨啓C(jī)蒸汽輪機(jī)和發(fā)電機(jī)公用一只推力軸承。這些軸承和密封被裝進(jìn)兩個(gè)軸承座中：一在進(jìn)氣端，另一個(gè)在排氣框架中心線上。

擴(kuò)展閱讀：9FA燃機(jī)介紹

美國GE公司于二十世紀(jì)八十年代中期投入了大量資金，進(jìn)行F型燃?xì)廨啓C(jī)的開發(fā)研制，主要是將飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的先進(jìn)技術(shù)和部件移植到工業(yè)和發(fā)電用燃?xì)廨啓C(jī)上，從而使其性能大幅度提高。GE公司于1987年制成了首臺(tái)60Hz的MS7001F型燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組，輸出功率135.7MW，發(fā)電效率32.8%。接著，GE公司與GECAlsthom公司聯(lián)合開發(fā)，通過MS7001F型燃?xì)廨啓C(jī)的�；�放大，�；�系數(shù)1.2，制成了50Hz的MS9001F型燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組，輸出功率212.2MW，發(fā)電效率34.1%。其燃?xì)廨啓C(jī)的所有部件，除軸承和燃燒室以外，都是按1.2的比例進(jìn)行�；�放大。第一臺(tái)MS9001F型燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組于1991年8月在美國南卡羅萊納州的格林維爾（Greenville）廠制造成功并滿意地運(yùn)行,接著GE公司又將其MS7001FA型燃?xì)廨啓C(jī)�；�縮小，模化比2/3，于1995年末研制成70MW等級(jí)的MS6001FA型燃?xì)廨啓C(jī)，通過齒輪箱減速，用于50Hz/60Hz發(fā)電。GE公司還與其意大利的伙伴新庇隆公司聯(lián)合開發(fā)了50Hz的9EC型燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組，該機(jī)組結(jié)合了9E燃?xì)廨啓C(jī)的設(shè)計(jì)和9F型燃?xì)廨啓C(jī)的透平段技術(shù)，使9E型燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組的性能有了較大幅度的提高。燒天然氣時(shí)，9EC型機(jī)組的額定功率達(dá)169MW，發(fā)電效率35%，首臺(tái)9EC型發(fā)電機(jī)組于1996年秋天制成。

9F型燃?xì)廨啓C(jī)的結(jié)構(gòu)和性能1．9FA型燃?xì)廨啓C(jī)的結(jié)構(gòu)該機(jī)組為典型的單軸結(jié)構(gòu)，與傳統(tǒng)的9E型燃?xì)廨啓C(jī)相比較，省去了一個(gè)中間軸承，三支承變成了雙支承。動(dòng)力輸出由透平排氣端（熱端）改變?yōu)閴簹鈾C(jī)進(jìn)氣端（冷端）。透平改變?yōu)檩S向排氣，有利于與余熱鍋爐的連接。其控制系統(tǒng)應(yīng)用GE公司的SpeedtronicMKV，有三冗余度，由3臺(tái)計(jì)算機(jī)分擔(dān)燃?xì)廨啓C(jī)的控制職能，三冗余的計(jì)算機(jī)或傳感器之一發(fā)生故障時(shí)，內(nèi)部的表決邏輯將透平控制重新定向于兩臺(tái)能工作的計(jì)算機(jī)和傳感器，因而有較高的可靠性。其輔機(jī)安裝在分開的底盤上，也有一定的冗余度。9FA型燃?xì)廨啓C(jī)主要部件的結(jié)構(gòu)、性能和材料的情況如下：壓氣機(jī)：18級(jí)軸流式，壓比15.4∶1，空氣質(zhì)量流量645kg/s。頭兩級(jí)為跨音速級(jí)，帶可調(diào)進(jìn)口導(dǎo)葉，用于調(diào)節(jié)透平的排氣溫度，提高運(yùn)行效率。第9級(jí)和第13級(jí)開有排氣口，以配合起動(dòng)過程。其轉(zhuǎn)子是由單個(gè)葉輪用多根IN738合金鋼軸向拉桿連接成的剛性轉(zhuǎn)子，末級(jí)葉輪上附有一向心式透平槽道，將壓縮空氣引入中心孔，用于透平段的冷卻。轉(zhuǎn)子的一階臨界轉(zhuǎn)速高于同步轉(zhuǎn)速20%。燃燒室：有18個(gè)逆流管環(huán)形燃燒室，直徑350mm，每個(gè)燃燒室有6個(gè)燃料噴嘴，共108個(gè)燃料噴嘴�？蔁�天然氣、蒸餾油和中熱值氣體燃料。兩只高能點(diǎn)火器分裝在兩個(gè)燃燒室上點(diǎn)火，各燃燒室之間用聯(lián)餡管聯(lián)餡�？梢宰⒄羝�或注水抑NOx的形成，或應(yīng)用干式低NOx（DLN）燃燒室。9FA采用的DLN-2.6燃燒室主要由火焰筒、過濾段、導(dǎo)流襯套、帽罩、噴嘴、端蓋、前外殼和后外殼等部件構(gòu)成。其中，端蓋、噴嘴、前外殼和帽罩又形成了一個(gè)可以單獨(dú)拆卸的頭部組件。壓縮空氣由壓氣機(jī)的排氣缸流出，首先對過濾段形成沖擊冷卻，再逆流向前，流過火焰筒與導(dǎo)流襯套之間的環(huán)形空間，流向燃燒室頭部。其中，有少量空氣用于冷卻帽罩，其余空氣經(jīng)噴嘴上的旋流器進(jìn)入頭部的預(yù)混區(qū)，與由燃料噴管噴出的燃料氣進(jìn)行預(yù)混合，燃料/空氣混合物由預(yù)混區(qū)經(jīng)帽罩流入火焰筒，被置于2個(gè)上部燃燒室上的高能點(diǎn)火器點(diǎn)燃，火焰附著在噴嘴尖端與帽罩形成的平面上，并被火焰筒包容，燃燒產(chǎn)物經(jīng)過渡段進(jìn)入透平第一級(jí)噴嘴環(huán)。各燃燒室之間用聯(lián)焰管連接，未安裝點(diǎn)火器的燃燒室靠聯(lián)焰管聯(lián)焰而著火。每個(gè)燃燒室外的頭部均布置了6個(gè)預(yù)混噴嘴，其中5個(gè)噴嘴均布于四周，稱為外圍噴嘴。但在其中央增加了一個(gè)噴嘴。這樣，當(dāng)周圍的5個(gè)燃燒器的燃料/空氣比維持高于其貧著火極限時(shí)，可以使中央燃燒器的燃料/空氣比低于周圍的貧著火極限，同樣可以保持火焰的穩(wěn)定。由于增加了中央燃燒器，使總?cè)剂?空氣比可以比均勻地供燃料的燃燒器減到更低的數(shù)值，從而使總預(yù)混空氣量增加了6%，因而，降低了燃燒區(qū)的火焰溫度，減少了熱NOx的產(chǎn)生量.透平：為3級(jí)軸流式，應(yīng)用壓氣機(jī)的排氣冷卻。第1、2級(jí)動(dòng)葉應(yīng)用空氣內(nèi)冷，并采用真空等離子噴涂保護(hù)涂層。第3級(jí)動(dòng)葉不冷卻，但應(yīng)用堆積涂層保護(hù)。第1級(jí)動(dòng)葉無圍帶，第2、3級(jí)動(dòng)葉應(yīng)用整體的乙形圍帶。3級(jí)靜葉都應(yīng)用空氣內(nèi)冷，第1、2級(jí)靜葉設(shè)計(jì)成2葉片塊結(jié)構(gòu)，應(yīng)用真空等離子噴涂合金保護(hù)涂層。第3級(jí)靜葉設(shè)計(jì)成三葉片塊結(jié)構(gòu)，應(yīng)用堆積涂層保護(hù)軸承：由拉桿組裝的整體轉(zhuǎn)子支承在兩個(gè)可傾瓦支持軸承上，軸向推力由雙銷軸推力瓦軸承自行平衡。排氣：排氣缸應(yīng)用加長的軸向擴(kuò)壓器，減小了排氣速度。降低了排氣損失。材料和涂層：壓氣機(jī)的1～9級(jí)動(dòng)葉和靜葉以及進(jìn)口導(dǎo)葉的材料為C-450（Custom450），這是一種抗腐蝕的不銹鋼，可以不加保護(hù)涂層安裝在受化學(xué)侵蝕的環(huán)境中。其它級(jí)的葉片應(yīng)用加鈮的AISI403不銹鋼，同樣不加保護(hù)涂層。氣缸用球墨鑄鐵鑄造。葉輪用CrMoV鋼和NiCrMoV鋼制造。燃燒室外的火焰筒由HastelloyX制造，后段應(yīng)用HS-188材料，內(nèi)表面加隔熱涂層。過渡段材料為Nimonic263，帶冷卻。后座為鑄造的FSX-414。外殼為SA/516-55鋼。透平的**動(dòng)葉都應(yīng)用GTD-111材料，它是由Rene80改進(jìn)了抗熱腐蝕性能而形成的，與常用的U-500材料比較，其強(qiáng)度提高了50%，低周疲勞性能改進(jìn)了20%。動(dòng)葉為精密鑄造，第一級(jí)動(dòng)葉為定向結(jié)晶，頭兩級(jí)動(dòng)葉應(yīng)用了CoCrAly涂層，外面再復(fù)以氧化物表層。第3級(jí)動(dòng)葉采用堆積工藝的高鉻涂層，并進(jìn)行了擴(kuò)散熱處理。氣缸由CrMo鋼制造。軸和葉輪都是Inconel706合金。第1級(jí)噴嘴是熔模燒鑄的FSX-414鈷基超級(jí)合金。第2、3級(jí)靜葉為熔模燒鑄的GTD-222鎳基合金。第1級(jí)噴嘴加真空等離子噴涂涂層，第2級(jí)靜葉加堆積工藝涂層。氣缸由SA/516-55鋼制造，再加347不銹鋼內(nèi)襯。燃?xì)廨啓C(jī)、輔機(jī)組件和內(nèi)部連接組件都有完全配套的罩殼，其中裝有照明系統(tǒng)、插座、CO2滅火保護(hù)系統(tǒng)、出入門、通風(fēng)系統(tǒng)和隔音層，隔音層和消音設(shè)施根據(jù)需要使用，可以滿足1m處噪聲等級(jí)85dBA的要求。9F燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組還備有一電氣設(shè)備控制室，該外箱中裝有MarkVSpeedtronic透平控制盤、發(fā)電機(jī)控制盤、馬達(dá)控制中心、帶雙充電器的機(jī)組蓄電池和勵(lì)磁系統(tǒng)。所有電氣設(shè)備都是在工廠內(nèi)組裝，并加PEECCTM（快裝電氣設(shè)備控制室）標(biāo)簽。9F燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組應(yīng)用GE公司的324S型發(fā)電機(jī)，用剛性聯(lián)軸器連接到燃?xì)廨啓C(jī)的壓氣機(jī)進(jìn)氣端。這是一種氫冷發(fā)電機(jī)。有一套低速盤車設(shè)備連接到發(fā)電機(jī)的集流環(huán)端。進(jìn)口空氣過濾器一般布置在發(fā)電機(jī)上面，其濾芯水平安裝。該過濾器為“自潔型”，脈沖反吹下來的灰塵依靠重力排出。整個(gè)進(jìn)氣系統(tǒng)的額定壓降為89mmH2O。此外，還有一套壓氣機(jī)水洗設(shè)備，能夠離線或在線清洗壓氣機(jī)，以清除積垢，減少堵塞，保持壓氣機(jī)的效率接近新機(jī)狀態(tài)。9F型燃?xì)廨啓C(jī)連同底盤的凈重約299噸，連同罩殼的體積約870m3。

9FA燃機(jī)的啟動(dòng)和運(yùn)行（S209FA）聯(lián)合循環(huán)電廠的起動(dòng)是從燃?xì)廨啓C(jī)開始，燃?xì)廨啓C(jī)是將發(fā)電機(jī)用作電動(dòng)機(jī)起動(dòng)的，電網(wǎng)的供電經(jīng)變頻器轉(zhuǎn)變成變頻電源，用來驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)。在起動(dòng)程序開始之前，循環(huán)水系統(tǒng)、冷卻塔、閉路冷卻水系統(tǒng)和壓縮空氣系統(tǒng)等輔機(jī)系統(tǒng)先投入運(yùn)行。當(dāng)燃?xì)廨啓C(jī)達(dá)到10%額定轉(zhuǎn)速時(shí)，供入燃料氣并開始點(diǎn)火，使燃?xì)廨啓C(jī)加速直到自持轉(zhuǎn)速。這時(shí)，關(guān)斷供向發(fā)電機(jī)的變頻電源，燃?xì)廨啓C(jī)繼續(xù)加速。燃?xì)廨啓C(jī)起動(dòng)后不久，透平的排氣便開始加熱余熱鍋爐。余熱鍋爐沒有燃?xì)廨啓C(jī)的排氣旁通煙囪，也不供應(yīng)輔助蒸汽，所以，整個(gè)系統(tǒng)必須同時(shí)起動(dòng)。最初，余熱鍋爐產(chǎn)生的蒸汽通過排汽管和疏水管泄放。當(dāng)主蒸汽壓力達(dá)到某一數(shù)值時(shí)，汽輪機(jī)的密封可以起作用，凝汽器的抽氣機(jī)起動(dòng)，在凝汽器中建立真空。一旦凝汽器中建立了真空，從余熱鍋爐向凝汽器的排汽閥便可打開，汽輪機(jī)可以開始暖機(jī)。根據(jù)余熱鍋爐和汽輪機(jī)允許的暖機(jī)速率，燃?xì)廨啓C(jī)可以同步和帶到選擇的負(fù)荷。汽輪機(jī)的工況跟隨余熱鍋爐的輸出而變，節(jié)流以維持一不變的蒸汽壓力，帶到80%負(fù)荷以后，再滑壓力升至100%負(fù)荷。每一臺(tái)發(fā)電機(jī)配一臺(tái)升壓變壓器，所發(fā)電力通過升壓變壓器，連接到附近的一變電所，并入電網(wǎng)。正常運(yùn)行時(shí)，電力負(fù)荷通過調(diào)節(jié)燃?xì)廨啓C(jī)的燃燒速率來調(diào)整，汽輪機(jī)跟隨燃?xì)廨啓C(jī)變負(fù)荷。當(dāng)汽輪機(jī)跳閘時(shí)，余熱鍋爐產(chǎn)生的蒸汽通過一系列減溫減壓站排向凝汽器，允許燃?xì)廨啓C(jī)繼續(xù)運(yùn)行。如果事故的情況允許汽輪機(jī)再起動(dòng)，一臺(tái)燃?xì)廨啓C(jī)將回調(diào)負(fù)荷，并完成汽輪機(jī)的再起動(dòng)。如果汽輪機(jī)不能再起動(dòng)，燃?xì)廨啓C(jī)可以繼續(xù)按需要發(fā)電，余熱鍋爐所產(chǎn)生蒸汽的能量通過凝汽器排向循環(huán)水系統(tǒng)。

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