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2 H级燃机主要结构介绍
转子结构:H级燃机延用西门子V系列燃机转子设计理念,通过中心拉杆把端面带Hirth齿的压气机动叶轮盘、中空轮盘和透平动叶轮盘拉紧而成,该设计能够确保转子在所有运行工况下的整体刚性、扭矩传递和热膨胀三者互不干扰。采用此设计的近800台西门子燃机已累计了近1650万当量运行小时数验证。
压气机:H级燃机的压气机是在原西屋W501F型燃机压气机设计的基础上改进而得,共13级,具有大压缩比、大空气流量、高效率等特点。压气机前几级叶片采用可控扩压叶型(CDA)设计,其它压缩级叶片采用高性能叶型(HPV)设计。由于压气机采用进口导叶加前三级静叶可调设计,其空气流量调节范围增大为50%~100%,而F级燃机的流量调节范围约为70%~100%,因此H级燃机部分负荷性能较仅 F级燃机有所提高。压气机所有13级静叶分装在4个不同的静叶持环上,这样无须起吊转子就能实现静叶更换。
燃烧室:H级燃机燃烧室是在原西屋W501F的环管型燃烧室基础上开发而成的,西门子称之为平台燃烧系统(Platform Combustion System,简称 PCS),环管型燃烧器在W501F上累计运行了800万小时,与环形燃烧室相比具有更高的可靠性和运行灵活性。50Hz和60Hz燃机采用同样尺寸的燃烧室,由于50Hz 燃机尺寸是60Hz燃机尺寸的1.2 倍,因此50Hz燃机使用了16个燃烧室,而60Hz燃机只使用了12 个燃烧室。
透平:H级燃机透平采用4级动、静叶设计。在透平叶片的冷却设计上摒弃了原西屋W501G采用的蒸汽、空气组合冷却技术,采用前三级叶片全空冷,第四级叶片无冷却的方案,提高了机组操作灵活性并缩短启动时间。透平四级叶片的叶型设计仍采用全三维设计技术,第四级动叶叶顶采用了围带,提高了每级叶片的级效率和透平整体效率。叶片材料上第一、二级叶片采用定向结晶材料和改进型隔热涂层技术。四级静叶全部装在一个静叶持环上,这样无须起吊转子就能实现静叶更换;第一级动、静叶可以通过燃烧室来拆装而无须起吊透平外缸,这种设计大大缩短燃机检修时间。西门子SGT5-8000H超重型燃气轮机的涡轮叶片,其要承受超过1500°C的高温,超过了GE90涡扇航空发动机与F404喷气发动机的涡轮进口温度。
3 西门子燃机总装过程
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