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Siemens公司生产的工业型燃气轮机的结构分析

Siemens公司的工业型燃气轮机是由KWU公司开发的。燃气轮机的设计始

于1948年；1954年制造出t*＝1000℃的水冷式燃气轮机的原型机；1960年投

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运了8MW的高炉煤气燃气轮机；1961年投运了25MW的燃气轮机；1964年调

试了70MW的完全补燃式的燃气－蒸汽联合循环；1971年投运了52MW的V93

型燃气轮机的原型机；1974年投运了90MW的V94型燃气轮机的原型机；1984

年应用V94.2型114MW的燃气轮机组成750MW的完全补燃式的联合循环；1990

年开发了Siemens公司第一台60Hz的燃气轮机——103MW的V84.2机组；1990

年V94.2型燃气轮机的功率已增至138MW，并采用超低NO的混合燃烧器，使

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机组的NO排放量(体积分数)低于9X10-6；1990年又开发了第三代燃气轮机

x

——53MW的V64.3机组，进而研制了V94.3型、V84.3型机组。1994年启动了

第一台170MW的V84.3A机组，并以此机组为母型，发展成为240MW的V94.3A

机组和70MW的V64.3型机组。目前，Siemens公司生产的50Hz的燃气轮机有：

V94.2、V94.3、V64.3、V94.3A和V64.3A几种，它们的功率和性能参数见第2

章表2-3。其中A型机组是环型燃烧室，只能燃用天然气和轻质液体燃料，尚不

能燃用低热值煤气。

图7-19上给出了V94.3型机组的纵剖面图。实际上V94.3A和V64.3A型机

组与V84.3A者相似，它们的模化倍率是：V94.3A:V84.3A:V64.3A＝1.2:1:0.67。

图7-19V94.3型燃气轮机的纵剖面图

实际上，以上五种机型的总体结构，除了燃烧室外，彼此是非常相似的。这

些机组的结构特点是：

（1）它们也都是整体结构型式。

（2）这五种机型都是在压气机的冷端输出功率的，这样，可以使燃气透平

的排气扩压器直接与余热锅炉联接，排气是轴向的，流阻损失较小。

（3）它们都是双轴承支承方案。

（4）图7-20中给出的是Siemens公司生产的燃气轮机中压气机与燃气透平

转子的总体结构图，它也是盘鼓式的转子结构，但是只用一根中心拉杆，通过各

轮盘外缘压紧面处的端面齿，来对中、压紧和传递转矩的。采用这种固紧方式的

优点是：各轮盘之间不再需要定位止口，工作时各轮盘因温度不同而热膨胀不一

致时，两轮盘之间的端面齿处可以相互滑动，自动对中，并减少了相互之间的作

用力。端面齿与中心拉杆配合使用时，转子的装拆甚为方便。但是端面齿的加工

精度要求高，制造较难。显然，这种转子结构具有质量轻，刚性和强度都好的特

点，同时便于快速起动。

1-压气机转子2-多排可调的压气机静叶3-端面齿4-轮盘5-有空气冷却的燃气透平的进气壳体

6-燃气透平的转子7-排气扩压器8-中心拉杆

图7-20中心拉杆的盘鼓式转子结构

（5）Siemens公司生产的单轴发电用燃气轮机压气机的参数如表7-3所示。

表7-3Siemens公司某些单轴发电用燃气轮机压气机的参数

机型

V94.2V94.3V64.3V94.3AV64.3A

项目

压气机级数1717171515

压缩比11.116.616.116.616.1

空气流量/kg.s-1513.93623.