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AE64.3A燃气轮机齿轮箱结构及轴系找中研究

王璐

【摘要】由于齿轮箱的引入,AE64.3A燃气轮机与重型燃气轮机轴系找中方法存在

不同.介绍了齿轮箱对燃气轮机-发电机组轴系特性的影响,基于齿轮箱结构特点和运

行状态进行分析,研究了AE64.3A燃气轮机-发电机组轴系找中方法,为带齿轮箱的

燃气轮机-发电机组轴系找中提供了参考.

【期刊名称】《热力透平》

【年(卷),期】2019(048)003

【总页数】5页(P196-199,204)

【关键词】AE64.3A;燃气轮机;齿轮箱;轴系找中

【作者】王璐

【作者单位】华电福新江门能源有限公司,江门529000

【正文语种】中文

【中图分类】TK14

天然气分布式能源具有利用率高，污染物排放小等诸多优点。“十二五”以来，国

家出台了一系列法律、法规、规划和标准等文件，并在政策方面积极扶持，为进一

步发展天然气分布式能源奠定了良好的基础。对于电功率为5MW以上的分布式

供能系统，燃气轮机作为原动机占据了较大的比例[1]。

应用于分布式能源系统中的燃气轮机，与重型燃气轮机相比，具有功率低、转速高

等特点，转速一般高于3000r/min，而发电机转速需要维持3000r/min。鉴于

上述情况，分布式能源系统的燃气轮机与发电机无法直接连接，需增设齿轮箱，以

匹配燃气轮机与发电机的转速。在重型燃气轮机-发电机组中，燃气轮机和发电机

之间通过中间轴连接，通过中间轴两侧的张口值进行轴系找中。随着齿轮箱的引入，

燃气轮机-发电机组轴系被分为高速轴部分(包括燃气轮机-中间轴-齿轮箱高速轴)和

低速轴部分(包括齿轮箱低速轴-发电机)，两部分轴系需要分别找中。

本文以使用AE64.3A燃气轮机的华电福新江门分布式能源站项目为例，介绍了齿

轮箱的相关结构及其对轴系和振动的影响，研究了带齿轮箱的燃气轮机-发电机组

轴系找中方法。

1AE64.3A燃气轮机简介

AE64.3A是安萨尔多公司一款小F等级燃气轮机，外观结构见图1，整体结构紧

凑，长、宽、高约为5.9m、3.1m、3m，质量约60.6t。华电福新江门分布式

能源站应用的国内首台AE64.3A燃气轮机性能详见表1，目前上海电气已经在燃

气轮机市场上推出新版AE64.3A燃气轮机，出力可达78MW，在国内市场上与

GE公司的6F.03型燃气轮机参数相当[2-3]。

图1AE64.3A燃气轮机外观结构

表1AE64.3A燃气轮机性能项目数值单机出力/MW75单机效率/%36.0气耗量

(标况)/(m3·-1)h约23000电网频率/Hz50或60NOx排放(标况)/(mg·m-3)50

燃气轮机启动时间/min25燃气轮机转速/(r·min-1)约5400注:表中数据是在

ISO工况下,燃用标准天然气时燃气轮机的性能指标,燃气轮机需配备齿轮箱

从表1中可以看出，AE64.3A燃气轮机转速为5400r/min，该转速无法与50

Hz发电机(对应转速3000r/min)直接匹配，通常的做法是在燃气轮机和发电机之

间增加齿轮箱进行变速。

2AE64.3A燃气轮机齿轮箱

2.1齿轮箱参数与结构

AE64.3A燃气轮机配备的齿轮箱形式为单级变速齿轮箱，齿轮结构为人字齿，人

字齿轮具有承载力强、工作平稳、轴向力小等优点[4]。齿轮箱具体参数及描述见

表2。

齿轮箱内部共有2根轴——高速轴(小齿轮)和低速轴(大齿轮)。其中高速轴与燃气

轮机转子相连，低速轴与发电机转子相连。图2显示了齿轮箱上半箱体打开时的

结构。高速轴和低速轴各有两个径向轴承支撑，每个轴承配备两个电涡流传感器测

量轴振，在外缸上配备两个位移传感器，测量缸体振动。在高速轴与低速轴两侧的

缸体上各开了一个人孔，用于目视检查齿轮的状态。在轴系对中后启机前以及满负

荷运行后，分别需要检查齿轮啮合状况，这时需要打开两侧的人孔盖，检查齿轮的

啮合状态是否满足设计要求。

表2AE64.3A齿轮箱参数及描述项目描述功率/MW85高速轴转速/(r·min-1)约5

400低速轴转速/(r·min-1)3000速比约1.8总质量/t约20润滑油牌号ISOVG