GB/T 10489-2009 轻型燃气轮机通用技术要求

ICS27.040

K56OB

中华人民共和国国家标准

GB/T10489—2009

代替GB/T10489—1989

轻型燃气轮机通用技术要求

Generalrequirementsforaero-derivativegasturbines

2009-04-13发布2010-01-01实施

发布

GB/T10489—2009

目次

前言ni

i范围1

2规范性引用文件1

3术语和定义1

4标准参考条件1

5试验用燃料2

6运行方式2

7额定性能2

8控制和保护3

9燃料6

10环境7

11询价或招标时需方应提供的技术资料9

12报价或投标时供方应提供的技术资料10

附录A（规范性附录）安全措施14

附录B（资料性附录）关于燃料的补充资料15

附录C（资料性附录）维护19

参考文献21

T

GB/T10489—2009

-1.Z-—1—

刖弓

本标准是对GB/T10489—1989«轻型燃气轮机通用技术要求》的修订。与GB/T10489—1989相

比，主要修改内容如下：

——增加了标准的前言；

——补充了术语和定义内容；

——重新规定了轻型燃气轮机压气机进气条件和排气条件；

——删除了部分条款中与轻型燃气轮机无关的内容；

——重新确认了引用标准的有效件；

——对名词术语进行了统一调整。

本标准自实施之日起代替GB/T10489—1989O

本标准的附录A为规范性附录，附录E和附录C为资料性附录。

本标准由中国机械工业联合会提出。

本标准由全国燃气轮机标准化技术委员会(SAC/TC259)归口。

本标准起草单位：中国航空工业第一集团公司沈阳发动机设计研究所、上海发电设备成套设计研究

院、上海闸电燃气轮机发电厂、中国航空动力机械研究所、上海汽轮机有限公司、东方汽轮机有限公司、

中国航空综合技术研究所、南京燃气轮机研究所、天津滨海电力有限公司。

本标准主要起草人:李孝堂、沈邱农、范邦楼、王伟生、崔耀欣、赵世全、张华、涂庆国、沈国强。

本标准所代替标准的历次版本发布情况为：

——GB/T10489—1989O

ni

GB/T10489—2009

轻型燃气轮机通用技术要求

1范围

本标准为供需双方洽谈采购轻型燃气轮机及辅助设备提供性能、环境、安全、燃料及其他方面的技

术资料。

本标准适用于发电和机械驱动用的开式循环的轻型燃气轮机，是供需双方进行技术协商的依据。

2规范性引用文件

下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有

的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究

是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。

GB/T10491轻型燃气轮机成套设备噪声值及测量方法

GB/T11369轻型燃气轮机烟气污染物测量

GB/T14100燃气轮机验收试验

GB/T15135燃气轮机词汇（GB/T15135—2002,ISO11086：1996,MOD

3术语和定义

GB/T15135所确立的以及下列术语和定义适用于本标准。

3.1

轻型燃气轮机aero-derivativegasturbines

航空派生（衍生）型燃气轮机

以航空涡轮发动机为基础改型、发展派生而成的非航空用途的燃气轮机。

3.2

轻型燃气轮机成套设备aero-derivativegasturbinesturnkeyinstallation

包括轻型燃气轮机动力装置、负载和确保其正常运行的设备，以及其他完善其使用效能、控制其对

环境影响所需的各种设备。

3.3

慢车转速idlespeed

给定的轻型燃气轮机可以稳定运行并由它开始加速和停机的转速。

4标准参考条件

4.1压气机进气条件

压气机进口法兰处（或压气机进气喇叭口处）：

总压101.3kPa；

总温15°C；

相对湿度60%,除采用中间冷却或喷水冷却外，湿度的影响一般可以忽略。

4.2排气条件

动力涡轮排气部件出口法兰处（如采用回热循环，则在回热器出口处）的静压为101.3kPao

4.3冷却水条件

当采用水冷却工质吋，则入口处水温取为15J

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4.4工质加热器或冷却器的空气条件

当工质加热器或冷却器的周围介质是空气时,其标准参考条件为：

总压101.3kPa；

总温15°C。

注：本标准涉及的功率、热效率、热耗率是根据本章节条件确定的。

5试验用燃料

如果轻型燃气轮机试验用的燃料与供需双方协议规定的日常运行所用的燃料［见11.7a］不同时，

须经供需双方协商。

6运行方式

6.1一般要求

除由供需双方专门商定的特殊应用情况外，发电用轻型燃气轮机的运行方式应根据6.2中规定的

某一种工作类型和6.3中规定的某一种年平均起动次数等级组合起来共同规定（其他用途的轻型燃气

轮机的运行方式由供需双方商定）。

例如,Bn（B类、u级）是指每年运行时间不超过2000h和每年的起动次数不超过500次。

供方应根据需方提出的运行方式和运行要求，提出必要的检查和维修的种类、次数和等级

（见12.1.3）。

6.2工作类型

A类:在备用尖峰负荷额定功率下，每年运行时间不超过500h；

B类：在尖峰负荷额定功率下，每年运行吋间不超过2000h；

C类：在半基本负荷额定功率下，每年运行时间不超过6000h；

D类：在基本负荷额定功率下，每年运行吋间不超过8760h。

6.3起动次数等级

I级:平均每年起动超过500次；

U级:平均每年起动不超过500次；

DI级:平均每年起动不超过100次；

用级:平均每年起动不超过25次；

V级:在规定的时间内连续运行，没有为检查和/或维修而进行计划停机。

7额定性能

7.1总则

采用标准参考条件是为了统一评定轻型燃气轮机性能。轻型燃气轮机的输出功率在给定的涡轮进

口温度下，一般与大气压力成正比，并与进气温度有关。同样，在给定的进气温度和大气压力下，输出功

率与涡轮进口温度有关。

由于轻型燃气轮机的运行方式不同，以及在设计主要部件吋采用的准则也不一定相同，因此有不同

额定性能的规定方式。标准额定性能不计及进口和出口的总压损失，而现场额定性能必须考虑这些压

力损失。

轻型燃气轮机额定性能可按下列所用的燃料低热值加以确定：

a液体燃料42000kj/kg；

b气体燃料（100%甲烷）50000kj/kgo

无论是气体或液体燃料,其低热值均在压力为101.3kPa,温度为15€条件下确定的。

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7.2标准额定性能

7.2.1供方应提供第6章中规定的尖峰负荷（B类、H级）和基本负荷（D类、IV级）的额定功率，并提供

相应的检查和维修的工作内容。

7.2.2当运行吋的大气条件偏离标准参考条件时，轻型燃气轮机的额定功率按供方提供的规定技术文

件进行验收。

7.2.3轻型燃气轮机（燃气发生器）在大修间隔期内的后期，由于进、排气阻力增加和各有关部件效率

的降低，性能允许下降，但不得超过合同规定值。

7.3现场额定性能

轻型燃气轮机的现场额定性能规定如下：

a发电装置：在发电机输出端测出的电功率并按GB/T14100规定的辅机功率进行修正后的净

电功率。

b机械驱动装置：对于不是直接由轻型燃气轮机驱动的所有辅机功率进行修正后的净机械功

率,应符合GB/T14100的规定。

现场额定功率都应根据指定的现场条件（大气压力、温度、进气损失、排气损失等）及准备投入使用

的运行方式而定。低温条件下的额定功率不应超过极限功率。

轻型燃气轮机动力装置如增加余热冋收装置，其性能和参数的变化范围应经供需双方协商确定。

单独提供燃气发生器吋，供方应提供实测的气体功率参数或相应的性能参数。

7.4起动可靠性

用连续起动的成功次数来判断。根据不同的用途,起动次数可由合同双方具体商定。

8控制和保护

&1起动

&1.1手动起动

要求操作者手动起动辅助设备并逐步完成起动控制程序（带转、清吹、点火、供给燃料等）达到慢车

转速。

&1.2半自动起动

可以手动起动辅助设备，并且操作者只用一个动作就使轻型燃气轮机自动完成全套的起动控制程

序，达到慢车转速。

&1.3自动起动

操作者只用一个动作就使轻型燃气轮机自动完成辅助设备起动和全套控制程序，达到慢车转速。

&2加负荷

可以用手动、半自动或自动的方式逐渐地加负荷，使轻型燃气轮机达到规定的功率值。自动加负荷

可以直接跟在起动程序之后进行，无须附加其他动作。

在任何一种加负荷方式下，为了暖机的需要，在给定负荷下应有停留吋间。

如果发电机组在加负荷前需同步并网，也可用手动或自动方式完成。

&3清吹

当轻型燃气轮机使用气体燃料时,起动控制系统应保证在点火前有一个能充分进行自动清吹的阶

段（不管是手动起动、还是自动起动），使轻型燃气轮机排出的气体至少三倍于整个排气系统的容积。

&4停机

&4.1正常停机

&4.1.1发电用轻型燃气轮机

停机可以用手动、半自动或自动方式完成。其操作程序如下：

a在同步转速下，有控制地卸负荷到零输出；

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b断开发电机断路器、磁场断路器；

c适当冷机，降到慢车转速；

d切断燃料供给；

e停掉与盘车无关的辅助设备；

f如需要，进行盘车；

g停掉其余的辅助设备，如滑油泵；

h恢复到准备起动状态。

&4.1.2机械驱动用轻型燃气轮机

停机可以用手动、半自动或自动方式完成。其操作程序如下：

a有控制地卸负荷到最小负荷状态；

b将被驱动的装置与所连接的系统分隔开；

C）适当冷机，降到慢车转速；

d切断燃料供给；

e停掉与盘车无关的辅助设备；

f如需要，进行盘车；

g停掉其余的辅助设备，如滑油泵；

h恢复到准备起动状态。

&4.2紧急停车

&4.2.1紧急停车必须能手动操作，同吋也必须能由保护系统自动控制。两种方式均必须能直接关闭

燃料截止阀，切断对轻型燃气轮机的燃料供给。

&4.2.2除另有规定外，在紧急停车吋，应自动将被驱动的装置与所连接的系统分隔开，以防止电机逆

功率发生或负荷介质倒流。

&4.2.3停车时如有必要可操纵排空阀以释放储存的能量，

&4.2.4如需要，则应连续进行正常的盘车和停车程序。对装有自动再起动装置的机组，应采取措施

防止不经手动复位就自行再起动。

&5燃料控制

燃料供应按照一个可控开环程序进行，它应由涡轮温度或其他保护装置进行越限控制。

&6恒速

对于恒速运行的轻型燃气轮机（特别是必须进行同步调节的轻型燃气轮机）必须安装感受输出轴转

速的调速器。调速器在空载时可以改变转速的范围是额定转速的95%〜105%。如果需方另有要求，

可与供方商定。

机组作并列运行时，通过遥控操纵调速器应能使机组在40s内从现场最大额定功率减少到零，具

体所需时间应由需方决定，以便与其他并列运行机组的调速器协调一致。

&7变速

对要求在一定转速范围内变速运行的轻型燃气轮机，应提供相应的控制设备。

&8调速器

轻型燃气轮机的调速器在所有稳定负荷工况下，应能把输出转速限制在105%额定转速范围之内。

在额定转速下运行吋，调速系统应能防止轻型燃气轮机在甩负荷瞬间达到安全切断转速。如果需方另

有要求，可与供方协商。

&9燃料调节阀

在轻型燃气轮机任何停机情况下，燃料调节阀应回到最小位置。

&10切断燃料供应

&10.1除燃料调节阀外，燃料控制系统应有独立的截止阀，使轻型燃气轮机在任何停机情况下，都能

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切断燃料供应。点火条件全部具备后截止阀方可打开。

&10.2对于发电用轻型燃气轮机，当燃料截止阀关闭时,应装有防止发电机逆功率的装置。在用于同

步调相吋，上述装置应不起作用。

&10.3燃用气体燃料的轻型燃气轮机，应设置排空阀，关闭燃料阀后，排空阀打开，以减少气体燃料漏

入轻型燃气轮机内可能引起的危险。

&11超速保护

为了防止在运行中出现超速破坏，在每个独立的轴系上都应配备超速保护装置。

&12超速保护装置的手动检查

应备有使操作者能对超速保护装置进行手动检查的机构。这种手动检查最好是在既不引起切断停

机,也不失去保护作用的条件下进行。

&13超速整定

超速保护装置应整定到在任何情况下甩负荷时轴系的飞升转速不超过制造厂规定的最大安全极限

转速。

&14飞升转速

在轻型燃气轮机中，特别是在多轴轻型燃气轮机中，某一轴系可能因甩负荷而需承受很大的加速

度。虽然超速保护装置已动作，但转速可能继续升高，其瞬吋转速可能比安全切断转速大。此吋轻型燃

气轮机应不经检查仍能正常工作，同时必须保证所有连接设备和用电气、机械或液压方式相连接的辅机

等，均能承受相应的超速。

&15附加超速保护

对于分轴轻型燃气轮机或带冋热器的轻型燃气轮机，可能需要附加超速保护，以防止机内贮存的热

量或大量的高压空气（或两者皆有）所造成的超速。

&16失火保护

应考虑设置一个在发生火警时切断燃料供应的装置.

&17熄火保护

应考虑设置熄火保护装置，当燃烧室内火焰熄灭时，应立即动作，切断燃料供应。

&18燃料系统的越限控制

燃料控制系统应包括一个越限控制装置，以防止转速、涡轮进口温度及扭矩超过规定值。

&19死区

在额定转速和任何输出功率时，死区不应超过额定转速的0.1%0

&20调速和燃料控制系统的稳定性

&20.1当轻型燃气轮机在任何输出功率运行时，调速和燃料控制系统应能稳定控制：

a轻型燃气轮机单独运行时的转速；

b轻型燃气轮机并列运行时的燃料供给量。

在某些情况下，可同吋控制a和b两项，也要求运行稳定。

&20.2调速和燃料控制系统工作稳定的条件为：

a轻型燃气轮机在持续负荷下单独运行吋，由调速和燃料控制系统所引起的转速持续波动的幅

度不超过额定转速的土0.12%；

b轻型燃气轮机在额定转速和规定功率下并列运行吋，由调速和燃料控制系统所引起的燃料供

给量的持续波动使输出功率产生变化的幅度不超过额定功率的±2%。

&21温度控制系统的稳定性

当轻型燃气轮机在环境条件一定的情况下以温度控制方式运行吋，温度和燃料控制系统应能稳定

地控制轻型燃气轮机的温度。

由温度和燃料控制系统所引起的轻型燃气轮机燃料供给的持续波动，使输出功率产生的变化不超

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过额定输出功率的6%,即可认为温度和燃料控制系统的工作是稳定的。

&22总系统的稳定性

当机组发生越限控制吋，可不受&20和&21中的稳定性规定的限制。

&23滑油系统

具有滑动轴承的轻型燃气轮机至少应配备两台由独立动力源驱动的滑油泵。当一台滑油泵提供的

滑油压力低于规定的安全值吋，另一台滑油泵应自动投入工作。此外，还应考虑应急情况下的润滑

措施。

&24轴承温度

具有滑动轴承的轻型燃气轮机应装有温度监测器。该温度监测器除可测量轴承温度和冋油温度

外，还能使报警装置和切断装置分别或同吋动作。

&25空气进口的压降和压力波动

进气系统的设计应考虑在特殊情况下如进气过滤器堵塞或结冰所造成的压降和因压气机的瞬时喘

振造成的非正常工作状况而引起的压力波动。

&26燃料泄漏

对燃料的泄漏应进行监测。

&27振动监测系统

如果需方要求，应提供适用的振动监测系统。

&28其他安全措施

附录A给出了投标阶段应加以考虑的其他安全措施方面的资料。

9燃料

9.1概述

轻型燃气轮机可用气体燃料或液体燃料，或两者同时共用，不论燃料切换与否，需方都应提供下列

资料：

9.1.1所用燃料的规格和化学分析资料，其中包括规定的杂质含量和燃料成分的变化范围。

9.1.2建议所用燃料的处理方法及其相应处理后的规范。

9.1.3当需要切换燃料吋，负荷和转速变换的条件、燃料切换的顺序以及其他有关的操作要求。

9.1.4如供方不能接受需方提出的燃料规格，则应将可接受的杂质极限和燃料成分变化范围通知

需方。

9.2气体燃料

9.2.1性质

气体燃料中含有液体成分对轻型燃气轮机是有危害的，因此燃料在进入喷嘴之前必须完全是气态。

为此，必须安装气液分离器或其他专用设备，如加热器等。

供方应将燃料中含固体粒子的允许数量及对燃料所要求的净化程度通知需方。

9.2.2腐蚀性介质

在气体燃料中，可能含有腐蚀性介质如：硫化氢、二氧化硫、三氧化硫、硫、碱金属、氯化物、一氧化碳

和二氧化碳等，在进行分析吋要特别注意其含量。

9.2.3热值

需方应将气体燃料的低热值或可以用来计算其热值的资料提供给供方。预计机组在运行吋，其热

值可能变化的范围和变化的速率由需方提出，以便供方配备适合轻型燃气轮机调节器所需的专用设备。

如果供方不能接受需方提供的燃料热值变化范围，则应将可接受的范围通知需方。

有关气体燃料热值的补充资料在附录B的表B.1中给出。

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9.2.4供气温度和压力

需方应把气体燃料温度和压力的波动幅值及变化周期提供给供方。如果供方不能接受这一变化范

围，则应将可接受的范围通知需方。

附录B中给出了气体燃料的补充资料。