1.2.3 乌克兰透平发电机组基本结构
1.2.3.1 燃气轮机的基本结构
燃气轮机主要由压气机、燃烧室和透平三大部件及五大支持系统组成。透平与压气机、负载的不同连接方式，使得燃气轮机在结构设计上分成单轴、分轴、套轴、三轴等轴系结构。燃气轮机在发展过程中分轻型结构和重型结构，轻型结构又分航改型和工业型结构，涠州终端所使用的两台中国船舶重工集团公司第七○三研究所研制的UGT6000机型属于工业型机组，现将其三大部件及五大支持系统介绍如下：
1.2.3.2 燃气轮机的三大部件
（1）压气机
作为燃气轮机的三大部件之一的压气机，其主要功用是提高工质（气体）的压力。压气机性能的好坏是影响整个燃气轮机性能的重要因素之一。
低压压气机用于压缩空气并将压缩空气供给高压压气机。低压压气机为轴流式，8级，由以下装配单元组成：外流罩、内流罩、转接件、承载锥体、前机匣、低压压气机机匣、安装在前支撑和后支撑的低压压气机转子。
高压压气机用于压缩从低压压气机排出的空气并供给燃烧室。高压压气机8级，由以下装配单元组成：过渡段、中央传动装置、高压压气机机匣、高压涡轮转子、扩压器。过渡段用于保证向高压压气机平稳供气，以及用于在其上安装带有滑动止推轴承的低压压气机转子后支撑和高压压气机转子前支撑。过渡段由外壁和内壁组成，内外壁连接低压压气机出口处导向器叶片组和高压压气机导向器叶片组。
（2）燃烧室
压气机出口的部分高压气经扩压器后进入燃烧室。燃烧室是燃料和空气在内连续不断地混合、雾化、燃烧，把燃料的化学能转换为热能的一个装置，它由外壳、火焰管、旋流器、燃料喷嘴等组成。按其结构型式的不同可分为环型、分管型、环管型、管头环型、双环腔型等。UGT6000机组采用的环管型燃烧室，在由燃烧室外壳和外壳形成的环形内腔中，平行于发动机轴布置10个火焰筒，火焰筒用联焰管相连。前面的部分，火焰筒安在喷嘴销上。用两个定位器使火焰筒保持在轴方向上，保证火焰筒端部相对于喷嘴罩的位置不变。后面的部分利用卡箍火焰筒延伸到高压涡轮喷嘴导向器环形空间，以补偿运行时产生的热膨胀。
点火器用于形成点燃燃烧室中的燃料空气混合物的初始火焰，由电源脉冲部件控制的等离子火花塞安装在点火器壳体中，在火花塞的端部持续周期性地放电，放电形成引燃启动燃油的等离子射流。在点火器中，通过喷嘴供给的燃油与空气混合，用等离子火花塞点火。点火器火焰跃入火焰筒中，点燃燃油空气混合物。当点火成功后，点火器在火焰管内气压的作用下缩回，防止高温火焰的烧蚀，延长使用寿命。
（3）透平
燃气轮机中的透平分成向心式、轴流式等。由于向心式结构复杂，而且单级功率有限又难以串接多级，所以实际使用时主要采用轴流式透平。与压气机类似，气流在透平中流动的通道也是由静叶片和动叶片交替排列而成的。
高压涡轮带动高压压气机转动。高压涡轮为轴流式，1级，由高压涡轮喷嘴导向器、高压涡轮轴颈、轮盘组成。
低压涡轮为轴流式，单级，带动低压压气机转动。由低压涡轮喷嘴导向器、低压涡轮转子、低压涡轮支撑环组成。
动力涡轮为经过弹性联轴器输出功率的3级动力涡轮，由动力涡轮转子的3级喷嘴导向器、4级喷嘴导向器、5级喷嘴导向器、动力涡轮支撑环组成。
由于透平的工作温度比压气机的工作温度要高得多，所以透平的结构设计上在考虑冷却、热膨胀等问题上要作出特殊处理。一般来说，透平进口的几级静叶采用一定的冷却，尤其是与燃烧室出口相连的首级透平静叶。一般都在结构设计上将压气机端某一组的出口引部分压缩空气到透平端冷却气，以冷却透平叶片、轮盘等部件。
1.2.3.3 燃气轮机的五大支持系统
燃气轮机正常运行必须有五大支持系统：空气系统、启动系统、润滑系统、燃料系统、控制系统。下面针对中国船舶重工集团公司第七○三研究所研制的UGT6000机型分别简述如下：
（1）空气系统
① 作用 为燃气轮机运行提供清洁的冷却、燃烧所需的空气。
② 组成 空气进口过滤器、差压显示仪表、差压报警开关、差压关停开关、消音器、压气机等部件。
③ 系统描述 空气进入安装在发电机上的空气进口过滤器进行一级和二级过滤，得到的清洁的空气经消音器进入压气机进口。空气被压气机压缩，1/4的压缩空气用于燃烧，3/4的压缩空气用于冷却。空气进口过滤器上装有一个差压显示仪表用于监测过滤器的清洁程度，并设有一个报警开关和一个关停开关，如差压显示仪表接近报警值或报警开关动作，应及时更换空气进口过滤器。燃烧后的热的废气由烟筒排出。
（2）启动系统
① 作用 用经启动马达压缩的高压润滑油使液压泵旋转，从而带动透平轴转动。
② 组成 吸入口过滤器、液压泵组（补充泵、液压泵、补充泵过滤器）、液压马达、低压回流过滤器、公用油箱等部件。
③ 系统描述 当系统接收到启动信号时，交流启动电机带动液压泵组工作，通过电磁阀改变斜盘倾斜的角度来控制进入液压泵的流量，从而控制透平轴的不同转速。液压马达通过齿轮箱带动压气机-透平轴旋转。当透平轴转速达到10000r/min时，启动泵与齿轮箱脱离。补充泵用于补充循环管线的液压油损耗。
（3）润滑系统
① 作用 在各运行工况下对发动机轴承、减速器的齿轮啮合和轴承进行润滑和冷却。
② 组成 循环油箱、加热器、油表、热电阻、差压传感器、电动滑油供油附件、电动滑油附件、发动机细油滤、进口油滤、静态油气分离器。滑油空气冷却组件包括：发动机滑油冷却器、主冷却器和备用冷却器，减速器滑油冷却器、主冷却器、备用冷却器，调节器，止回阀，关闭阀。
③ 发动机润滑系统工作原理 滑油被发动机下传动箱带动的滑油附件供油组从循环油箱中抽出，送到滑油冷却器，然后经过细油滤、油滤进入发动机和传动箱，用于润滑和冷却轴承组件、齿啮合部位和其他摩擦零件。两个滑油冷却器中的一个冷却器处于工作状态，而另一个冷却器则通过关闭阀与工作系统断开，处于备用状态。
④ 减速器润滑系统工作原理 滑油被电动滑油附件或者电动滑油供油附件从循环油箱中抽出，经过滑油冷却器、细油滤进入减速器，用于润滑和冷却齿啮合部位、轴承组件和其他摩擦零件。两个滑油冷却器中的一个冷却器处于工作状态，而另一个冷却器则通过关闭阀与工作系统断开，处于备用状态。
（4）燃料系统
① 作用 燃料系统用于实现自动启动程序，向燃气轮机定量供给燃料气，按照自动控制系统的信号对所供燃料气进行分配，以及按照操作员指令或者保护信号停止供气。
② 组成 燃料系统由滤器、停车开关、燃料阀、控制组件、压力传感器、压力开关、止回阀组成。
③ 系统描述
a.燃料气经过前置燃料系统的处理后，进入滤器进一步处理。
b.按照启动逻辑接通点火系统，并向启动燃料气电磁阀供电。燃料气通过燃料气启动模块的节流组件，进入点火器并进行点火。向停车开关开启电磁阀和停车电磁阀供电，此时停车开关打开。当停车开关打开后，电磁阀断电（按照停车开关“打开”相应位置的微动开关信号），而电磁阀切换至低电压。电磁阀在燃气轮机工作期间均保持该电压。根据自动控制系统的指令，燃料阀打开到一定程度。
c.燃料阀开启到一定位置后，燃料气猛然送入燃烧室，并由点火器进行点火。
d.等离子点火系统和启动燃料气电磁阀断开。
e.燃料气通过燃料阀进行调整。燃料阀前后的燃料气压力值由压力传感器测量。
f.如果喷嘴上燃料气压力和高压压气机后空气压力之间的压差在燃料阀打开的瞬间超过允许值，或者是在停车开关打开后在所要求的时间间隔内燃烧室燃料气未点火，自动控制系统形成燃气轮机故障停机信号。
g.自动控制系统通过对燃料阀的控制来实现启动过程中的温度限制。当热保护系统动作时，燃气轮机通过关闭燃料阀和停车开关保证故障停机。
h.燃气轮机在慢车工况预热以后，从慢车进入运行工况。按照自动控制系统设定的程序，由自动控制系统调节器对燃料阀进行控制，发动机进入运行工况。
i.通过对控制组件停车电磁阀断电的方式实现燃气轮机的正常停机和故障停机。
（5）控制系统
机组的控制盘有透平控制盘（TCP）和发电机控制盘（GCP）两部分。TCP上由显示终端、AB公司的PLC控制系统、振动监测系统和透平机撬消防系统，分别控制透平发电机组的启停时序，运转时的各种温度、压力、振动等参数和状态监控以及在透平发生火灾时关停机组、灭火等。GCP上有各种电气仪表和开关，可监控和调节发电机的电压、电流、有功、无功及功率因数等参数以及机组的并车、断开等。