燃氣輪機故障型別及原因

2023-02-12 11:33:03 字數 2761 閱讀 1650

燃氣輪機具有效率高、功率大、體積小、投資省、執行成本低和壽命週期較長等優點。主要用於發電、交通和工業動力。

燃氣輪機分為:

(1)輕型燃氣輪機為航空發動機的轉型,其優勢在於裝機快、體積小、啟動快、簡單迴圈效率高,主要用於電力調峰、船舶動力。

(2)重型燃氣輪機為工業型燃氣輪機,其優勢為執行可靠、排煙溫度高、聯合迴圈組合效率高,主要用於聯合迴圈發電、熱電聯產。

燃氣輪機有不同的分類方法,一般情況如圖1-1所示。

圖1-1

1. 燃機在啟動過程中「熱掛」

2. 壓氣機喘振

3. 機組執行振動大

4. 點火失敗

5. 燃燒故障

6. 啟動不成功

7. 燃機大軸彎曲

8. 燃機軸瓦燒壞

9. 燃機嚴重超速

10. 燃機通流部分損壞

11. 潤滑油溫度高

12. 燃機排氣溫差大

「熱掛」的原因:

(1) 啟動系統的問題。啟動柴油機出力不足;液力變扭器故障等。

(2) 壓氣機進氣濾網堵塞、壓氣機流道髒,壓縮效率下降。

(3) 燃機控制系統故障。

(4) 燃油霧化不良。

(5) 透平出力不足。

產生壓氣機喘振的原因:

壓氣機喘振主要發生在啟動和停機過程中。引起喘振的原因主要有:機組在啟動過程公升速慢,壓氣機偏離設計工況;機組啟動時防喘放氣閥不在開啟狀態;停機過程防喘放氣閥沒有開啟。

機組執行振動大的原因:

引起燃氣輪機執行振動的原因較多,對機組安全執行構成威脅,因此應高度重視。下面列舉部分引起機組振動的情況:

(1) 機組啟動過程過臨界轉速時振動略微公升高,屬正常現象,但在臨界轉速後振動會下降。按正常程式啟動燃氣輪機時,機組會快速越過臨界轉速,如果由於公升速慢引起振動偏高,應檢查處理公升速較慢的原因。

(2) 啟動過程中由於壓氣機喘振引起的振動偏高,喘振時壓氣機內部發出「嗡…嗡…」聲,對這種情況應檢查壓氣機喘振的原因和對機組帶來的不良影響。

(3) 機組啟停後沒有按冷機程式執行,或冷機過程對氣缸和轉子的非均勻性冷卻,致使燃氣輪機轉子臨時性彎曲,造成在啟動過程中晃動量大,引起振動偏大。

(4) 轉子存在動不平衡引起的振動偏高,必須對轉子進行動平衡來消除。

(5) 由轉子內部缺陷(拉桿螺栓緊力不均、輪盤接觸不良等)引起的振動,反映在啟動過程(特別是冷態啟動更為突出)和執行初期的振動較高,但執行一段時間後振動有所下降,這種情況主要反映出轉子在啟動後傳熱不均勻引起轉子區域性變形,可通過延長啟動時間來解決,但嚴重時需要對轉子進行解體大修。

(6) 由於軸承損壞而引起的振動偏大,一般同時會伴隨著機組惰走時間偏短,那需要更換軸承;油膜振盪也會引起振動偏大。

(7) 由於動靜部件相磨引起的振動偏大。

(8) 由於套齒聯軸器或傳動齒輪磨損,接觸不良也會引起機組的異常振動。

(9) 轉子中心偏離引起振動大。

(10) 基礎不牢、機組地腳螺栓鬆動、機組滑銷系統在熱膨脹時受阻等,也可能引起機組振動偏高。

點火失敗的原因:

點火失敗的主要原因有:點火故障(點火線圈及點火變壓器故障);燃油系統及燃油控制系統故障;霧化空氣系統故障、燃油噴嘴結焦堵塞等等。

燃燒故障的原因:

燃燒不完全或個別燃燒室燃燒不良導致出口溫度不均勻,透平出口處的最大排氣溫差超過允許值,便引發燃燒故障報警;引起故障的原因主要有:燃油進油量不均勻(主要有流量分配器故障、燃油噴嘴堵塞、燃油管道堵塞等);霧化不良(主要有霧化空氣系統故障、燃油壓力偏低等);燃油噴嘴故障(噴嘴變形)、燃燒室及過渡段故障等;壓氣機故障;壓比低、燃燒及摻冷空氣不足;透平故障(主要有流道堵塞、葉片變形等)。

啟動不成功的原因:

啟動過程發生故障導致機組啟動不成功的原因很多,主要有以下幾個方面:啟動系統故障;點火失敗;燃燒故障;機組「熱掛」;壓氣機喘振;壓氣機進口導葉i**開啟故障;啟動過程振動大;發電機同期故障;其他主要輔機故障等。

燃機大軸彎曲的原因:

燃機大軸彎曲的主要原因有:機組執行中振動偏大;機組動、靜部件相磨造成大軸區域性過熱變形;軸瓦燒損至軸頸嚴重磨損;盤車系統故障造成轉子熱態無法均勻冷卻。

燃機軸瓦燒壞的原因:

燃機軸瓦燒壞的主要原因有:軸瓦潤滑不好:如油位過低、油質變劣、滑油壓力不足等引起軸瓦失油或滑油溫度偏高;軸頸處接觸不良,造成區域性負載過重;軸瓦溫度過高。

燃機通流部分損壞的原因:

燃機通流部分損壞的主要原因:燃燒產物超溫;高溫腐蝕;外來物或熱通道部件掉塊打擊其他部件引起的惡性損壞;機組振動過高或其它原因引起動、靜部件相磨。

滑油溫度高的原因:

燃機滑油溫度高的原因有:

冷卻水幫浦出力不足、散熱風機故障、散熱器堵塞或水箱水位低引起的冷卻水溫高;冷油器堵塞,水流偏小且換熱效率低;冷卻水溫度調節閥故障,使進入冷油器的水量偏少。

燃機排氣溫差大的原因:

燃機排氣溫差大是由多種原因造成的,主要有:

在排氣熱電偶出現故障時,此時應對熱電偶進行更換、校驗或對其通道進行校驗;燃油噴嘴或逆止閥故障造成噴嘴前壓差大,使進入各個燃燒室的噴嘴油量不同,從而使透平排氣溫度場分布不均;流量分配器故障。主要是由於磨損使流量分配齒輪間隙發生變化,從而使進入各燃燒室的燃油量不相同,造成排氣溫差大;燃油清洗閥關不嚴或漏氣。燃油從旁路管跑掉,使進入各燃燒室的燃油量不相同,從而造成排氣溫度場的不均勻;燃油管道變形或堵塞,使進入各燃燒室的燃油量不相同,從而對排氣溫度的均勻程度造成影響;霧化空氣壓比低,霧化空氣量偏少,燃油燃燒不完全從而對透平的排氣溫度場產生影響;火焰筒或過渡段破損,影響火焰筒和過渡段的冷卻效果,從而影響排氣溫度場的分布;葉片積垢不均而影響了熱通道各部位的通流量,從而對排氣溫度場造成影響;葉片冷卻空氣冷卻葉片後進入熱通道,如葉片冷卻通道堵塞,也會對排氣溫度場形成一定的影響。

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