燃气轮机运行故障及典型事故的处理

发表时间:2021/4/15   来源:《当代电力文化》2020年32期   作者:张志武
[导读] 燃气轮机已经为我国重工业生产、军舰出航等做出了杰出贡献,

        张志武
        上海上电电力运营有限公司  上海市  200000
        摘要:燃气轮机已经为我国重工业生产、军舰出航等做出了杰出贡献,并不断为我国发展继续增添色彩。在燃气轮机运行过程中,难免会存在一些事故,运行故障是长时间运作的必然结果,如何延长燃气轮机运行寿命是当下的研究热议。本文通过“热挂”现象、机组振动以及燃机轴瓦烧坏等三种常见的燃气轮机事故进行分析,对三种事故的成因、处理办法做出了详细探讨,为我国燃气轮机发展提出了几个浅显的建议。
        关键词:燃气轮机;常见事故;成因与办法
        引言:燃气轮机的发展源于欧洲,但在我国二十世纪五十年代也已经有显著的发展,并主要在东北三省老工业基地有着长期的历史。燃气轮机所存在的事故多种多样,并大体分为四类事故,细分为十种事故,本文主要针对三种较为常见的事故进行分析,从压气机到燃烧室进行逐一剖析,解释了燃气轮机的主要事故成因。随后本文根据燃气轮机的主要事故成因,有针对性地进行探讨,并作出了具体处理办法。
        一、“热挂”事故的产生与处理
        燃气轮机在运行时,往往在启动初期会遭遇“热挂”现象的形成,同时“热挂”问题的形成会延误整个工作流程,进而严重影响工作效率。并且“热挂”现象发生后,会对燃气轮机内部造成较为严重的影响,最终会导致燃气轮机无法启动,甚至还可能会进一步影响到整个燃气轮机的内部机构。“热挂”这种现象的产生是由于温度过高而引起,其原理主要是因为燃气轮机进行运转时,内部由于无法精准控制温度的拉高,而导致温度的失调,进而降低了燃料的加速度,减少了燃料进口的速度,从而导致燃气轮机变得“呆滞”,最终停止工作。“热挂”现象是属于很常见的一种事故,在整个燃气轮机当中时有发生,正确处理好“热挂”现象,是保护燃气轮机内部结构,延长燃气轮机寿命的正确做法。因此,要对症下药、精准改良,通过一定的处理手段,去帮助工作人员改善机器的零部件,规范操作人员的使用步骤,要对燃气轮机的使用进行协调处理,让燃气轮机可以有效避免再次发生“热挂”现象。
        当燃气轮机发生“热挂”现象时,操作人员要全面审核“热挂”现象的成因,然后根据发生原因,再进行处理,不能颠倒顺序,否则就会延长修理时间,使得工序难以继续进行下去。首先,要全面检查燃气轮机发生“热挂”现象的成因,要从多个角度进行判断,可能是整个系统出现了问题,又或者是滤网等一些压气机必要零部件出现的堵塞、破损等现象。要综合考察两大成因,如果是整个系统出现了故障,就要从压气机、离心泵、离合器等三个主要原件进行逐一检查,这三大原件都是使得系统故障的重要零部件,三者任何一个就可能直接导致“热挂现象”的产生。如果是压气机的零部件出现了问题,往往可以在热通道处找见明显的透平出力不足的现象,可以较为迅速的发现,并且还能够从透平出力不足现象中,找到具体破损部位。针对于“热挂”现象,找到问题成因是第一步,第二步则是对该成因进行修改,无论是系统故障问题,还是压气机故障问题,都需要对零部件进行更替,让燃气轮机内部温度得到保障,从而解决“热挂”问题,让整个燃气轮机重新运转起来。
        二、燃气轮机机组振动的成因与处理
        燃气轮机的机组组成部分分为很多种,有气压机、燃烧室、滤网、离合器等,组成部分复杂多样,通过燃油进行快速工作,进而产生巨大动能。燃气轮机的发展已经很长时间了,长期的运转难免会产生一些不必要的磨损,也会发生一些难以控制的运行故障,燃气轮机机组振动也是一个比较常见的事故。

当发生燃气轮机机组振动时,机组转速会发生改变,进而会传导到燃气轮机当中,整个机组会产生“嗡嗡嗡”的嘈杂声,对机组运行环境造成明显的问题,促使燃气轮机停止运转、结束工作。燃气轮机机组振动可分为轻微振动和重度振动,轻微振动属于可接受范围之内,如不影响机组整体运作,本身不会影响燃气轮机的工作运转,但如果是重度振动,并伴有“嗡嗡嗡”的嘈杂声,就需要立马停止燃气轮机工作,并作检查。而如何进行检查,要从多个方面进行综合检测,检测过程中也需要谨慎小心,防止对燃气轮机机组造成二次损伤。
        燃气轮机机组振动的成因主要可以分为三种情况,分别是:①喘振引导出来的振动,喘振是因为压气机气阀没有得到良好关闭,进而气阀进气与出气发生气流不均衡现象,促使了喘振的产生,这同样也是燃气轮机的典型故障。由于喘振现象与机组振动相关,并有可取之处,故将两者归为一类事故现象,但处理起来要分门别类。②中心转子存在转速时快时慢的现象。中心转子是整个燃气轮机运作的核心,如果中心转子转速不均匀,整体流速就会发生改变,转速的不均匀就会传导到其他机组运行中,进而引发了整体机组的振动。③一些螺丝的松动也会导致机组发生不规则振动。螺丝说大不大,但在整个精密的仪器当中会发生很重要的地位,长时期的运转难免会导致螺丝的松动,这是难以预料的事故,但在检测事故成因是也是最容易忽视的,更是所花费时间最长的,所以要对螺丝进行认真筛查。以上三种成因是最具有代表性的机组振动原因,其解决办法主要也分为三类:①检查气阀的密闭性,严格控制喘振现象的发生,检测压气机的运作情况。②数据判断转速,看待中心转子的运作情况,进而考虑是哪一类转子问题,或判断转速存在偏差,直接对转子进行更换,但相应成本也会有所上升。③螺丝螺帽的松动会影响整个判断,因此要一个一个的检查,先检查机组振动最明显的零部件,然后再去检查其他零部件,最终解决机组振动问题。机组振动问题是一个较为简单的问题,只要把握好“勤检查、勤润油、勤更替”的三勤原则,就可以从根源上杜绝机组振动问题的发生,这才是解决事故的唯一办法。
        三、燃机轴瓦烧坏的成因及处理办法
        燃机轴瓦通常是椭圆形的孔洞,保证了整个轴瓦的转速稳固。在长期高速运转,且伴有高温的情况下,燃机轴瓦的烧毁是一种正常现象。但是如何判别燃气轮机运行故障的成因是燃机轴瓦烧毁造成的,就需要从燃烧室进行判断。燃机轴瓦烧毁时,通常会伴有燃油烧焦的现象,燃烧室中会散发出刺鼻的味道,可以较为简单的判断燃气轮机事故是由燃机轴瓦毁坏造成的。而燃机轴瓦烧坏的最重要的原因就是油的问题,润滑油不足、滑油温度过高、燃油油位低以及失油现象,可以说,燃机轴瓦烧坏的根本就在于“油”。同时,对于解决燃机轴瓦烧坏事故的解决办法就是更换轴瓦,但长时间更换必定会增加生产成本,这是对企业、对国家都是一种负担。那么我们就需要重新看待燃机轴瓦烧坏的现象,要对整个轴瓦进行定期修复,规范操作人员倾倒滑油的工作流程,精准控制油位,防止出现油量不足或者失油的现象。这才是真正能够解决燃机轴瓦烧坏的根本措施,也同样适用于其他燃气轮机的零部件。只有做到定期修复,不定时检查零部件,规范操作流程,才能够帮助企业实现运营成本和生产成本的可控,这才是生产的根本举措。
        结束语:本文以“热挂”现象、机组振动以及燃机轴瓦烧坏等三个常见运行故障作为素材,解释了三种事故的成因与解决办法,揭示了具体操作流程和紧急应对举措,也同样为企业生产提出了如何杜绝运行故障,保障企业生产成本的建议。燃气轮机的运作离不开每一位操作人员的操作,需要定期增加润滑油、呵护保养、检测零部件磨损程度、修复损伤零部件,这是解决所有运行故障的根本解决方法。
        参考文献:
        [1]孟凡刚,冯永志,于宁,刘占生.燃气轮机典型故障统计分析及运行维护[J].电气时代,2020(01):52-53+56.
        [2]魏昌淼,顾忠明,蔡其波,曹彪.燃气轮机运行典型故障分析及处置[J].舰船科学技术,2019,41(21):129-133.
        [3]殷华明,张果,颜俊.不同热值气体燃料混合燃烧对9E燃气轮机运行的影响[J].燃气轮机技术,2017,30(04):54-58.
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