燃驱压缩机的运行与维护.docx

燃驱压缩机的运行与维护.docx

《燃驱压缩机的运行与维护.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《燃驱压缩机的运行与维护.docx（14页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

燃驱压缩机的运行与维护

工业燃气轮机的运行与维护

1燃气轮机运行

2燃气轮机日常检查与维护

3燃气轮机检修

1燃气轮机运行

1－1燃气轮机运行特点和要求

燃气轮机运行有以下特点

（1）燃气轮机在高温高转速下运行，要求不超温，不超速，不喘振，不超振，使之能长期安全运行。

（2）燃气轮机的运行工况变化速度快，例如启动快，加载快和减载快等，热冲击严重，这对调峰负荷运行的机组更趋严重，缩短了机组的寿命。

（3）现代的燃气轮机控制均以全部自动化，简化了运行操作，有效的提高了机组运行的可靠性。

为了实现燃气轮机的安全运行，要求运行人员必须经过严格的培训，熟悉记机组的结构，性能，各辅助系统和设备的工作原理，以及运行和维护的要求，并认真执行运行操作规程。

1－2运行强的检查和准备工作

下面主要介绍新安装机组或大修后首次启动前应做的检查和准备工作内容，对已正常投运的机组，再次启动前，可根据机组技术说明和实际情况，只进行部分内容检查。

（1）机组的安装或大修工程已全部竣工并经验收，施工设施一全部拆除，现场清理干净。

（2）机组内外油污和杂物清理干净，进气和排气系统无杂物，进气过滤器完好无损，进排气入孔门关闭严密。

（3）检查交流和直流电源供电正常。

（4）检查各系统管路走向应正确，各阀门，仪表，设备安装位置应正确无误，润滑油位和水位正常。

（5）试验各种电机带动的润滑油泵，液压油泵，水泵和风扇等应运行正常，各系统无泄露，所有仪表指示，压力开关，温度开关，各种阀门等均工作正常。

（6）试验紧急停机功能，当操作各种紧急停机按钮或把手时，燃料截止阀应能立即关闭。

（7）试验各种保护系统，如润滑油压力和油位保护，燃烧室熄火保护，各部位超振保护和各种超温保护等。

（8）试验点火器工作状况，对伸缩式火花塞应检查其是否伸缩自如。

（9）检查燃料供给系统，所供给的燃料品质，压力，温度等应符合要求。

（10）检查灭火系统，当该系统投入后，灭火剂的释放和箱体门窗的自动关闭等应正常。

1-3燃气轮机起动

燃气轮机的起动是靠外界的动力源带动的。

即：

在机组上加装一套起动装置，以便在起动初始阶段带动机组转动。

根据机组功率的大小和用途的不同，燃气轮机可采用不同的起动装置。

一般分轴式燃气轮机或小功率燃气轮机，由于机组转子惯性较小，所需起动力矩小，多采用直流电动机，液压马达，高压气动马达，变频电机等作为起动装置；功率较大的单轴燃气轮机，由于机组转子惯性大，所需起动扭矩大，大多采用交流电动机或柴油机等起动装置。

燃气轮机的起动是一个比较复杂的过程，在机组起动前，需要有一系列的准备工作，并要求各种辅助设备预先处于正常工作状态，如辅助润滑油泵，液压油泵要预先开动，建立起润滑油压力和液压油压力等。

燃气轮机的起动过程大体分为三个阶段：

第一阶段：

又称冷态加速阶段。

在这个阶段中，起动机把燃气轮机的转子拖动到向燃烧室中喷入燃料点火的转速。

此时所需要的能量主要是用来加速机组的转子和克服轴承的摩擦力。

通常，电站用单轴机组的点火转速大约为额定转速的15%—20%。

第二阶段：

这个阶段是从机组点火成功到起动机把机组转子增速到起动机脱扣转速为止。

电站用单轴机组通常起动机脱扣转速大约为机组额定转速的45%—60%。

当机组达到脱扣转速时，涡轮发出的功率不仅能够带动压气机工作，还能有剩余功率。

即：

可以不再需要起动机的帮助而使转子继续加速了。

此时，允许起动机与机组转子脱扣并停止工作。

在这个阶段中，燃气初温迅速增高，机组从冷态逐渐被加热到一定程度，刚开始时一般有一个暖机阶段，以减轻对机组的热冲击。

为避免在机体中产生过大热应力，应根据机组结构形式的不同，对第二阶段的持续时间进行必要的控制。

通常我们希望机组的起动时间尽可能短些，对于轻型结构的燃气轮机来说，汽缸壁较薄，转子尺寸小，容易加热，温度场也较均匀，不会产生太大的热应力，因而起动时间可以很短。

例如航空发动机在不到一分钟内就能起动完毕。

但对于重型结构的燃气轮机来说，汽缸壁一般较厚，转子尺寸大，需要较长的加热时间，否则机体的温度场不均匀，会产生很大的热应力。

因而起动时间比轻型燃气轮机长得多，一般需要10分钟或更长的时间。

另外，对于燃用气体燃料的燃气轮机，在第一阶段中，要在起动机带动机组转子达到最高转速后运行1到数分钟，以吹走燃气通道中可能存在的气体燃料，避免点火时发生爆燃，这称为“清吹”，是燃用气体燃料的燃气轮机起动点火前不可缺少的程序。

对于新安装的机组或大修后首次投运的机组，在起动过程的第三阶段中，当燃气轮机达到空载转速稳定运行后，要做超速试验，以检查和调整超速保护系统的灵敏度和允许超速范围的准确性。

1-4燃气轮机的正常运行

机组在完成起动过程后，进入带负荷正常运行，这时的主要操作是加载和减载。

对于单轴发动机组，运行时转速不变，加载时燃料流量增加，T3＊升高；减载时燃料流量减小，T3＊降低，为了避免加载和减载时热冲击，产生过大热应力，应将T3＊的升高和降低的速率限制在允许范围内，这就要借助于加载和减载的程序控制来实现。

除了加载和减载外，机组主要是在稳定的负荷下运行。

分轴发电机组加载和减载时，燃气发生器的转速随之变化。

加载时NC升高，减载时NC降低。

这时除热冲击外，加载时可能引起压缩机喘振，需要防喘振装置来配合动作以防止加载时发生喘振。

1-5燃气轮机的停机

⑴正常停机

停机时先由减载程序控制逐渐降低负荷至零，然后继续减少燃料，使停机转速降低，这时辅助润滑油泵等自动投入。

当机组降至较低转速（单轴机组可达50%N0左右）时，切断燃料熄火，机组进入惰走状态。

这种逐渐减少燃料流量的停机过程，可将热冲击降至最低程度。

当机组转速降至接近零时，对于有盘车要求的机组应按规定进行盘车，使转子缓慢转动而均匀冷却。

使用重质燃油的机组，在停机前应先切换成轻油运行5分钟以上。

⑵紧急停机

在机组出现危及安全的情况时，如机组超速、超温、超振或轴承超温、润滑油回油温度过高，以及燃烧室火焰异常、导管爆裂、发生火灾、负载设备出现重大故障等情况，此时，保护系统将截断燃料并自动熄火停机。

如保护系统失灵，运行人员应立即手动紧急停机，以避免机组的严重损坏。

1-6运行检查

运行检查是指机组运行时，对主机和辅机等进行全面和连续的观察。

新安装机组和大修后机组首次投运时，应把机组从起动到稳定运行的有关性能参数详细记录下来，这些参数作为机组的基准数据，可供以后机组性能恶化时测量比较。

数据的测定和记录要定时进行，即每隔一段时间（如1H），或在每天规定时间内进行，以便随时跟踪掌握机组运行参数随运行时间变化的情况，一旦发现数据偏离正常值时，可按其判断可能出现的故障，及时采取措施予以排除。

归纳整理这些数据，并系统分析这些数据的变化规律，有助于准确全面的制定机组的维修计划，预防和避免运行事故，确保机组安全运行。

运行检查的主要数据有：

机组转速、负荷、润滑油压力和温度、各轴承温度、燃料流量和压力、机组各部位振动情况、涡轮排气温度和温度场、涡轮轮间温度、起动时间和惰走时间等。

这些数据必须在规定范围内。

同时，还要观察和记录好机组运行中这些数据的变化和有关数据之间的相互关系等。

⑴负荷与排气温度的关系

在机组正常运行时，从连续观察和定时记录的数据得到负荷与涡轮排气温度的关系。

大气温度对排气温度有影响。

一旦发现在各种负荷下的相应排气温度偏离正常数据过高的情况时，应引起注意。

这可能预示压气机过量漏气（如防喘放气阀关闭不严等）或压气机通流部分污染等故障。

⑵排气温度和温度场变化

涡轮排气温度超过规定值是燃气轮机绝对不允许的，它会导致热通道部件的损坏，缩短机组的寿命。

因而在机组运行中必须特别注意观察燃料流量超限系统和超温遮断保护功能是否正常，有关仪表的标准是否正确无误，确保机组运行不超温。

并定期检查这些系统的功能和标定。

在机组运行中，还应经常监视涡轮排气温度场的变化，排气温度场的不均匀程度增大乃至连续增大，说明燃烧系统的恶化或燃料分配不均匀等问题，应及时予以排除，否则会使燃烧室和下游热通道部件的寿命缩短，甚至损坏。

⑶燃料流量和压力

在机组运行中通过观察和记录找出燃料流量与负荷之间的关系，注意其变化。

在同样负荷下，燃料流量变大，说明机组效率降低，可能是压气机通流部分污染的原因，应清洗压气机。

燃料系统中的燃料压力也应观察，燃料压力的变化说明燃料喷嘴被堵塞，或燃料计量装置损坏或未校准。

⑷振动强度

要注意观察机组的振动信号，随着机组运行状态的变化，振动信号可能发生较小的变化，但振动值变得过大或超过允许值，会出现报警或自动停机，必须采取措施予以排除。

（5）起动时间

在新安装机组或大修后首次起动时一定要详细记录起动过程中的各有关参数及其起动时间变化的数据。

起动参数包括机组转速、燃料流量和排气温度等，把这些参数随起动时间变化的数据记录下来，可以得到各参数随起动时间变化的起动参数曲线。

这个曲线和整个起动过程所用的起动时间对机组以后再次起动运行一个极好的参考。

可以与之进行比较和分析，一旦出现偏离正常状态，有助于精确地预示故障的发生，以便及早采取措施，避免部件损坏。

对于分轴燃气轮机，起动过程中还要记录动力涡轮开始转动时燃气轮机发生器的有关参数（转速、燃料流量、排气温度等）和动力涡轮达到空载转速时燃气发生器的有光参数。

（6）惰走时间

惰走时间是在机组正常停机时，从关闭燃料供给起。

到转子停止转动为止，转子靠惯性转动的时间。

惰走时间的长短与转子惯量大小、机组轴系对中的好坏和轴承的阻力大小，以及转子与定子缸体有无碰磨等有关。

因此，在机组运行中每次停机时，要认真记录惰走时间。

一旦发生惰走时间过程，应立即查出原因并排除之。

对于分轴机组，要分别记录燃气发生器和动力涡轮的惰走时间

2、燃气轮机的日常检查与维护

日常检查与维护是为了保障机组安全运行所需进行的经常性全面检查，并根据检查情况进行有效的维护。

它包括机组从启动到停机整个运行过程中的检查维护和机组停机后的检查和维护，以及对设备的定期检查。

不同类型或不同用途的燃气轮机机组，由于主机与辅机所包含的设备不同，检查维护的具体内容和要求也不尽相同，因而仅就机组通用设备做一般性介绍。

2-1检查维护内容

燃气轮机的日常检查维护内容、方法和要求，再机组制造厂家提供的机组使用维护说明中都有明确而具体的规定，燃气轮机用户应根据这些说明，并根据实际情况和使用经验，制定机组日长检查维护计划，包括日常检查、周检查、月检查及按运行小时的定期工作。

2-1-1日检查

（1）检查润滑油油箱的油位变化

（2）检查润滑油系统，燃料系统、空气系统的泄露。

（3）定时记录运行指示仪表读数及变化量

（4）检查主控室控制柜所有指示灯是否有故障显示

（5）检查机组震动，杂声，机组各部件紧固状态有无松动；各机件、电缆、导线等有无碰伤、擦伤、磨伤、腐蚀等。

（6）检查马达控制中心运行指标的工作状态是否正常。

（7）通过测试开关检查报警灯有无烧坏。

（8）检查燃料进气压力、温度。

（9）检查润滑油压力、温度。

（10）检查蓄电池电解液液位正常、充电器有无电压指示。

2-1-2周检查

⑴执行日检查工作内容。

⑵检查软管及配件管的密封、磨损及损坏情况。

⑶蓄电池要经常保持清洁，保持正常的电压、电流。

如有问题，要检查电解液的浓度，当浓度大时要加入蒸馏水，保持原电池工作3-5分钟；检查电解液是否在要求的液位之上，电池组的端子是否有腐蚀，必要时清洗端子。

⑷检查空气过滤器清洁度，清除过滤器上的灰尘、沙粒，并手动清洗一个循环，检查其流阻损失是否在规定范围之内，寒冷地区冬季运行时，要经常检查过滤器是否结冰。

⑸检查润滑油冷却器的清洁度，保持空气入口清洁无尘。

如果是水冷分散热器，应检查循环水中是否有润滑油，若水中含有润滑油，说明润滑油可能有泄漏，应予排除。

⑹用规定的清洗液进行在线清洗压气机，并记录清洗机组前后的性能。

压气机的清洗可根据机组的性能恶化的程度，视情况进行。

⑺检查润滑油低压双联过滤器的压力指示器是否在绿色区域，当出现红色指示时说明工作的过滤器有堵塞，应切换到另一个备用的过滤器位置上，并将堵塞的过滤网拆下来清洗或更换。

如果润滑油低压双联过滤器被安装在机组箱体内，因机组运行中不便于打开箱门，可待停机后进行清洗或更换过滤网。

⑻检查润滑油冷却风扇防护网是否有断丝、凹陷及防护支撑隔板有无损坏。

⑼检查润滑油辅助泵和冷却泵出口压力的变化。

2-1-3月检查

⑴执行日、周检查的内容。

⑵当燃气轮机停放超过一月以上时，要启动机组并再空载额定转速工作30分钟。

如果要带负荷运行，并与正常运行参数进行比较。

备用机组如停用超过一月以上时，也要进行启动至额定转速并检查机组状况。

如果没有维护，开机前需要用内窥镜对燃烧系统和热通道进行检查。

2-1-4按运行小时的定期检修

日常维护中按运行小时定期检修的主要内容是;在燃气轮机个部件规定的检修间隔周期内，对燃气轮机内部进行必要的检查和维护，以预防事故的发生。

检查时，机组需要停机，但不需要分解燃气轮机。

检查的间隔期应根据机组的用途和运行经验制定。

不同用途的机组或不同用户的机组，运行方式肯能不同。

例如发电机机组，连续运行发电时，用户为了满足供电要求尽可能发电，希望尽量少停机。

连续运行的时间越长越好，而调峰用的发电机组，每天只运行几个或十几个小时，每天都要停机，而用于输气管线的机组，要求一年内连续运转350多天，只允许停机一次进行检修。

因此，按运行小时进行定期检修的间隔期和具体项目内容，应根据机组不同的运行方式，并按照机组制造厂家提供的使用说明和建议酌情而定，下面是一个一般计划的举例，只供参考：

⑴运行1000h

1）用内窥镜检查燃料喷嘴有无烧蚀或结垢

2）检查进气道，喇叭口和可见的低压压气机叶片有无划痕、凹陷、裂纹和异物进入

3）用规定的清洗液离线（机组停机状态）清洗压气机

⑵运行2000h

1）重复1000h内容

2）用内窥镜检查热通道部件的磨损、腐蚀和结垢情况

3）取下磁屑探测器，检查是否有金属碎片或碎屑

4）用内窥镜检查低压压气机和高压压气机叶片

⑶运行4000h

1）重复2000h内容

2）用内窥镜检查涡轮定子和转子部件之间的轴向间隙，并作好记录，以掌握其数据随机组运行时间的变化情况。

3）检查点火装置及点火电嘴，必要时清洗或更换

4）进行润滑油取样化验，检查其是否满足物理化学及机械性能要求

5）给所有点击轴承加润滑脂

⑷运行8000h

1）重复4000h内容

2）拆下然烧室头部，全面检查燃料喷嘴积碳、烧蚀、裂纹等情况。

检查燃烧室有无变形、烧蚀、凹陷裂纹等

3）与负荷之间有齿轮箱时，要吊起齿轮箱盖，对齿轮箱内机件做外观检查，包括轮齿的磨损情有无缺齿或碎裂等（那是磨损的证明）

4）放掉润滑油并检查和清洗油箱，如果油样化验合格，可经过滤处理后继续使用，否则另换新油。

5）拆下空气过滤器元件进行清洗或更换新的过滤器元件

6）重新校准所有仪表（压力、温度、流量等）并检查所有电器设备的连接和绝缘情况

7）检查机组轴系对中情况，与机组安装时对中数据比较，是否有较大变化。

检查柔性联轴器有无磨损或损坏。

8）检查控制系统所有设备有无损坏和缺陷，包括控制电缆连续性及接点接触情况、主机显示器打印机工作情况、校验各传感器、变送器和仪表，以及系统软件能否正常运行等

9）按机组供应商提供的有关说明和规定，对机组的负载（发电机或机械驱动设备）进行外观检查，如：

管线连接是否正常、密封部位有无泄漏、发电机绝缘电阻是否符合要求等

2-1-5视情维护

为了尽量提高机组的可用率和减少机组的维护费用，降低机组的运行成本，燃气轮机的日常维护一般都是采用“视情维护”。

所谓“视情维护”，是对机组在运行中出现的问题，经分析判断并根据实际情况，在保证机组安全的前提下，酌情进行的一种不定期的维护。

下面举几个实例说明视情维护的具体内容：

⑴清洗压气机：

为保证燃气轮机压气机的性能不因受大气污染而逐渐恶化，最好的办法是经常对压气机进行清洗，在工作条件允许的情况下，环境恶劣的地区最好每天清洗一次。

但大多数机组不必如此，往往是视情进行。

通过运行记录，如果发现机组功率下降过多，燃料消耗量偏大，机组性能恶化到一定程度认为需要时，再对压气机进行清洗。

许多燃气轮机电厂为保持良好的经济效益，往往是只要发现机组的功率稍有下降（发电量减小），且确因压气机污染所致时，就进行压气机的清洗。

⑵检查和清洗燃料喷嘴：

燃料喷嘴如出现严重积碳或磨损烧蚀等现象，会直接影响燃料性能和燃气轮机排气温度场均与度的变化。

因此，在机组运行中，当发现燃烧室火焰异常或排气温度场变化异常时，可停机后拆下燃料喷嘴进行检查和清洗或更换新的喷嘴。

在机组温度场无异常变化的正常运行情况下，则不需停机对其进行检查。

⑶更换双联油滤上的滤芯和密封圈：

当在现场发现双联油滤的压力指示器指针位于红色区域，或控制室的压差报警器有指示时，说明油滤有堵塞，要将工作油路切换到另一个油滤的位置上，并对堵塞的油滤进行清洗或更换。

如果机组运行中双油滤工作一直正常，则无需定期检查和更换，但也应每年检查清洗或更换一次。

⑷机组轴系对中检查：

机组轴系对中检查不一定每次停机都要进行，如果发现机组运行中振动值向偏大的方向变化，虽然没有超振，但在正常停机后也要进行对中检查，以便找出振动变大的原因。

如果机组运行中出现超振现象，应立即停机进行对中检查以及其他相关检查。

⑸停机维护：

在机组运行时发现一些问题，这些问题又不致危及机组的安全，遇有这种情况时，可以等待机组正常停机时再进行维护。

如利用正常停机的空隙更换过滤器、检修或更换一些阀门和仪表、更换损坏的热电偶、排除泄漏、检查或更换某些辅助机等。

2-2内窥镜检查

内窥镜检查是燃气轮机预防性维护的一种常用手段，在燃气轮机不分解的情况下，对燃气轮机内部气流通道中的零件（如叶片、燃烧室等）进行检查。

在燃气轮机的机匣上预留有多个通孔，一便检查内部零部件表面的状况。

2-3压气机清洗

压气机的清洗可以在机组运行中进行，称作在线清洗;也可以在机组停机时进行，称作离线清洗。

在线清洗的优点是可以在不停机情况下进行。

但是，在线清洗的效果远不如离线清洗。

因此，在线清洗是离线清洗的补充，而不能取代离线清洗。

所用清洗剂目前都是以纯水和溶剂混合的溶液。

压气机污染的类型和结垢的速度主要取决于机组的运行环境及进气过滤状况。

2-3-1离线清洗

离线清洗是在燃气轮机冷拖转速下将配好的清洗剂水溶液以适当的压力、温度和流量喷入压气机入口，持续喷射3~5分钟（在此时间内冷拖停机，惰走过程中继续喷射），并使清洗夜在燃气轮机内气浸泡和排放20~30分钟，使污垢充分溶解，从叶片上松脱。

然后重新转动燃气轮机至冷拖转速，用清水（软化水或蒸馏水）漂洗15~20分钟。

在漂洗过程中观察排污口污水的状况，以检查清洗和漂洗的效果。

必要时可重复清洗和漂洗，直到排出的水清亮干净为止。

漂洗结束后，燃气轮机应在冷拖转速下运行10~30分钟，以便将机内积水吹扫干净。

为避免清洗时产生热冲击，离线清洗前，机组要通过冷运转（冷吹）或自然冷却到一定温度，使轮间温度与清洗液的温差不大于70℃时方可进行离线清洗，但不可在压气机入口温度低于4℃时进行。

如果在寒冷地区冬季进行离线清洗，需用专用的清洗液，并根据压气机入口的实际温度，在清洗液中加入适当的防冻剂以防止结冰。

为避免清洗过程中沉积物被冲进压气机里，应该首先清洗进气室和喇叭口。

实验证明。

如果在压气机污垢不太严重的情况下，用清水和清洗剂掺混的溶液定期进行离线清洗，可基本恢复由于压气机结构导致的性能下降。

GE公司规范中建议，当压气机性能由于污染而下降10％时，必须进行离线清洗。

否则结垢严重清洗困难。

2－3－2在线清洗

在线清洗是在燃气轮机保持全速及全负荷或部分负荷的运行状态下进行的。

预先配好的清洗液以适当的压力÷温度和流量，通过进气喇叭口的喷射环喷出雾状液体，均匀的进入压气机进行清洗。

用清洗挤与水掺混的溶液进行清洗后，要用软化水按照同样的方法进行漂洗，清洗和漂洗连续供液的时间总共约为20－30分钟。

在线清洗时。

压气机进口处喷入的液体雾化颗粒大小对清洗效果有很大的影响，如果清洗液的雾化颗粒过细（小于60微米），在清洗过程中会产生压气机前部叶片上的赃物被清洗液带走，但随着清洗液的不断蒸发，赃物会重新沉积在后面的叶片上。

重新沉积的赃物比原来粘的更牢、更难清除。

因此为保证在线清洗获得较好的效果应根据压气机的具体结垢性能，把喷入压气机的无法颗粒增大到100－2－－微米范围内，并沿圆周均匀分布。

由于在线清洗没有离线清洗那样的浸泡时间，清洗中清洗剂的效果是很有限的，所以所以它不能使性能完全恢复到原来状态，只能减缓由于压气机结垢导致的性能下降。

因此在线清洗不能取代离线清洗。

在线清洗的意图是经过经常的短时间的频繁清洗来延长离线清洗的时间间隔，减少停机次数。

当通过性能检测，怀疑压气机被严重污染时，再停机进行离线清洗。

这对连续运行的机组十分重要，它可以保障用户长时间的连续生产，并减少维护费用，降低运行成本，从而获得良好的经济效益。

因此，连续运行机组的用户在日常维护中，应以在线清洗为主，适当进行离线清洗。

对于调峰用燃气轮机发电机组，由于经常停机，当然有条件只进行离线清洗而无需进行在线清洗。

在线清洗时清洗液向压气机里持续喷射的时间长短，可根据燃气轮机的类型÷尺寸和压气机污染的严重程度（性能恶化程度）灵活掌握。

压气机用的清洗剂种类÷成分比例÷技术要求在机组供货商的技术说明书中均有详细规定。

3、燃气轮机检修

为保证燃气轮机的有效使用，除了要做好日常检查与维护外，还要根据燃气轮机及其辅助系统的设计寿命，并结合实际情况，制定燃气轮机检修计划，对燃气轮机进行定期的分解检查和修理。

重型燃气轮机的计划检修，一般分成燃烧系统检修（小修），热通道部件检修（中修）和机组全面检修（大修）。

检修周期应根据燃气轮机制造厂家推荐的时间并结合用户具体使用状况确定。