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1、实用文档燃气轮机运行故障及典型事故的处理1燃气轮机事故的概念及处理原则111 事故概念燃气轮机事故指直接威胁到机组安全运行或设备发生损坏的各种异常状态。凡正常运行工况遭到破坏,机组被迫降低出力或停运等严重 故障,甚至造成设备损坏、人身伤害的统称为事故。造成设备事故的 原因是多方面的,有设计制造方面的原因,也有安装检修、运行维护甚 至人为方面的原因。112 故障、事故的处理原则当燃气轮机运行过程中发生异常或故障时,处理时应掌握以下原 则:(1)根据异:凸收系纳璞阜从吵隼吹南窒蠹安问凶酆戏治 和判断,迅速确定故障原因,必要时立即解列机组,防止故障蔓延、扩 大。(2)在事故处理中,必须首先消除

2、危及人身安全及设备损坏的危 险因素,充分评估事故可能的对人身安全和设备损害的后果 ,及时、果 断的进行处理。(3)在处理事故时牢固树立保设备的观念。要认识到 如果设备严重损坏以至长期不能投入运行对电力系统造成的影响更 大。所以在紧急情况下应果断的按照规程进行处理,必要时停机检查。 (4)在事故发生后,运行各岗人员要服从值班长的统一指挥,各施其 责,加强联系和配合,尽可能将事故控制在最小的损坏程度。(5)当设 备故障原因无法判断时,应及时汇报寻求技术支持,并按最严重的后 果估计予以处理。(6)事故处理后,应如实将事故发生的地点、时 间及事故前设备运行状态、参数和事故处理过程进行详细记录和总实用文

3、档结。2 燃气轮机的运行故障、典型事故及处理211 燃机在启动过程“热挂”“热挂”现象:当燃机启动点火后,在升速过程中透平排气温度升高达 到温控线时燃机由速度控制转入温度控制,这抑制了燃油量的增加速 率而影响燃机升速,延长燃机启动时间,严重时燃机一直维持在温控 状态使燃机无法升速,处于“热挂”状态。随后燃机转速下降致使启 动失败,只能停机检查。“热挂”的原因及处理办法有:(1)启动系统的问题。启动柴油机出力不足;液力变扭器故障。液力变扭器主要由一个离心泵叶轮、一个透平轮和一个带有固定叶片 的导向角组成。在启动过程中通过液体将启动柴油机的力矩传送给燃 机主轴。液力变扭器的故障可通过比较柴油机加速

4、时燃机0转速到14HM的启动时间来判断;启动离合器主从动爪形状变化,使燃机还 没超过自持转速,爪式离合器就提前脱离(柴油机进入冷机后停机), 这时燃机升速很慢。而燃油参考值是以 0105 %FRS/S的速度上升的,由于燃机升速慢而喷油量增速率不变使燃油相对过量,使排气温度T4升高而进入温控,导致燃机的启动失败。(2)压气机进气滤网堵塞、 压气机流道脏,压缩效率下降。进气滤网堵塞会引起空气量不足;压气 机流道脏会使压气机性能下降。必须定期更换进气滤网并对压气机进 行清洗,及时更换堵塞的滤网和清除压气机流道上的积垢及油污。(3) 燃机控制系统故障。当燃油系统或控制系统异常时,有可能引起燃油实用文档

5、量配合不当(过量或不足)或进油量分配不均匀。主要影响因素有: 油滤网堵塞;燃油流量分配器卡涩;主燃油泵电磁离合器故 障;燃油母管压力释放阀VR4泄漏;控制系统故障。(4)燃油雾 化不良。燃油雾化的细度和均匀性直接影响到燃烧完善度。燃油雾化的颗粒愈细,单位体积形成的油滴数量愈多,蒸发面积就愈大,蒸发速 度也愈快,燃烧就愈完全,燃烧效率就愈高。它同燃油的品质、喷射压 力以及燃油喷嘴的健康情况和雾化空气量有关。(5)透平出力不足。由于烧原(重)油机组的燃料中含有大量的灰份和杂质,跟燃油一起 进入燃烧系统,燃烧后进入火焰筒和透平流道,一部分随燃气排到大 气中,一部分堆积在热通道表面使流通面积减少,从而

6、降低透平的功 率和效率。这方面的控制主要取决于下面几个方面 :燃油的选择; 燃油输送过程的控制;燃油处理过程的控制;抑锐剂加入过 量,因为原油中的锐在高温下会对金属产生钮腐蚀,故通过加入抑锐 剂(Mg的化合物)来抑制原油中的锐,使其生成疏松的物质随燃气排 到大气中避免对金属产生腐蚀。但是抑锐剂加多了会形成灰份堆积在 透平热通道,因此在运行中应经常对燃油进行化验并及时调整抑钮剂 的加入量。可用孔探仪对透平热通道的积垢进行检查。 定期对透平进 行水洗及核桃壳清洗,可以清除透平流道中积垢,减少叶片的垢下腐 蚀。212 压气机喘振(1)产生喘振的原因 压气机喘振主要发生在启动和停机过程中。引 起喘振的

7、原因主要有:机组在启动过程升速慢,压气机偏离设计工实用文档况;机组启动时防喘放气阀不在打开状态;停机过程防喘放气 阀没有打开。(2)防止喘振的措施防止压气机喘振的措施主要有:采取中间放气,即设置防喘放气阀,将堵塞空气通过防喘放气阀排掉;在压 气机进口安装可调导叶(IGV),在启动过程将IGV角度关。约跎 压气机流量,防止压气机流道出现堵塞现象;对于高压比的压气机 采用以上两种的防喘措施还不够时,可采用双转子结构,即分成高压 和低压压气机。213机组运行振动大引起燃气轮机运行振动的原因较多,对机组安全运行构成威胁,因此 应高度重视。下面列举部分引起机组振动的情况和处理的方法 :(1) 机组启

8、动过程过临界转速时振动略为升高,属正常现象,但在临界转 速后振动会下降。按正常程序启动燃气轮机时,机组会快速越过临界 转速,如果由于升速较慢引起振动偏高,应检查处理升速较慢的原因。(2)启动过程中由于压气机喘振引起的振动偏高,喘振时压气机内部 发出“嗡?嗡? ”声,对这种情况应检查压气机喘振的原因和对机组 带来的不良影响。(3)机组停机后没有按冷机程序执行,或在冷机过程对气缸和转子的 非均匀冷却,致使燃气轮机转子临时性弯曲,造成在启动过程中晃动 量大,引起振动偏大,对这种情况可通过延长盘车转速下的运转时间 或在点火转速下延长暖机时间来消除;如果转子永久性变形,投入运 行后仍然没有好转,那么需通

9、过外部纠正才能解决转子弯曲问题;实用文档(4)转子存在动不平衡引起的振动偏高,必须对转子进行动平衡来消 除。如果是由于叶片断裂或严重的金属脱落而引起的就必须更换部 件。对于5000或6000型燃气轮机,叶片重量存在2030克的偏差一 般不会对振动造成明显的变化。(5)由转子内部缺陷(拉杆螺栓紧力 不均、轮盘接触不良等)引起的振动,反映在启动过程(特别是冷态启 动更为突出)和运行初期的振动较高,但运行一段时间后振动有所下 降,这种情况主要反映出转子在启动后传热不均匀引起转子局部变形 可通过延长启动时间来解决,但严重时需要对转子进行解体大修。(6)由于轴承损坏而引起的振动偏大,一般同时会伴随着机组

10、惰走时 间偏短,那么需要更换轴承;油膜震荡也会引起振动偏大。(7)由于动静部件相磨引起的振动偏大,则必须处理间隙;(8)由于套齿联轴器或传动齿轮磨损,接触不良也会引起机组的异常 振动,应修理或更换损坏部件;(9)转子中心偏离引起振动大,则应对转子重新对中;(10)基础不牢、机组地脚螺栓松动、机组滑销系统在热膨胀时受阻等,也可能引起机组振动偏高。214点火失败点火失败的主要原因有:点火故障(点火线圈及点火变压器故障); 燃油系统及燃油控制系统故障。这种情况可以参考211的燃机在启 动过程“热挂”中的燃机控制系统故障的处理;雾化空气系统故障。 这种情况可以参考211的燃机在启动过程“热挂”中的燃油

11、雾化不良 的故障处理;燃油喷嘴结焦堵塞等等。实用文档215 燃烧故障燃料燃烧不完全或个别燃烧室燃烧不良导致出口温度不均匀,透平出口处的最大排气温差超过允许值,便发出燃烧故障报警;引起燃烧故 障的原因主要有:燃油进油量不均匀(主要有流量分配器故障、燃 油喷嘴堵塞、燃油管道堵塞等);雾化不良(主要有雾化空气系统 故障、燃油压力偏低等);燃油喷嘴故障(喷嘴变形)、燃烧室及 过渡段故障等;压气机故障。压比低、燃烧及掺冷空气不足;透 平故障(主要有流道堵塞、叶片变形等)。216 启动不成功启动过程发生故障导致机组启动不成功的原因很多,主要有以下几方 面:启动系统故障。这种情况可以参考211的燃机在启动过

12、程“热 挂”中的启动系统的问题处理;点火失败。这种情况可以参考214 的点火失败的处理;燃烧故障。这种情况可以参考215的燃烧故障 的处理;机组“热挂”。这种情况可以参考211的燃机在启动过程“热挂”问题的处理;压气机喘振。这种情况可以参考212的压气 机喘振的处理;压气机进口导叶IGV打开故障;启动过程振动 大。这种情况可以参考213的机组运行振动大的处理;发电机同期 故障;其它主要辅机故障等。217 燃机大轴弯曲燃机大轴弯曲的主要原因有:机组运行中振动偏大;机组动、静 部件相磨造成大轴局部过热变形;轴瓦烧损致轴颈严重磨损; 盘车系统故障造成转子热态无法均匀冷却。实用文档解决措施有:启动和运

13、行时注意监视机组振动情况,防止振动超标; 停机时应确认盘车投入正常,并按正常运行的要求定期记录燃机轮 间温度及其它参数,定期检查盘车的投入和转子的转动情况。禁止强 制打开轮机间门进行快速冷却;检修时应使机组充分冷却(轮间温 度60 C以下)后才能停盘车。对无法等冷却后才能停盘车的检修 , 应在转子露出部分作记号,在检修过程中定期对转子进行盘动180 , 并有专人负责记录时间及转动角度。热态停盘车时轮间温度不得高于 150 C ,停盘车时应同时将辅助滑油泵置于手动位置让滑油自循环进 行冷却;检修揭瓦后的转子转动前应先将滑油循环 8小时,以清除 轴瓦及油路在检修过程遗留的灰尘,第一次启动时应在盘车

14、状态下用 听针倾听机组内的声音。218燃机轴瓦烧坏轴瓦烧损的主要原因有:轴瓦润滑不好:如油位过低、油质变劣、 滑油压力不足等引起轴瓦失油或滑油温度偏高;轴颈处接触不良, 造成局部负载过重;轴瓦温度过高。解决措施有:运行时严密监视轴瓦温度和回油温度;滑油过滤 器和冷油器切换应使用操作票并在专人监护下,先将备用组注满油后 再进行切换操作,并加强对油压和油流的监视,操作应缓慢进行,严防 在操作时滑油中断及温度突变而烧毁轴瓦;停机时应监视滑油泵运 行情况、油温和轴瓦温度,确认燃机盘车投入正常,并且定期记录滑油 压力、温度及其它参数,定期检查盘车的投入和转子的转动情况; 热态停盘车时轮间温度不得高于15

15、0 C ,停盘车时应同时将辅助滑油实用文档泵置于手动位置让滑油自循环进行冷却,以防轴瓦温度过高而烧毁轴 瓦巴氏合金;正常运行时应保持滑油油位在1/ 2以上;定期进 行滑油油质化验,有异常时应根据情况监督和采取措施,以保证油质 符合标准;定期对油箱油位计进行校验,并做低油位报警试验; 检修更换新瓦时,应检查瓦面接触良好;检修揭瓦后的转子转动前 应先将滑油循环8小时,清洗掉检修过程存在轴承箱中的灰尘,检查 轴瓦回油油流情况。219 燃机严重超速为防止燃机严重超速,应采取的措施有:机组运行时各种超速保护 均应投入运行,防止在无保护的情况下运行;在燃机启动至空载或 停机解列时,应严密监视机组转速在额定

16、范围之内,防止调速控制系 统异常而超速,否则应手动降速或紧急停机并记录转速最高值;定 期对燃料截止阀进行动作试验和泄漏试验,检查燃油截止阀动作自如 关闭严密,否则应进行处理;定期进行超速试验和甩负荷试验。2110 燃机通流部分损坏燃机通流部分损坏的主要原因:燃烧产物超温;高温腐蚀; 外来物或热通道部件掉块打击其它部件引起的恶性损坏;机组振 动过高或其它原因引起动、静部件相磨。为此在措施方面应考虑:(1) 在燃油方面:为减少对高温部件的高温腐蚀,延长热部件寿命,应 控制燃油的钠、钾含量及镁钮比在规范之内,即:Na + Ka < 11ppm , Mg :V = 3315 ,严禁燃用有害微金属

17、含量超标的燃料;为减 少对燃油喷嘴和热通道部件的冲刷,应严格控制燃油的过滤精度在5实用文档wm,定期更换燃油滤网;降低燃油粘度以改善燃油的雾化程度, 确保燃油燃烧完全,在允许范围之内应尽量提高燃油的温度,确保进 机油粘度控制在20cst以下。(2)在机组启动、运行方面应注意: 燃机点火时燃油不能过量,点火失败后的再次点火前应检查启动失败 排放阀是否把未燃烧的燃料排。⒏萸榭鍪实毖映で宕凳奔,以 除去流道中的残留燃料;升速过程中应注意燃油参考值FSR的上升 情况,流量分配器转速的变化情况、透平排气温度、轮间温度以及超 温、温差等保护的动作情况,若出现FSR空制故障或保护不动作时应停 机进行处

18、理;运行过程中应注意压气机进口可调导叶的开度 ; 开停机过程中还应注意防喘放气阀的位置与机组转速状态的对应情 况,如出现不对应且有防喘放气阀实际位置不对应、出现振动异常情 况、主机有异常声响、透平排气温度或FSR的异常上升情况时要立即 紧急停机;在启动和运行过程中应监视机组振动情况;运行过 程中应密切监视透平排气温度和排气温差的变化 ,如出现超标且确认 热电偶无异常时应尽快停机进行检查;改善燃油雾化,确保燃烧完 全,应跟踪主燃油出口压力、燃油喷嘴前压力和压差情况,保证燃油的 喷射压力;在运行过程中跟踪雾化空气压比的变化情况,如出现压 比低报警时应进行检查,并控制运行过程中雾化空气的温度。(3)

19、在 维护方面应注意:定期对雾化空气系统进行低点排污和排水; 燃机水洗时应控制轮间温度在149 C以下,水温控制在82 C以上; 定期对压气机进口可调导叶的角度进行校验,以确保运行时角度对 应而且关闭和打开时的限位块不要顶住气缸;应定期对热通道用实用文档孔探仪进行检查。(4)在机组大中修时应注意:对热通道各部件进 行彻底检查,按规范要求严格控制叶片裂纹,对裂纹超标的叶片进行 更换或采取止裂措施,防止裂纹扩展;应对热通道各动静间隙按规 范进行控制,以防止启动过程的动静摩擦;应对IGV的实际角度与 机械指示和控制的显示值进行对比、 校验;检修过程中应注意不能 有任何东西掉进气缸里,回装时应进行彻底的

20、检查,以防止有任何物 品遗留在热通道里。2111 滑油温度高燃机滑油温度高的原因有:冷却水泵出力不足、散热风机故障、散 热器堵塞或水箱水位低引起的冷却水温高;冷油器堵塞,水流偏小 且换热效率低;冷却水温度调节阀故障,使进入冷油器的水量偏 少。为此在措施方面应考虑:运行时应跟踪冷却水泵的出力变化,一般 情况下水泵出力的降低是水泵叶轮被(颗粒)冲刷或汽蚀(水温较高 或水中含气)引起叶型变化导致的,水泵的出力下降一般也是一个逐 步下降的过程,只要在运行中跟踪就可避免由于该原因而导致的油温 升高;定期对冷却水系统进行清洗,包括水箱中积垢的清理和管路的 循环排放;发现有水泵出力下降的趋势则要做好检查安排

21、,必要时更 换水泵叶轮;在大、中修时安排检查冷却风机马达轴承及转动情况 定期对冷却水散热器进行清洗;在大、中修时安排冷却水箱水位计 校验;定期对冷油器进行清洗;定期对冷却水温度调节 阀进行拆检。实用文档2112 燃机排气温差大燃机排气温度分布不均匀会使叶片形成热应力,加剧透平缸的变形。 因此,控制燃机排气温差是保证机组正常运行的一个重要环节。燃机排气温差大是由多种原因造成的,主要有:在排气热电偶出现 故障时,此时应对热电偶进行更换、校验或对其通道进行校验;燃油喷嘴或逆止阀故障造成喷嘴前压差大,使进入各个燃烧室的喷油量 不同,从而使透平排气温度场分布不均;流量分配器故障。主要是 由于磨损使流量分配齿轮间隙发生变化,从而使进入各燃烧室的燃油 量不相同,造成排气温差大;燃油清洗阀关不严或泄漏。燃油从旁 路管跑掉,使进入各燃烧室的燃油量不相同,从而造成排气温度场的 不均匀;燃油管道变形或堵塞,使进入各燃烧室的燃油量不相同, 从而对排气温度的均匀程度造成影响;雾化空气压比低,雾化空气 量偏少,燃油燃烧不完全从而对透平的排气温度场产生影响;火焰 筒或过渡段破损,影响火焰筒和过渡段的冷却效果,从而影响排气温 度场的分布;叶片积垢不均而影响了热通道各部位的通流量,从而 对排气温度场造成影响;叶片冷却空气冷却叶片后进入热通道,如 叶片冷却通道堵塞,也会对排气温度场形成一定的影响。

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