1、燃氣輪機運行故障及典型事故的處理1燃氣輪機事故的概念及處理原則111 事故概念燃氣輪機事故指直接威脅到機組安全運行或設備發生損壞的各種異常狀態。凡正常運行工況遭到破壞，機組被迫降低出力或停運等嚴重故障，甚至造成設備損壞、人身傷害的統稱為事故。造成設備事故的原因是多方面的，有設計制造方面的原因，也有安裝檢修、運行維護甚至人為方面的原因。112 故障、事故的處理原則當燃氣輪機運行過程中發生異常或故障時，處理時應掌握以下原則：（1）根據異常和故障的設備反映出來的現象及參數進行綜合分析和判斷，迅速確定故障原因，必要時立即解列機組，防止故障蔓延、擴大。（2）在事故處理中，必須首先消除危及人身安全及設備損

2、壞的危險因素，充分評估事故可能的對人身安全和設備損害的后果，及時、果斷的進行處理。（3）在處理事故時牢固樹立保設備的觀念。要認識到如果設備嚴重損壞以至長期不能投入運行對電力系統造成的影響更大。所以在緊急情況下應果斷的按照規程進行處理，必要時停機檢查。（4）在事故發生后，運行各崗人員要服從值班長的統一指揮，各施其責，加強聯系和配合，盡可能將事故控制在最小的損壞程度。（5）當設備故障原因無法判斷時，應及時匯報尋求技術支持，并按最嚴重的后果估計予以處理。（6）事故處理后，應如實將事故發生的地點、時間及事故前設備運行狀態、參數和事故處理過程進行詳細記錄和總結。2燃氣輪機的運行故障、典型事故及處理211

3、燃機在啟動過程“熱掛”“熱掛”現象：當燃機啟動點火后，在升速過程中透平排氣溫度升高達到溫控線時燃機由速度控制轉入溫度控制，這抑制了燃油量的增加速率而影響燃機升速，延長燃機啟動時間，嚴重時燃機一直維持在溫控狀態使燃機無法升速，處于“熱掛”狀態。隨后燃機轉速下降致使啟動失敗，只能停機檢查。“熱掛”的原因及處理辦法有：（1）啟動系統的問題。啟動柴油機出力不足；液力變扭器故障。液力變扭器主要由一個離心泵葉輪、一個透平輪和一個帶有固定葉片的導向角組成。在啟動過程中通過液體將啟動柴油機的力矩傳送給燃機主軸。液力變扭器的故障可通過比較柴油機加速時燃機0轉速到14HM的啟動時間來判斷；啟動離合器主從動爪形狀變

4、化，使燃機還沒超過自持轉速，爪式離合器就提前脫離（柴油機進入冷機后停機）,這時燃機升速很慢。而燃油參考值是以0105%FRS/S的速度上升的，由于燃機升速慢而噴油量增速率不變使燃油相對過量，使排氣溫度T4升高而進入溫控，導致燃機的啟動失敗。（2）壓氣機進氣濾網堵塞、壓氣機流道臟，壓縮效率下降。進氣濾網堵塞會引起空氣量不足；壓氣機流道臟會使壓氣機性能下降。必須定期更換進氣濾網并對壓氣機進行清洗,及時更換堵塞的濾網和清除壓氣機流道上的積垢及油污。（3）燃機控制系統故障。當燃油系統或控制系統異常時，有可能引起燃油量配合不當（過量或不足）或進油量分配不均勻。主要影響因素有：油濾網堵塞；燃油流量分配器卡

5、澀；主燃油泵電磁離合器故障；燃油母管壓力釋放閥VR4泄漏；控制系統故障。（4）燃油霧化不良。燃油霧化的細度和均勻性直接影響到燃燒完善度。燃油霧化的顆粒愈細，單位體積形成的油滴數量愈多，蒸發面積就愈大，蒸發速度也愈快，燃燒就愈完全，燃燒效率就愈高。它同燃油的品質、噴射壓力以及燃油噴嘴的健康情況和霧化空氣量有關。（5）透平出力不足。由于燒原（重）油機組的燃料中含有大量的灰份和雜質，跟燃油一起進入燃燒系統，燃燒后進入火焰筒和透平流道，一部分隨燃氣排到大氣中,一部分堆積在熱通道表面使流通面積減少，從而降低透平的功率和效率。這方面的控制主要取決于下面幾個方面：燃油的選擇；燃油輸送過程的控制；燃油處理過程

6、的控制；抑銳劑加入過量,因為原油中的銳在高溫下會對金屬產生鈕腐蝕，故通過加入抑銳劑（Mg的化合物）來抑制原油中的銳，使其生成疏松的物質隨燃氣排到大氣中避免對金屬產生腐蝕。但是抑銳劑加多了會形成灰份堆積在透平熱通道，因此在運行中應經常對燃油進行化驗并及時調整抑鈕劑的加入量。可用孔探儀對透平熱通道的積垢進行檢查。定期對透平進行水洗及核桃殼清洗，可以清除透平流道中積垢，減少葉片的垢下腐蝕。212壓氣機喘振（1）產生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：機組在啟動過程升速慢，壓氣機偏離設計工況；機組啟動時防喘放氣閥不在打開狀態；停機過程防喘放氣閥沒有打開。(2)防止喘振

7、的措施防止壓氣機喘振的措施主要有：采取中間放氣，即設置防喘放氣閥，將堵塞空氣通過防喘放氣閥排掉；在壓氣機進口安裝可調導葉(IGV),在啟動過程將IGV角度關小，以減少壓氣機流量，防止壓氣機流道出現堵塞現象；對于高壓比的壓氣機采用以上兩種的防喘措施還不夠時，可采用雙轉子結構，即分成高壓和低壓壓氣機。213機組運行振動大引起燃氣輪機運行振動的原因較多，對機組安全運行構成威脅，因此應高度重視。下面列舉部分引起機組振動的情況和處理的方法:(1)機組啟動過程過臨界轉速時振動略為升高，屬正常現象，但在臨界轉速后振動會下降。按正常程序啟動燃氣輪機時,機組會快速越過臨界轉速，如果由于升速較慢引起振動偏高，應檢

8、查處理升速較慢的原因。(2)啟動過程中由于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)機組停機后沒有按冷機程序執行，或在冷機過程對氣缸和轉子的非均勻冷卻，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，對這種情況可通過延長盤車轉速下的運轉時間或在點火轉速下延長暖機時間來消除；如果轉子永久性變形，投入運行后仍然沒有好轉，那么需通過外部糾正才能解決轉子彎曲問題；(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。如果是由于葉片斷裂或嚴重的金屬脫落而引起的就必須更換部件。對于5000或6

9、000型燃氣輪機，葉片重量存在2030克的偏差一般不會對振動造成明顯的變化。(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)和運行初期的振動較高，但運行一段時間后振動有所下降，這種情況主要反映出轉子在啟動后傳熱不均勻引起轉子局部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)由于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，那么需要更換軸承；油膜震蕩也會引起振動偏大。(7)由于動靜部件相磨引起的振動偏大，則必須處理間隙；(8)由于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，應修理或更換損

10、壞部件；(9)轉子中心偏離引起振動大，則應對轉子重新對中；(10)基礎不牢、機組地腳螺栓松動、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。214點火失敗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。這種情況可以參考211的燃機在啟動過程“熱掛”中的燃機控制系統故障的處理；霧化空氣系統故障。這種情況可以參考211的燃機在啟動過程“熱掛”中的燃油霧化不良的故障處理；燃油噴嘴結焦堵塞等等。215燃燒故障燃料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，便發出燃燒故障報警；引起燃燒故障的原因主要有：燃油進油量不

11、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）。216啟動不成功啟動過程發生故障導致機組啟動不成功的原因很多，主要有以下幾方面：啟動系統故障。這種情況可以參考211的燃機在啟動過程“熱掛”中的啟動系統的問題處理；點火失敗。這種情況可以參考214的點火失敗的處理；燃燒故障。這種情況可以參考215的燃燒故障的處理；機組“熱掛”。這種情況可以參考211的燃機在啟動過程“熱掛”問題的處理；壓氣機喘振。這種情況可以

12、參考212的壓氣機喘振的處理；壓氣機進口導葉IGV打開故障；啟動過程振動大。這種情況可以參考213的機組運行振動大的處理；發電機同期故障；其它主要輔機故障等。217燃機大軸彎曲燃機大軸彎曲的主要原因有：機組運行中振動偏大；機組動、靜部件相磨造成大軸局部過熱變形；軸瓦燒損致軸頸嚴重磨損；盤車系統故障造成轉子熱態無法均勻冷卻。解決措施有：啟動和運行時注意監視機組振動情況，防止振動超標;停機時應確認盤車投入正常，并按正常運行的要求定期記錄燃機輪間溫度及其它參數，定期檢查盤車的投入和轉子的轉動情況。禁止強制打開輪機間門進行快速冷卻；檢修時應使機組充分冷卻（輪間溫度60C以下）后才能停盤車。對無法等冷卻

13、后才能停盤車的檢修，應在轉子露出部分作記號，在檢修過程中定期對轉子進行盤動180,并有專人負責記錄時間及轉動角度。熱態停盤車時輪間溫度不得高于150C,停盤車時應同時將輔助滑油泵置于手動位置讓滑油自循環進行冷卻；檢修揭瓦后的轉子轉動前應先將滑油循環8小時，以清除軸瓦及油路在檢修過程遺留的灰塵，第一次啟動時應在盤車狀態下用聽針傾聽機組內的聲音。218燃機軸瓦燒壞軸瓦燒損的主要原因有：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，造成局部負載過重；軸瓦溫度過高。解決措施有：運行時嚴密監視軸瓦溫度和回油溫度；滑油過濾器和冷油器切換應使用操作票并在專人監

14、護下，先將備用組注滿油后再進行切換操作，并加強對油壓和油流的監視，操作應緩慢進行，嚴防在操作時滑油中斷及溫度突變而燒毀軸瓦；停機時應監視滑油泵運行情況、油溫和軸瓦溫度，確認燃機盤車投入正常，并且定期記錄滑油壓力、溫度及其它參數，定期檢查盤車的投入和轉子的轉動情況；熱態停盤車時輪間溫度不得高于150C,停盤車時應同時將輔助滑油泵置于手動位置讓滑油自循環進行冷卻，以防軸瓦溫度過高而燒毀軸瓦巴氏合金；正常運行時應保持滑油油位在1/2以上；定期進行滑油油質化驗，有異常時應根據情況監督和采取措施，以保證油質符合標準；定期對油箱油位計進行校驗，并做低油位報警試驗；檢修更換新瓦時，應檢查瓦面接觸良好；檢修揭

15、瓦后的轉子轉動前應先將滑油循環8小時,清洗掉檢修過程存在軸承箱中的灰塵，檢查軸瓦回油油流情況。219燃機嚴重超速為防止燃機嚴重超速，應采取的措施有：機組運行時各種超速保護均應投入運行，防止在無保護的情況下運行；在燃機啟動至空載或停機解列時，應嚴密監視機組轉速在額定范圍之內，防止調速控制系統異常而超速，否則應手動降速或緊急停機并記錄轉速最高值；定期對燃料截止閥進行動作試驗和泄漏試驗，檢查燃油截止閥動作自如關閉嚴密，否則應進行處理；定期進行超速試驗和甩負荷試驗。2110燃機通流部分損壞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它部件引起的惡性損壞；機組振動過高

16、或其它原因引起動、靜部件相磨。為此在措施方面應考慮:(1)在燃油方面：為減少對高溫部件的高溫腐蝕，延長熱部件壽命，應控制燃油的鈉、鉀含量及鎂鈕比在規范之內，即:Na+Ka<11ppm,Mg:V=3315,嚴禁燃用有害微金屬含量超標的燃料；為減少對燃油噴嘴和熱通道部件的沖刷，應嚴格控制燃油的過濾精度在5wm，定期更換燃油濾網；降低燃油粘度以改善燃油的霧化程度，確保燃油燃燒完全，在允許范圍之內應盡量提高燃油的溫度，確保進機油粘度控制在20cst以下。（2）在機組啟動、運行方面應注意：燃機點火時燃油不能過量，點火失敗后的再次點火前應檢查啟動失敗排放閥是否把未燃燒的燃料排盡，并根據情況適當延長清

17、吹時間，以除去流道中的殘留燃料；升速過程中應注意燃油參考值FSR的上升情況，流量分配器轉速的變化情況、透平排氣溫度、輪間溫度以及超溫、溫差等保護的動作情況，若出現FSR空制故障或保護不動作時應停機進行處理；運行過程中應注意壓氣機進口可調導葉的開度；開停機過程中還應注意防喘放氣閥的位置與機組轉速狀態的對應情況，如出現不對應且有防喘放氣閥實際位置不對應、出現振動異常情況、主機有異常聲響、透平排氣溫度或FSR的異常上升情況時要立即緊急停機；在啟動和運行過程中應監視機組振動情況；運行過程中應密切監視透平排氣溫度和排氣溫差的變化，如出現超標且確認熱電偶無異常時應盡快停機進行檢查；改善燃油霧化，確保燃燒完

18、全，應跟蹤主燃油出口壓力、燃油噴嘴前壓力和壓差情況，保證燃油的噴射壓力；在運行過程中跟蹤霧化空氣壓比的變化情況，如出現壓比低報警時應進行檢查，并控制運行過程中霧化空氣的溫度。（3）在維護方面應注意：定期對霧化空氣系統進行低點排污和排水；燃機水洗時應控制輪間溫度在149C以下，水溫控制在82C以上；定期對壓氣機進口可調導葉的角度進行校驗，以確保運行時角度對應而且關閉和打開時的限位塊不要頂住氣缸；應定期對熱通道用孔探儀進行檢查。（4）在機組大中修時應注意：對熱通道各部件進行徹底檢查，按規范要求嚴格控制葉片裂紋，對裂紋超標的葉片進行更換或采取止裂措施，防止裂紋擴展；應對熱通道各動靜間隙按規范進行控制，以防止啟動過程的動靜摩擦；應對IGV的實際角度與機械指示和控制的顯示值進行對比、校驗；檢修過程中應注意不能有任何東西掉進氣缸里，回裝時應進行徹底的檢查，以防止有任何物品遺留在熱通道里。2111滑油溫度高燃機滑油溫度高的原因有：冷卻水泵出力不足、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。為此在措施方面應考慮：運行時應跟蹤冷卻水泵的出力變化，一般情況下水泵出力的降低是水泵葉輪被（顆粒）沖刷或汽蝕（水溫較高或水中含氣）引起葉型變化導致的，水泵的出力下降一般也是一個逐步下降的過程，只要在運行中跟蹤就可避免由