劉齊 霍志勇 齊立武

摘要：現(xiàn)階段，燃?xì)廨啓C(jī)廣泛應(yīng)用在工業(yè)、船舶以及電力等機(jī)組系統(tǒng)中，并發(fā)揮著良好的應(yīng)用效果。但是對(duì)于燃?xì)廨啓C(jī)的起動(dòng)過(guò)程來(lái)說(shuō)，常常會(huì)受到各類因素影響，導(dǎo)致燃?xì)廨啓C(jī)在起動(dòng)環(huán)節(jié)出現(xiàn)各種故障，如果不能及時(shí)的排查和處理燃?xì)廨啓C(jī)故障，就會(huì)影響整個(gè)機(jī)組運(yùn)行，從而引發(fā)更大的故障，不利于企業(yè)的發(fā)展。為此，文章基于燃?xì)廨啓C(jī)起動(dòng)過(guò)程中常見(jiàn)的故障類型進(jìn)行分析，并針對(duì)這些故障提出有效的排除對(duì)策，保障燃?xì)廨啓C(jī)的平穩(wěn)運(yùn)行。

Abstract： At this stage， gas turbines are widely used in industrial， shipbuilding， and electric power generation systems， and they are exerting good application effects. However， for the starting process of a gas turbine， it is often affected by various factors， resulting in various failures of the gas turbine during the starting process. If the failure of the gas turbine cannot be checked and dealt with in time， it will affect the operation of the entire unit and cause greater failures. ， Is not conducive to the development of enterprises. For this reason， the article analyzes the common fault types during the starting process of the gas turbine， and proposes effective troubleshooting countermeasures for these faults to ensure the smooth operation of the gas turbine.

關(guān)鍵詞：燃?xì)廨啓C(jī);起動(dòng)過(guò)程;典型故障;排除對(duì)策

Key words： gas turbine;starting process;typical failure;troubleshooting countermeasures

中圖分類號(hào)：U664.131? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-957X（2021）23-0122-02

0? 引言

受到經(jīng)濟(jì)全面發(fā)展的影響，人們對(duì)能源系統(tǒng)引發(fā)的環(huán)境問(wèn)題也越來(lái)越重視。隨著燃?xì)廨啓C(jī)的不斷推廣與應(yīng)用，有效降低了企業(yè)投資成本，提高靈活度，同時(shí)憑借高效的運(yùn)行和環(huán)保特點(diǎn)，得到了廣泛推廣與運(yùn)用。燃?xì)廨啓C(jī)起動(dòng)系統(tǒng)主要包括啟動(dòng)馬達(dá)、燃油系統(tǒng)、控制器、點(diǎn)火系統(tǒng)等幾個(gè)部分。當(dāng)燃?xì)廨啓C(jī)起動(dòng)開關(guān)開啟時(shí)，首先由啟動(dòng)系統(tǒng)根據(jù)控制指令進(jìn)行逐步提高系統(tǒng)壓力，當(dāng)液壓的壓力升高到一定值后，馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)，通過(guò)棘輪離合系統(tǒng)帶動(dòng)汽輪機(jī)開始運(yùn)行，當(dāng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)達(dá)到供油轉(zhuǎn)數(shù)后，控制系統(tǒng)接收燃油系統(tǒng)傳輸?shù)闹噶?，并根?jù)指令進(jìn)行共有操作，當(dāng)高壓壓氣機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)符合點(diǎn)火轉(zhuǎn)數(shù)時(shí)，點(diǎn)火系統(tǒng)便開始工作，然后燃?xì)廨啓C(jī)轉(zhuǎn)數(shù)逐漸平穩(wěn)，從而燃?xì)廨啓C(jī)順利起動(dòng)。但是在燃?xì)廨啓C(jī)的長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行中，難免會(huì)出現(xiàn)各類故障問(wèn)題，而起動(dòng)故障屬于燃?xì)廨啓C(jī)的典型故障，只有做好燃?xì)廨啓C(jī)起動(dòng)過(guò)程中的故障分析與排查，才能保障燃?xì)廨啓C(jī)的可靠運(yùn)行，促進(jìn)企業(yè)的健康發(fā)展。

1? 燃?xì)廨啓C(jī)起動(dòng)故障

針對(duì)我國(guó)燃?xì)廨啓C(jī)起動(dòng)的過(guò)程和方法進(jìn)行了細(xì)化和分析，主要可以將其分為三個(gè)步驟，以某一類燃?xì)廨啓C(jī)啟動(dòng)階段為例，第一步驟是燃?xì)廨啓C(jī)啟動(dòng)時(shí)電機(jī)在加速器上開始快速旋轉(zhuǎn)，同時(shí)啟動(dòng)電機(jī)在加速器上帶動(dòng)傳動(dòng)盒上的轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)啟動(dòng)電機(jī)在加速器上改變了帶動(dòng)燃?xì)廨啓C(jī)的轉(zhuǎn)子上快速旋轉(zhuǎn)，使得燃燒室內(nèi)部進(jìn)行了噴油式點(diǎn)火，這個(gè)步驟被稱之為加速器的冷態(tài)運(yùn)行階段。第二個(gè)點(diǎn)火階段從燃?xì)廨啓C(jī)向整個(gè)燃燒室內(nèi)部提供了燃油，控制系統(tǒng)也跟之提出了點(diǎn)火的指令，同時(shí)燃油電磁閥也根據(jù)這個(gè)點(diǎn)火指令自動(dòng)打開，燃燒室在高溫下點(diǎn)火后，在渦輪作用下促使燃?xì)猱a(chǎn)生高溫，然后燃?xì)廨啓C(jī)的渦輪轉(zhuǎn)子不斷地加速，直到起動(dòng)機(jī)脫扣第二個(gè)點(diǎn)火階段才完成。這個(gè)運(yùn)行階段伴隨著燃燒室渦輪不斷地做功，使得燃?xì)廨啓C(jī)的轉(zhuǎn)子運(yùn)行速度增大，同時(shí)起動(dòng)電流逐漸減少，起動(dòng)電機(jī)也逐步推動(dòng)，當(dāng)機(jī)組達(dá)到脫扣轉(zhuǎn)速時(shí)，渦輪帶動(dòng)壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子進(jìn)行同步旋轉(zhuǎn)作用。第三階段是熱態(tài)加速階段，此階段燃?xì)廨啓C(jī)起動(dòng)機(jī)已經(jīng)退出做功，渦輪持續(xù)帶動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。整個(gè)燃?xì)廨啓C(jī)的起動(dòng)過(guò)程包含多個(gè)階段，同時(shí)也是整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的關(guān)鍵階段，同時(shí)起動(dòng)過(guò)程中也容易受到各類因素的影響，進(jìn)而出現(xiàn)故障問(wèn)題。常見(jiàn)的燃?xì)廨啓C(jī)啟動(dòng)故障包括點(diǎn)火失敗、燃?xì)飧邷匾约皻鈩?dòng)懸掛等故障。

1.1 燃?xì)廨啓C(jī)起動(dòng)電機(jī)設(shè)備故障分析和排除? 當(dāng)燃?xì)廨啓C(jī)啟動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，起動(dòng)電機(jī)設(shè)備故障是一種典型的故障，產(chǎn)生這一故障的原因有很多種，當(dāng)燃?xì)廨啓C(jī)起動(dòng)系統(tǒng)在第一階段加速運(yùn)行時(shí)，起動(dòng)電阻機(jī)會(huì)帶動(dòng)燃?xì)廨啓C(jī)加速運(yùn)轉(zhuǎn)，如果在進(jìn)行點(diǎn)火前燃?xì)廨啓C(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速?zèng)]有達(dá)到程序標(biāo)準(zhǔn)值，那么控制系統(tǒng)就會(huì)執(zhí)行停機(jī)指令。燃?xì)廨啓C(jī)沒(méi)有達(dá)到點(diǎn)火轉(zhuǎn)速就會(huì)出現(xiàn)燃?xì)廨啓C(jī)起動(dòng)失敗的現(xiàn)象，而一般引發(fā)這個(gè)故障的原因都是由于燃?xì)廨啓C(jī)啟動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行異常，具體原因包括以下幾種：①燃?xì)廨啓C(jī)起動(dòng)電機(jī)沒(méi)有按照規(guī)范進(jìn)行起動(dòng)運(yùn)行，導(dǎo)致電機(jī)流過(guò)的電流超出額定電流標(biāo)準(zhǔn)，最終造成起動(dòng)電機(jī)線圈燒毀，最終導(dǎo)致燃?xì)廨啓C(jī)起動(dòng)失敗;②燃?xì)廨啓C(jī)起動(dòng)系統(tǒng)的電機(jī)接線位置松動(dòng)，當(dāng)出現(xiàn)虛接時(shí)也會(huì)引發(fā)電流流通受阻，從而出現(xiàn)燃?xì)廨啓C(jī)起動(dòng)失敗故障;③燃?xì)廨啓C(jī)控制系統(tǒng)發(fā)出指令后，控制箱接觸器并沒(méi)做出閉合操作，也是引發(fā)燃?xì)廨啓C(jī)起動(dòng)失敗的主要原因;④當(dāng)燃?xì)廨啓C(jī)起動(dòng)電機(jī)控制箱體內(nèi)的線路連接不暢，也會(huì)導(dǎo)致電機(jī)運(yùn)行異常，從而影響燃?xì)廨啓C(jī)無(wú)法順利起動(dòng)。

在燃?xì)廨啓C(jī)起動(dòng)運(yùn)行前，必須做好各個(gè)機(jī)組線路的鏈接與檢查，做好線路連接排查，并緊固每條線路。當(dāng)燃?xì)廨啓C(jī)起動(dòng)電機(jī)運(yùn)行時(shí)，還要時(shí)刻關(guān)注燃?xì)廨啓C(jī)起動(dòng)電機(jī)的電流情況，避免電機(jī)的電力過(guò)大引發(fā)故障，如果燃?xì)廨啓C(jī)起動(dòng)電機(jī)無(wú)電流通過(guò)，也要及時(shí)檢查接觸器是否按照指令執(zhí)行閉合操作，及時(shí)做好故障定位，有效解決故障。

1.2 燃?xì)廨啓C(jī)點(diǎn)火失敗故障分析和排除? 燃?xì)廨啓C(jī)向燃燒時(shí)提供燃油霧化空氣，燃油閥門打開，如果在執(zhí)行點(diǎn)火指令后，控制系統(tǒng)并未檢測(cè)到燃?xì)鉁囟瘸霈F(xiàn)變化，那么控制系統(tǒng)會(huì)直接判定點(diǎn)火失敗，從而執(zhí)行停機(jī)指令。

結(jié)合多個(gè)故障案例分析來(lái)看，燃?xì)廨啓C(jī)點(diǎn)火失敗的故障原因主要包括以下幾個(gè)方面：①燃?xì)廨啓C(jī)點(diǎn)火裝置故障，又或者點(diǎn)火裝置控制器出現(xiàn)故障，導(dǎo)致在點(diǎn)火時(shí)無(wú)法正常產(chǎn)生火花，最終致使燃?xì)廨啓C(jī)點(diǎn)火失敗;②燃?xì)廨啓C(jī)壓送空氣減壓閥異常，從而導(dǎo)致燃?xì)忪F化空氣的壓力不穩(wěn)，從而導(dǎo)致燃料不足，也是影響點(diǎn)火的主要原因;③燃?xì)廨啓C(jī)燃油管路故障，導(dǎo)致燃料泄露，又或者電磁閥無(wú)法正常打開，燃料進(jìn)入燃燒室的比例較少，無(wú)法完成點(diǎn)火;④燃?xì)廨啓C(jī)燃油霧化空氣溫度較低，導(dǎo)致燃油運(yùn)動(dòng)粘度小，從而出現(xiàn)點(diǎn)火困難。

為此，在燃?xì)廨啓C(jī)起動(dòng)前，工作人員還要仔細(xì)檢查點(diǎn)火設(shè)備，查看點(diǎn)火器供電情況，在控制系統(tǒng)發(fā)出點(diǎn)火指令后，還要及時(shí)查看燃油霧化空氣的壓力情況，電磁閥開關(guān)是否正常開啟，同時(shí)關(guān)注燃油壓力以及溫度是否正常，確保所有數(shù)字都正常時(shí)，才能保障燃?xì)廨啓C(jī)正常點(diǎn)火。

1.3 燃?xì)廨啓C(jī)燃?xì)獬瑴赝C(jī)故障診斷和排除? 當(dāng)燃?xì)廨啓C(jī)在起動(dòng)時(shí)，通過(guò)燃料和空氣在燃燒室內(nèi)會(huì)產(chǎn)生劇烈的放射性化學(xué)反應(yīng)，致使其在燃燒室內(nèi)的溫度迅速提高，渦輪轉(zhuǎn)子和葉片以及傳動(dòng)軸承都需要能夠承受較大的熱應(yīng)力，因而很容易就會(huì)發(fā)生熱部件的故障，為了避免燃?xì)獾某瑴亟o熱部件帶來(lái)的損害，燃?xì)廨啓C(jī)也配備了超溫停機(jī)的保護(hù)。燃?xì)廨啓C(jī)在起動(dòng)環(huán)節(jié)中相關(guān)工作人員也要時(shí)刻注意到燃?xì)鉁囟鹊淖兓瑢?duì)于燃?xì)廨啓C(jī)可以采取一種機(jī)械性的液壓式燃油溫度調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)，當(dāng)發(fā)生了燃油溫度調(diào)節(jié)不合理時(shí)，就可能會(huì)使汽車出現(xiàn)高溫故障，從而直接引發(fā)了燃?xì)廨啓C(jī)的停止運(yùn)行。

因此，為了避免燃?xì)廨啓C(jī)超溫停機(jī)故障，可以采取以下解決措施：①在燃?xì)廨啓C(jī)起動(dòng)之前要結(jié)合實(shí)際的外界溫度對(duì)燃油進(jìn)行調(diào)節(jié)，通常情況下大氣溫度提升4℃，通過(guò)調(diào)節(jié)慢車螺釘防止超溫故障;②當(dāng)燃?xì)廨啓C(jī)處于熱應(yīng)力狀態(tài)時(shí)，當(dāng)燃?xì)廨啓C(jī)再次啟動(dòng)前可以采用冷吹措施，從而快速降溫，避免超溫停機(jī)故障的出現(xiàn);③在燃?xì)廨啓C(jī)起動(dòng)時(shí)，還要密切關(guān)注有壓力和燃?xì)鉁囟壬仙俾剩绻郎囟冗^(guò)高，應(yīng)該及時(shí)手動(dòng)停止燃油據(jù)，避免燃油超溫故障。

1.4 燃?xì)廨啓C(jī)起動(dòng)懸掛故障診斷與排除? 當(dāng)燃?xì)廨啓C(jī)轉(zhuǎn)速?zèng)]有達(dá)到慢車轉(zhuǎn)速而停止上升，燃?xì)廨啓C(jī)轉(zhuǎn)速也逐漸下降最終停轉(zhuǎn)，而這一故障就稱之為氣動(dòng)懸掛故障。當(dāng)燃?xì)廨啓C(jī)出現(xiàn)氣動(dòng)懸掛故障后，會(huì)對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)造成較大的損傷，從而影響使用壽命。一般燃?xì)廨啓C(jī)起動(dòng)懸掛故障包括冷懸掛故障和熱懸掛故障，冷懸掛故障的產(chǎn)生原因一般是由于燃?xì)廨啓C(jī)起動(dòng)時(shí)燃油供應(yīng)不足，導(dǎo)致渦輪做功不足，從而影響燃?xì)廨啓C(jī)壓力機(jī)轉(zhuǎn)速。熱懸掛故障主要是燃?xì)廨啓C(jī)溫度過(guò)高，導(dǎo)致燃?xì)獾臏囟忍嵘^(guò)快，但轉(zhuǎn)速卻無(wú)法上升到自持轉(zhuǎn)速，從而導(dǎo)致轉(zhuǎn)速停滯，引發(fā)燃?xì)廨啓C(jī)起動(dòng)失敗。

為此，當(dāng)燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)生懸掛故障時(shí)，如果燃?xì)鉁囟容^低，可以判斷為冷懸掛故障，這時(shí)相關(guān)人員可以采用手動(dòng)短暫調(diào)節(jié)燃油調(diào)節(jié)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)慢車油量增加，在燃?xì)廨啓C(jī)啟動(dòng)前還要結(jié)合大氣溫度對(duì)燃油進(jìn)行調(diào)整，以此來(lái)避免懸掛故障的出現(xiàn)。如果懸掛故障發(fā)生時(shí)燃?xì)鉁囟绕撸@時(shí)可以診斷為熱懸掛故障，可以對(duì)機(jī)組進(jìn)行冷吹再啟動(dòng)，如果燃油壓力過(guò)高還要合理調(diào)節(jié)燃油量。

2? 燃?xì)廨啓C(jī)附件故障

2.1 壓力信號(hào)器故障

燃?xì)廨啓C(jī)是一種高速旋轉(zhuǎn)的機(jī)械設(shè)備，在其運(yùn)行的過(guò)程中需要不斷地采用潤(rùn)滑油來(lái)保持其機(jī)械的潤(rùn)滑，而且滑油的壓力也是保證滑油供給正常的一個(gè)重要基礎(chǔ)依據(jù)，如果滑油的壓力過(guò)高，那么這個(gè)壓力的信號(hào)器就會(huì)出現(xiàn)閉合，當(dāng)燃?xì)廨啓C(jī)在高速運(yùn)行過(guò)程中控制單元采集了一個(gè)閉合的信號(hào)后，便可以執(zhí)行緊急啟動(dòng)停機(jī)的指令。但是當(dāng)燃油的壓力信號(hào)器不正常時(shí)，也可能導(dǎo)致汽車的燃?xì)鉁u輪機(jī)暫時(shí)停止。

在燃?xì)廨啓C(jī)出現(xiàn)滑油壓力不足的現(xiàn)象時(shí)，操作人員首先要觀察滑油和燃油管理壓力是否正常，如果壓力值在運(yùn)行范圍內(nèi)，可以判定是壓力信號(hào)器引發(fā)的故障，應(yīng)該及時(shí)短接壓力信號(hào)器，維持燃?xì)廨啓C(jī)穩(wěn)定運(yùn)行，當(dāng)停氣后及時(shí)更換壓力信號(hào)器。

2.2 放喘放氣閥故障

燃?xì)廨啓C(jī)壓力機(jī)一般都設(shè)有防喘振放氣閥，而如果防喘振放氣閥沒(méi)有按照規(guī)定進(jìn)行大塊，就會(huì)導(dǎo)致燃?xì)廨啓C(jī)出現(xiàn)喘振故障，從而影響燃?xì)廨啓C(jī)運(yùn)行效率，還會(huì)產(chǎn)生噪聲。

為此，在燃?xì)廨啓C(jī)運(yùn)行過(guò)程中，要嚴(yán)格按照規(guī)范打開放喘放氣閥們，并及時(shí)檢查壓縮空氣壓力是否正常，如果放氣閥機(jī)械出現(xiàn)卡滯，那么應(yīng)該更壞或者拆除，并做好定期的養(yǎng)護(hù)工作。

3? 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，隨著我國(guó)現(xiàn)代工業(yè)的全面發(fā)展，推動(dòng)了燃?xì)廨啓C(jī)的現(xiàn)代化水平，在最新技術(shù)的支持下，提高了燃?xì)廨啓C(jī)運(yùn)行的可靠性，通過(guò)對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)故障診斷分析，全面優(yōu)化了燃?xì)廨啓C(jī)的運(yùn)行效率，提高了燃?xì)廨啓C(jī)的運(yùn)行安全，同時(shí)也減少了燃?xì)廨啓C(jī)受到故障的影響，提高燃?xì)廨啓C(jī)使用壽命，推動(dòng)我國(guó)發(fā)電事業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。

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