LM2500型燃气轮机轴承故障检修实践

目前,国内海上油田多采用燃气轮机作为主发电机组的原动机,主发电机组的运行稳定性关系到整个油田或区域油田群的生产稳定性。燃气轮机的定子、转子等核心部件发生故障后,需要对机组进行解体维修,检修技术要求高、流程复杂且耗时较长。本文分享了一例国内某海上油田LM2500型燃气轮机在大修后不久被发现压气机转子轴承出现故障现象,以及经过检查验证和检修后故障得到解决的过程。     

浅谈三菱M701F燃机压气机进气温度对IGV开度的影响

燃气轮机通过IGV(Inlet Guide Vane)系统调节其压气机的进气流量以及压气机的进气气流角度,从而防止压气机喘振,提高燃气轮机甚至联合循环机组的运行效率。IGV对于燃气轮机的高效运行非常重要,现结合三菱M701F燃气轮机IGV控制系统,就其压气机进气温度对IGV开度的影响进行了分析探讨。     

燃气轮机旋转失速机理及防范对策

燃气轮机在工业领域发挥着重要的作用。随压气机向着高平均级压比、高效率和高喘振裕度方向的发展,简单叶片失速及旋转失速成为压气机不得不考虑的问题,其中,旋转失速不仅影响机器的稳定工作范围和运行可靠性,还可导致灾难性事故。因此,本文对燃气轮机常见失速机理及防范对策进行了分析,可为燃气轮机及压气机的进一步改进提供技术支持。     

重型燃气轮机现状与发展趋势

重型燃气轮机是一种能够对能源进行高效转换的核心动力装备。重型燃气轮机有助于实现能源系统的高效、清洁以及安全,我们能够发现在燃气轮机的发展中,高效清洁燃烧室、多级轴流压气机以及二次空气清洁系统,是最为重要的技术。我们以国家需求为导向,通过吸收、消化以及研发,来突破重型燃气轮机发展中的关键技术问题,逐渐首先我国重型燃气轮机核心技术的国产化道路。     

基于CDA的多级轴流压气机优化设计研究

轴流压气机是大型燃气轮机的重要部件。然而由于端壁附面层的影响,多级轴压气机的后面几级静叶上端壁会出现流动分离现象,造成上端壁区域的流动阻塞,使得压气机的通流能力降低,从而流动损失增加。文中针对一多级轴流压气机的末两级,采用CDA对动静叶进行优化设计分析。数值研究表明,经优化设计后,能够有效改善端区的流动情况,提高压气机的通流能力,提高压气机的效率及增压比。这对轴流压气机的优化设计具有一定的借鉴意义。     

两个高比转速离心压气机模型级的设计分析

介绍了国外两种先进的高比转速单级离心压气机的基本参数及性能参数，分析了比转速的影响，选定了国产100kw燃气轮机拟设计的离心压气机的模化点，并进行了计算与对比，分析了其设计特点，为进一步对100kw燃机压气机的设计提供了初步的数据指导。     

燃气轮机结垢性能退化仿真研究

燃气轮机在高温、高湿、高盐的恶劣海洋气候中运行,其重要部件之一的压气机的叶片表面会结垢,从而引起的质量流量和热效率的降低,进而导致总体性能退化。模拟了燃气轮机的工作过程建立压气机、涡轮、燃烧室、转子、容积五个模型,利用GSP仿真技术,控制各个输入参数(空气流量、效率、增压比等)的变化来对比设计工况和稳定工况之间输出参数的不同,从而掌握燃气轮机在使用过程中的性能退化规律。仿真结果表明,结垢会引起压气机出口和排气的温度和压力的升高,同时增加量了叶轮的转速,使燃气轮机机械工作的负荷增大,从而增加了耗油率,而燃气轮机的推力和热效率也在不断减小。     

部件性能退化对燃气轮机运行状态影响分析

在燃气轮机的运行过程中,压缩机结垢、涡轮腐蚀、腐蚀等问题经常导致部件性能的恶化,对整个机器的运行产生负面影响。在性能仿真模型的基础上,以燃气轮机为例进行研究,并采用模块化建模方法建立了燃气轮机的热力学模型;针对压气机以及涡轮透平性能退化条件下机组性能参数的变化规律进行了着重研究。通过与燃气轮机实测数据的比较,验证了模型的正确性。模型的验证结果表明,当部件性能下降时,压缩机和汽轮机的性能下降对燃气轮机的功率有显著影响,将显著提高燃气轮机的燃油消耗率,水清洗有助于恢复燃气轮机的性能。     

Solar Taurus 70燃气轮机叶片损伤原因分析

结合Solar Taurus 70燃气轮机叶片损伤的实例,对造成叶片损伤的原因进行了分析,空气气质、燃料气气质、压气机可转导叶系统、叶片质量和运行使用等5个方面存在问题都可能导致叶片损伤。通过原因分析,提出运行建议,可为类似的燃气轮机的运行提供参考。     

提高燃气轮机出力和效率的稳妥设计方法

针对燃料类型,燃料灵活性和减少温室效应气体排放等方面对燃气轮机的燃烧室技术进行了重大改进。同样,先进的工业燃气轮机也是沿着提高压气机质量流量,提高透平进气温度,采用耐高温性能更好的材料,减小叶顶气封间隙,以及降低燃烧室排放的方向发展。     

闭式叶轮叶型误差对某型燃气轮机离心压气机性能影响的CFD研究

旨在使用CFD(Computational Fluid Dynamics,计算流体力学)方法对某型燃气轮机闭式离心压气机的叶轮叶型加工误差对性能的影响进行定量研究。CFD仿真结果显示叶型厚度增加0.1mm以上使压气机的性能降低明显。此外,闭式叶轮上叶片的周向分布位置度误差对性能影响较大。研究结果对零件验收具有指导意义。     

基于人工智能的燃气轮机离线水洗运维时间确定

根据燃气轮机实际的运行状态,从数据驱动的角度提出基于人工智能的方法,来确定压气机压比基准值模型,并在此基础上制定离线水洗计划。通过实验分析,结果表明:该方法对燃气轮机离线水洗时间确定有很好的效果,为燃气轮机视情水洗提供一种新的思路。     

某型F级重型燃气轮机总体性能分析

介绍了某型F级重型燃气轮机的结构特点,建立其总体性能模拟模型,得到总体性能参数。结合压气机、燃烧室、透平的影响得到燃气轮机的变工况特性。     

燃气轮机故障诊断中的基准参数计算

针对燃气轮机故障诊断中难以获取足够可靠的基准参数的问题,提出了利用机器学习中支持向量机理论的新型建模思路对燃气轮机的热力参数进行计算,以获得不同工况下燃气轮机基准性能参数。结合故障诊断中通过可测参数获得性能参数的研究思路,提出了基于支持向量机的基准参数一般模型的计算步骤,并通过Matlab平台进行软件实现。利用已有文献中的实验数据,以某型三轴燃气轮机压气机部分为例,对所提出的方法进行了验证。结果表明,此支持向量机模型计算精度比较高,可用于燃气轮机无故障状态基准参数的计算。     

分轴燃气轮机辨识结果的拟合与分析

本文对分轴燃气轮机通过闭环辨识(用伪随机二进制信号)得到开环特性的可辨识问题作了分析,指出若在反馈处输入伪随机信号,可得到令人满意的辨识结果。在此基础上,拟合出了喷油量和压气机转速之间,喷油量和压气机出口压力之间在三个运行工况下的传递函数。结果表明,机组在不同工况具有不同的动态特性,且与压气机特性曲线上的(?G_e)/(?n_1)值有关。所得的拟合结果与理论模型有很好的吻合,对建立分轴燃气轮机的简化数学模型有一定的参考价值。     

采用逆向工程技术对叶轮建模的研究

在引进、消化、吸收国外先进设备的过程中,当设备中一些型面特别复杂的零件难以用测绘的方法表示其结构和尺寸时,可以用逆向工程技术对零件进行复制。整体式斜流叶轮广泛应用在微型燃气轮机等的压气机部件中。叶轮叶片的设计、制造技术直接影响压气机机组的运行性能和可靠性,对压气机起着关键性的作用。主要研究利用逆向工程技术来实现某微型燃气轮机中整体式斜流叶轮的测量、再设计。探索采用PMM-C700三坐标测量机,利用叶片的叶盆边界和叶背边界作为扫描测量边界,进行扫描叶轮叶片表面的方法,实现了叶轮零件的数字化测量。提出叶轮叶片扫描数据处理的有效方法。实现了叶轮叶片的曲面重构。应用UGNX2软件对叶轮叶片的点云数据进行曲面重构,完成了基于UGNX2的叶轮零件建模。     

一种耦合燃气轮机的富氧燃烧系统技术经济性能分析

提出一种燃气轮机与富氧燃烧耦合的动力系统,该系统利用烟气排烟余热和锅炉内设高温受热面加热压缩空气,使其推动燃气轮机涡轮做功,用燃气轮机的压气机替代空分系统的压缩机,实现空分系统和动力系统耦合,同时燃气轮机也是烟气CO2压缩机的原动机。对新系统进行热力学与经济性分析,对应计算系统净供电效率和供电成本。结果显示当工质在锅炉高温受热面中的吸热量占燃气轮机热耗的比β为0.8、燃气轮机效率ηgt为0.32时,新型耦合系统净效率可比常规富氧燃烧系统增加4.2%,供电成本降低0.044元/(k W·h)。     

燃气轮机轮盘数控加工技术分析

燃气轮机主要是压气机转子上方的一种复杂构件,其集中了窄槽、螺纹、内腔孔等多种构件于一身,轮盘的厚度大约控制在100mm左右,棒槽长度较大,且其整体的体积大,为了确保加工的质量,必须正确排列拉刀并使用合理化的参数。本文对燃气轮机轮盘数控加工技术进行全面分析,为实践工作提供理论基础。     

某重型燃气轮机压气机动叶弯曲变形故障分析

针对国内某热电厂首次发生的燃气轮机压气机第二级动叶顶部弯曲变形故障,从压气机进出口压力、叶片通道温度、排气温度、进口导叶(IGV)阀开度、轴承振动、余热锅炉出口烟气流量等多个监测参数入手,多参数协同分析可能造成故障的原因。在燃气轮机运行过程中,压气机出现进口静压增大0.001 2 MPa,出口压力减小0.078 2 MPa,叶片通道温度增大14.09℃,排气温度增大6.12℃,2^#轴承振动增大10.69 μm,余热锅炉出口烟气流量减少了0.25×10⁶ Nm³/s等异常现象。揭示了轴流式压气机第二级动叶叶顶弯曲变形机理,判断动叶叶顶局部弯曲与压气机旋转失速现象密切相关。若出现压气机进口压力增大,压气机出口压力减小,叶片通道温度及排气温度升高,轴承振动增大,余热锅炉出口烟气流量减小等参数的异常变化,可初步判断压气机发生旋转失速。     

分轴燃气轮机调节系统动态特性若干问题的探讨

该文利用[1]中所提出的分轴燃气轮机控制系统动态分析通用程序对分轴机组动态特性的若干问题进行了分析研究。讨论了分轴燃气轮机运行工况,动力透平转子与压气机转子的转动惯量的比值,回热器以及可调喷嘴调节回路对机组动态特性的影响。通过大量计算,得出了能用于分轴机组调节系统设计、改装与方案分析等方面的具体结论。