某型船用燃气轮机燃油系统故障排除与改进

任荣社，刘健鑫，程家胜

(安徽蚌埠海军士官学校，安徽 蚌埠 233012)

某型船用燃气轮机燃油系统故障排除与改进

任荣社，刘健鑫，程家胜

(安徽蚌埠海军士官学校，安徽 蚌埠 233012)

文章分析了某型燃气轮机燃油系统故障，并从安装油位传感器、安装浮子式截止阀、严格控制加油量3方面，提出了对燃气轮机燃油系统改进的措施。

燃气轮机；故障；处理；改进措施

船用燃气轮机大多数是通过航空燃气轮机改型而来的，它继承了航空燃气轮机的特点，即功率密度大、重量轻、可靠性高。因此，在国内外得到广泛应用。

船用燃气轮机的工作原理是空气经过压气机，压力升高，进入燃烧室，在燃烧室内喷入燃料，燃料和空气混合燃烧，产生高温高压气体，进入增压涡轮做功，增压涡轮带动压气机工作，在增压涡轮内消耗一部分热能，剩余的大部分热能在动力涡轮内部做功，推动动力涡轮转子旋转，动力涡轮通过减速器带动主轴和螺旋桨工作，推动船舶运动。由此，可以看出，燃气轮机的工作与燃料系统的好坏有很大关系，如果燃料系统工作不正常，会使燃气轮机无法工作，甚至造成燃气轮机故障[1]。

1 燃油系统组成、工作过程及故障分析

1.1 燃油系统组成和工作过程

某型船用燃气轮机的燃油系统包括燃油舱、燃油滤清器、驳油泵、燃油日用油柜燃油滤清器、输油泵、控制阀、喷嘴等。燃油舱用于存储燃油，并对日用油柜补充燃油。日用油柜保障燃气轮机日常工作用油[2]。燃气轮机工作时，控制阀打开，日用油柜的燃油经过燃油滤清器、输油泵、控制阀和喷嘴，进入燃烧室。停机时，控制阀关闭，停止供油。泄放阀依靠燃油管路压力控制，燃气轮机停机后，燃油管路压力为零，泄放阀打开，喷嘴泄露的燃油经过回油管路的泄放阀进入日用油柜，避免燃油流入喷嘴和燃烧室，启动时引起爆燃，保证燃气轮机的正常启动；燃气轮机工作时，燃油压力高，泄放阀关闭。

1.2 燃油系统故障现象

某船在返回港口停靠码头时，燃气轮机停止工作，由于燃气轮机长时间工作，日用燃油柜中燃油减少，轮机部门人员启动驳油泵向日用油柜补充燃油，在补充一段时间后，烟囱冒黑烟，机舱内出现超温报警，该报警器的温度传感器安装在燃气轮机的动力涡轮机壳底部，燃气轮机已经停机，不可能超温，我们认为是传感器误报警，没有理会，消除了报警信号。片刻后，温度报警器再次报警，火灾报警器也报警，火灾报警器安装在动力涡轮机匣上部，检查动力涡轮外壳下部连接法兰处，发现有火苗，轮机部门人员立即对燃气轮机的外部和箱装体进行灭火，外部火被灭之后，又对燃气轮机内部喷水灭火，火很快被熄灭，烟囱也不再冒烟。

灭火完毕后，对燃气轮机燃烧室、增压涡轮和动力涡轮用探伤仪探测，发现有着火痕迹，但没有明显损伤，为了安全起见，把燃气轮机吊出机舱，对其进行全面检查。

1.3 燃油系统故障分析

从燃气轮机的工作原理来分析燃气轮机停机后内部起火的原因。燃气轮机正常工作时，燃烧室内有燃料燃烧，烟囱有烟冒出；燃气轮机停机后，油门关闭，控制阀关闭，燃油系统停止了供油，燃烧室没有燃料，不可能出现冒烟现象[3]。

燃气轮机停机后，烟囱有烟冒出，说明燃气轮机内部有燃料燃烧，燃烧必须满足3个条件，即有火源(温度)、氧气和燃料，由于燃气轮机停机时间短，燃烧室内部部件温度比较高，可能超过柴油自燃温度(350 ℃左右)，燃气轮机内部和大气相通，氧气很充足，很显然，如果有燃油进入燃烧室，就会燃烧。从图1看出，进入燃烧室的燃油有2路，一路是供油油路，日用油柜燃油经过燃油滤清器、输油泵、控制阀和喷嘴，进入燃烧室，这一路在燃气轮机停机后控制阀关闭，不可能有燃油进入燃烧室；另一路是回油油路，很有可能是日用油柜的燃油经过泄油阀进入喷嘴，最后进入燃烧室。

根据分析结果，重点检查回油油路，拆开连接管(如图1所示①处)，用驳油泵向日用油柜内驳油，发现有油流出，说明日用油柜燃油过多，进入喷嘴和燃烧室，验证分析结果，找出了故障原因。

图1 燃气轮机供油系统示意图

2 燃油系统改进措施

这次故障虽然不大，但也造成不小的损失，耽误船舶的正常工作。造成这次故障的主观原因是值班人员加油时过于粗心，没有注意日用油柜油位；客观原因是燃油系统的泄放管路上的泄放阀在燃气轮机停机后打开，起到排泄漏油的作用，但不能防止燃油倒流，因此，必须对燃油系统进行改进。

2.1 安装油位传感器

在日用油柜上，安装一个油位传感器，如图2所示，当燃油加到一定位置时，油位传感器动作，自动切断驳油泵电源，停止驳油，保证日用油柜的燃油不会超过规定油位。从而保证日用油柜燃油不会倒流，进入燃气轮机。

图2 安装油位传感器

2.2 安装浮子式截止阀

在日用油柜的泄油口处安装浮子式截止阀，如图3所示，类似于抽水马桶上的截止阀，当油位达到规定高度时，将泄放口关闭，同时发出油满信号，停止给日用油柜加油。

图3 安装浮子阀

2.3 严格控制加油量

根据日用油柜的用油量，控制每次加入日用油柜的油量，保证不要加油过多。这就要求轮机人员在加油时，注意观察日用油柜的油位。

3 结束语

燃气轮机生产技术难度大，制造成本高，要保证其安全运行，必须对使用和维护燃气轮机的轮机人员提出很高的要求，加强轮机人员的专业能力培养，同时要提高装备的自动化程度。

[1] 张旋洲.燃气轮机运行故障及典型事故 的处理[J].燃气轮机技术，2006(1):64 -67.

[2] 聂向阳.船用燃气轮机燃油系统故障简析[J].中国机械，2014(21):118-119.

[3] 王文杰.某型舰用燃气轮机燃烧室故障原因分析及排除[J].燃气轮机技术，2007(2): 64-67.

Fault on fuel system in marine gas turbine is analyzed and measures for improving the fuel system are put forward from the 3 aspects including erecting oil-level sensor,installing float spherical valve and strict control of refueling amount.

gas turbine;fault;treatment;improving measure

任荣社(1962-)，男，陕西铜川人，教授，大学本科，主要从事燃气轮机教学和故障诊断工作。

U672

10.13352/j.issn.1001-8328.2017.02.008

2016-09-30