燃气轮机运行状态受部件性能退化的影响

孙少卿

江苏华电昆山热电有限公司， 昆山  215300

摘要：燃气轮机在天然气输气管道中应用广泛，具有功率密度高、使用壽命长的特点。随着燃气轮机的长时间使用，很容易出现压气结垢、涡轮腐蚀等各种问题，使得燃气轮机的部件性能明显退化，不利于整机运行的效果。对燃气轮机性能下降产生的原因进行分析，探究燃气轮机性能参数的影响规律。

关键词：燃气轮机;运行状态;部件性能;性能退化

燃气轮机的运行环境比较苛刻，最重要的就是，加强对工作环境的温度湿度，电源稳定性电磁环境进行合理控制，为燃气轮机提供长期稳定运行的条件，避免环境因素而导致设备引发故障，确保燃气轮机的稳定运行。燃气轮机不同部件运行性能下降时，各种低效的压缩机和涡轮机运行方式也会产生明显变化，燃气轮机和燃油消耗压缩机的性能对燃气轮机运行效率影响非常明显。

一、燃气轮机性能下降的主要因素

燃气轮机使用会受到大气压力、大气温度、空气质量等外部环境的影响，对燃气轮机的正常运转产生非常大干扰。很多燃气轮机进气中含有大量的灰尘和无机盐，造成气压机叶片涡轮发生腐蚀。空气中杂质、废气以及润滑油产生的油气也会使压缩机叶片结垢，使得燃气轮机横截面积发生明显变化。随着运行时间的不断延长，这些因素会导致压缩机的进气流量显著下降，影响燃气轮机的运行效率。

二、燃气轮机仿真模型的构建

为了探究部件性能退化与燃气轮机运行状态之间的关联，利用仿真模型对燃气轮机进行模拟仿真。在燃气轮机实际运行中，所有的参数都是相互关联，处于动态平衡的体系中。如果任意参数发生改变，其他的有关参数也会发生相应的变化。目前燃气轮机主要以高压压气机、高压涡轮、动力涡轮和燃烧室共同构成。非线性仿真模型可以对部件性能退化进行模块化分析，判断最小偏差。非线性仿真模型能够适用于不同气路结构的燃气轮机，大部分部件性能发生变化以后，能够给出准确的模拟结果。

三、部件性能退化对燃气轮机运行状态受的影响

高压压缩机会释放大量的涡轮冷却空气，该模型中的入口恢复系数为0.98，低压压缩机的空气冷却系数为0.00562。使得整个排气装置压力系数为0.92，为了能够增强仿真模型的准确性，需要对燃气轮机压缩机引器和涡轮冷却进行快速处理识别，对高压压缩机的参数进行模拟，分别处理燃气轮机排气和涡轮冷却，三个涡轮同时冷却，每一个涡轮机的情况都非常相似。对高精度热力学模型构建，可以判断燃气轮机不同部件的精确性质。特性曲线的主要问题就在于燃气流量比较高，会变得突然陡峭，整个低速气流变化也非常小，很容易引起判断误差。对不同计算条件进行分析，燃气轮机的几何性状也随着性能的变化而变化。

经过对燃气轮机仿真模型处理，安装燃气轮机的运行恶化模型，降低压力只会减少压缩机的效率。提出相应的解决策略，保证燃气轮机的运行质量全面增强，延长燃气轮机的整体使用寿命。低压压缩机的流量也会随之下降，对上述计算结果分析，能够发现性能退化会导致圆盘转速以及进气流量发生变化，需要针对燃气轮机的出口容量和燃料消耗进行准确判断，增强机动性和耐用性。

四、燃气轮机常规维护方案

目前在燃气轮机安装之前要填写申请报告，与燃气轮机相关资料和申报，都要提交给质检部门，随后要办理安全手续。如果有关部门没有批准则不能投入使用，要严格根据相关部门的规定对燃气轮机进行安装改造和修理，确保严格遵守有关部门的监督管理要求，要积极配合安检部门的检测工作，只有在验收合格之后才能够正常使用，在日常燃气轮机正常使用时，还应该对进气管道附属设备进行日常维护与保养，确保燃气轮机能够安全有效运行，延长燃气轮机的整体使用寿命。不能够随意更改燃气轮机管路和整体结构，否则很容易导致管道运行不畅堵塞的问题，还要在保证燃气轮机不停机的状态下，定期对附属设备进行检测，及时发现冒漏滴等问题，在燃气轮机日常使用期间，应该加强对燃气轮机的主体清洁，避免出现燃气轮机锈蚀等问题。

在控制电路程序设备故障检修时，如果无法直观判断故障点的位置，则应该将电路断开，利用控制开关与邻位相连接将部分模块归位。利用万能表对设备的电源进行检查，在保证控制电路无误之后，还要对主电路动作顺序进行检查，维护人员需要按照不同的元件动作进行分析和实际情况，对元件是否出现冒火、冒烟、异常响动等问题进行判断，还可以直接对主电路供电环节进行检查。随着现代经济的快速发展，信息技术、机械设备技术在各行各业中广泛应用，对燃气轮机故障进行深入研究，明确故障预防的主要策略，提出常见故障的检修方法，为燃气轮机稳定运行作出保障。积极推动燃气轮机在电气工程机械设备中的有效应用，对控制对象数据信息进行采集、监测，及时发现故障问题，实现自动化处理，尽可能减少人力资源的浪费，提高电气工程的社会效益和经济效益。

结束语：

燃气轮机影响使用效率，最主要的因素在于回收性能下降、清洗性能无法持续，大多数的燃气轮机都在非常恶劣的条件下使用，会对燃气轮机组运行产生非常负面的影响。笔者进行仿真模拟实验研究，可以分析燃气轮机的整体性能。大幅度提高燃气轮机燃油消耗，保证燃气轮机的运行水平得到有效提高。

参考文献

[1]李世尧， 李振林， 王颖，等. 部件性能退化对燃气轮机运行状态的影响[J]. 油气储运， 2019（8）：911，918.

[2]俞哲锋. 部件性能退化对燃气轮机运行状态影响分析[J]. 中国设备工程， 2020， 000（002）：189-190.