燃气轮机故障类型及原因

1、燃气轮机故障监测及诊断1. 国内燃气轮机主要类型燃气轮机具有效率高、功率大、体积小、投资省、运行成本低和寿命周期较 长等优点。主要用于发电、交通和工业动力。燃气轮机分为：（1）轻型燃气轮机为航空发动机的转型，其优势在于装机快、体积小、启 动快、简单循环效率高，主要用于电力调峰、船舶动力。（2）重型燃气轮机为工业型燃气轮机，其优势为运行可靠、排烟温度高、 联合循环组合效率高，主要用于联合循环发电、热电联产。燃气轮机有不同的分类方法，一般情况如图 1-1所示。涡轮喷气（涡喷）发动机航空用涡轮螺旋桨（涡桨）发动机燃 气 轮 机涡轮轴（涡轴）发动机 涡轮风扇（涡扇）发动机按适用对象 分 舰船用工业用简

2、单循环按循环方式复杂循环联合循环单转子双转子（分轴）多转子（套轴、多轴）轻型燃气轮机（航空燃机改型）重型燃气轮机微型和超微型燃气轮机图1-12. 燃气轮机故障类型1. 燃机在启动过程中“热挂”2. 压气机喘振3. 机组运行振动大4. 点火失败5. 燃烧故障6. 启动不成功7. 燃机大轴弯曲8. 燃机轴瓦烧坏9. 燃机严重超速10. 燃机通流部分损坏11. 润滑油温度高12. 燃机排气温差大3. 燃气轮机故障原因“热挂”的原因：（ 1） 启动系统的问题。启动柴油机出力不足；液力变扭器故障等。（ 2） 压气机进气滤网堵塞、压气机流道脏，压缩效率下降。（ 3） 燃机控制系统故障。（ 4） 燃油雾化不

3、良。（ 5） 透平出力不足。产生压气机喘振的原因：压气机喘振主要发生在启动和停机过程中。 引起喘振的原因主要有： 机组在 启动过程升速慢，压气机偏离设计工况；机组启动时防喘放气阀不在打开状态； 停机过程防喘放气阀没有打开。机组运行振动大的原因：引起燃气轮机运行振动的原因较多， 对机组安全运行构成威胁， 因此应高度 重视。下面列举部分引起机组振动的情况：（1） 机组启动过程过临界转速时振动略微升高，属正常现象，但在临界 转速后振动会下降。 按正常程序启动燃气轮机时， 机组会快速越过临界转速， 如 果由于升速慢引起振动偏高，应检查处理升速较慢的原因。（2） 启动过程中由于压气机喘振引起的振动偏高，

4、喘振时压气机内部发出“嗡嗡”声，对这种情况应检查压气机喘振的原因和对机组带来的不良影 响。（3）机组启停后没有按冷机程序执行，或冷机过程对气缸和转子的非均 匀性冷却， 致使燃气轮机转子临时性弯曲， 造成在启动过程中晃动量大， 引起振 动偏大。（4）转子存在动不平衡引起的振动偏高， 必须对转子进行动平衡来消除。（5）由转子内部缺陷（拉杆螺栓紧力不均、轮盘接触不良等）引起的振 动，反映在启动过程（特别是冷态启动更为突出）和运行初期的振动较高，但运 行一段时间后振动有所下降， 这种情况主要反映出转子在启动后传热不均匀引起 转子局部变形，可通过延长启动时间来解决， 但严重时需要对转子进行解体大修。（6

5、）由于轴承损坏而引起的振动偏大，一般同时会伴随着机组惰走时间 偏短，那需要更换轴承；油膜振荡也会引起振动偏大。（7）由于动静部件相磨引起的振动偏大。（8）由于套齿联轴器或传动齿轮磨损，接触不良也会引起机组的异常振 动。（9）转子中心偏离引起振动大。（10）基础不牢、机组地脚螺栓松动、机组滑销系统在热膨胀时受阻等， 也可能引起机组振动偏高。点火失败的原因： 点火失败的主要原因有：点火故障（点 火线圈及点火变压器故障） ；燃油系统及燃 油控制系统故障；雾化空气系统故障、燃油 喷嘴结焦堵塞等等。燃烧故障的原因： 燃烧不完全或个别燃烧室燃烧不良导 致出口温度不均匀， 透平出口处的最大排气 温差超过允许

6、值，便引发燃烧故障报警；引 起故障的原因主要有：燃油进油量不均匀（主要有流量分配器故障、燃油喷嘴堵塞、 燃油管道堵塞等） ；雾化不良（主要有雾化 空气系统故障、燃油压力偏低等） ；燃油喷 嘴故障（喷嘴变形） 、燃烧室及过渡段故障 等；压气机故障；压比低、燃烧及掺冷空气 不足；透平故障（主要有流道堵塞、叶片变 形等）。启动不成功的原因： 启动过程发生故障导致机组启动不成 功的原因很多，主要有以下几个方面：启动 系统故障；点火失败；燃烧故障；机组“热 挂”；压气机喘振；压气机进口导叶 IGV 打 开故障；启动过程振动大； 发电机同期故障； 其他主要辅机故障等。燃机大轴弯曲的原因： 燃机大轴弯曲的主

7、要原因有： 机组运行 中振动偏大；机组动、静部件相磨造成大轴 局部过热变形；轴瓦烧损至轴颈严重磨损； 盘车系统故障造成转子热态无法均匀冷却。燃机轴瓦烧坏的原因： 燃机轴瓦烧坏的主要原因有： 轴瓦润滑 不好：如油位过低、油质变劣、滑油压力不 足等引起轴瓦失油或滑油温度偏高；轴颈处 接触不良，造成局部负载过重；轴瓦温度过 高。燃机通流部分损坏的原因：燃机通流部分损坏的主要原因： 燃烧产 物超温；高温腐蚀；外来物或热通道部件掉 块打击其他部件引起的恶性损坏；机组振动 过高或其它原因引起动、静部件相磨。滑油温度高的原因：燃机滑油温度高的原因有：冷却水泵出力不足、散热风机故障、散 热器堵塞或水箱水位低引

8、起的冷却水温高； 冷油器堵塞，水流偏小且换热效率低；冷却 水温度调节阀故障，使进入冷油器的水量偏 少。燃机排气温差大的原因：燃机排气温差大是由多种原因造成的， 主要有：在排气热电偶出现故障时，此时应对热 电偶进行更换、校验或对其通道进行校验； 燃油喷嘴或逆止阀故障造成喷嘴前压差大， 使进入各个燃烧室的喷嘴油量不同，从而使 透平排气温度场分布不均；流量分配器故 障。主要是由于磨损使流量分配齿轮间隙发 生变化，从而使进入各燃烧室的燃油量不相 同，造成排气温差大；燃油清洗阀关不严或 漏气。燃油从旁路管跑掉，使进入各燃烧室 的燃油量不相同，从而造成排气温度场的不 均匀；燃油管道变形或堵塞，使进入各燃烧 室的燃油量不相同，从而对排气温度的均匀 程度造成影响；雾化空气压比低，雾化空气 量偏少，燃油燃烧不完全从而对透平的排气 温度