燃气蒸汽联合循环发电设备的变工况运行

燃气蒸汽联合循环发电设备的变工况运行第1页/共90页2023/4/172联合循环发电设备的变工况运行在燃气轮机循环的计算中，大气温度取为定值。但大气温度却是经常变化的，由此而引起压气机进口空气状态的变化，使燃气轮机偏离设计工况，成为导致燃气轮机在变工况下工作的另一个重要因素。大气压力也是变化的，这也使得燃气轮机在变工况下工作。当燃气轮机部件性能变化后也处于变工况下工作。例如，压气机或透平叶片在磨损或积垢后，性能恶化，效率降低，导致机组的性能发生变化，这也是属于变工况的范畴。第2页/共90页2023/4/173联合循环发电设备的变工况运行其他的一些原因，如燃料的热值发生变化等也使机组处于变工况下工作。燃气轮机的变工况运行导致了余热锅炉－汽轮机跟随发生工况变化。鉴于上述，对一台燃气一蒸汽联合循环发电机组除了解其设计工况下的性能外，还必须对其变工况进行计算和分析，以全面了解和掌握其性能。对各种变工况性能的分析和研究，以及各种因素对变工况性能的影响，就构成了本章要讨论的变工况内容。第3页/共90页2023/4/174燃气－蒸汽联合循环发电设备的变工况运行燃气轮机的变工况运行余热锅炉的变工况运行联合循环变工况运行特性环境参数变化对联合循环性能的影响燃气轮机性能老化的影响第4页/共90页2023/4/175§15.1燃气轮机的变工况运行一、燃气轮机的性能曲线网当压气机、燃烧室和燃气透平这三大部件联合在一起工作时，根据压气机的通用特性曲线和透平的通用特性曲线来确定燃气轮机的联合运行性能曲线。单轴燃气轮机的性能曲线网，通常是以输出功率PGT为纵坐标，以工作转速n为横坐标作图得到的，其中画有多条等T3*

线和等燃料流量Gf线，它可通过变工况计算或实验得到。第5页/共90页2023/4/176§15.1燃气轮机的变工况运行零功率线熄火极限平衡运行线喘振边界第6页/共90页2023/4/177§15.1燃气轮机的变工况运行由于压气机不允许在喘振区运行受高温零件材料耐温的限制，受转动部件离心应力的限制机组不能在零功率线以下平衡运行由此就形成了单轴燃气轮机的平衡运行区，简称运行区。第7页/共90页2023/4/178§15.1燃气轮机的变工况运行第8页/共90页2023/4/179§15.1燃气轮机的变工况运行每一条等Gf线上有一个最高点，它是在该Gf下输出功率最大的、效率最高的工况点。将各等Gf线上的最高点连接起来，就得到了在变负载下最经济的运行线，此即最佳工况。第9页/共90页2023/4/1710燃气轮机设计工况点不在最佳工况线上的原因：现有简单循环燃气轮机设计时所选择压比由于受压气机设计和运行等因素限制，一般比相应于设计工况下透平入口静温对应最高效率处的压比。例如：燃机运行点沿等燃料线Gf0从设计点向右边移动时，转速升高，压比增加而接近于最佳压比，尽管这时透平入口温度有所下降，但燃机效率仍有所提高。第10页/共90页2023/4/1711二、燃气轮机带动发电机时的性能电站燃气轮机负载的特点是转速不随输出功率的大小而变，始终在设计转速下运行，即沿压气机的n＝n0线运行。从图中可看出，在部分负载下的运行点远离喘振边界，喘振裕度增加，机组在整个运行范围内（自空载至设计工况）都能良好地运行。其次是空气流量G随着PGT的降低略有增加。通常可将燃气轮机的G视为不变来进行分析。第11页/共90页2023/4/1712二、燃气轮机带动发电机时的性能T3*随PGT降低而下降较快，且大体呈直线状。这是由于机组的G不变。ηGT在部分负载下，随T3*下降比较快，对于机组的经济性不利。第12页/共90页2023/4/1713对于简单循环单轴机组：一般是下降慢由于下降快而下降快功率降低时先是和相靠近，相等之后变为适当减缓了燃机效率下降的速度。但低负载工况条件下由于偏离最佳工况较远，经济性较差，反映在空载条件下燃料流量很大。第13页/共90页2023/4/1714提高机组透平入口静温，不仅能提高机组效率，而且能使部分负载下效率的下降适当变慢，并改善低负载条件下的经济性。原因：一般机组再提高的同时，虽在提高，但与 的差值在变大，使得相应于的功率在下降，从而使得机组效率的下降有所减缓，改善了低工况下的经济性。第14页/共90页2023/4/1715燃气－蒸汽联合循环发电设备的变工况运行燃气轮机的变工况运行余热锅炉的变工况运行联合循环变工况运行特性环境参数变化对联合循环性能的影响燃气轮机性能老化的影响第15页/共90页2023/4/1716§15.2余热锅炉的变工况运行在燃气一蒸汽联合循环中，燃气轮机负载、排气温度和流量都发生着很大的变化。余热锅炉热力特性也随之变动，其产汽量、蒸汽温度和压力等都会发生变化。而蒸汽侧的热力参数通常要求比较稳定，即使是滑压运行，变动量也不是很大的；工程上和热力学上的约束：省煤器不能出现汽化现象，排烟温度不能低于露点等。启停过程中燃气侧热力变化也很大。第16页/共90页2023/4/1717§15.2余热锅炉的变工况运行变工况过程余热锅炉燃气和蒸汽两侧热力变化的不协调就构成它的又一个热力特点。与结构特性相关的热力特性：燃气轮机热惯性比较小，而余热锅炉的热惯性相对大得多。研究余热锅炉变工况特性显得格外重要。第17页/共90页2023/4/1718§15.2余热锅炉的变工况运行相对产汽量过热蒸汽温度余热回收率节点温差接近点温差第18页/共90页2023/4/1719节点温差：也称窄点温差，指换热过程中蒸发器出口烟气与被加热的饱和水汽之间的最小温差，通常发生在余热锅炉T-Q图中最窄的部位。接近点温差：指余热锅炉省煤器出口压力下饱和水温度和出口水温之间的温差。第19页/共90页2023/4/1720§15.2余热锅炉的变工况运行1）余热锅炉产汽量随燃气轮机排气流量和温度的升高而增加，因为排气中可回收热量增加。余热锅炉出口过热蒸汽的温度随燃气轮机排气流量的减小和排气温度的升高而上升。余热锅炉出口过热蒸汽温度主要随烟气温度高低而变，受烟气流量和饱和蒸汽压力的影响较小。第20页/共90页2023/4/1721§15.2余热锅炉的变工况运行2）燃气轮机排气流量的变化对接近点温差△Ta的影响不大，但△Ta值却随燃气轮机排气温度的下降而明显地减小，这正是与单轴燃气轮机匹配的余热锅炉在大气温度较低时以及在启动和低负载工况下，省煤器容易发生汽化的原因。第21页/共90页2023/4/1722§15.2余热锅炉的变工况运行

3）烟气流量对余热锅炉效率的影响不大，部分负载时常略有上升，这是由于传热系数的变化率小于流量的变化率，且排烟温度随烟气流量减小而降低。第22页/共90页2023/4/1723§15.2余热锅炉的变工况运行联合循环中蒸汽循环运行方式一般为滑压运行。因为余热锅炉出口蒸汽温度受燃气轮机排气温度制约，在部分负载时可能降至300－400℃。滑压运行时，低负载的进气压力也不宜过低，要维持一个合适的最低压力限值Psmin。第23页/共90页2023/4/1724§15.2余热锅炉的变工况运行单压余热锅炉滑压运行变工况性能：第24页/共90页2023/4/1725燃气－蒸汽联合循环发电设备的变工况运行燃气轮机的变工况运行余热锅炉的变工况运行联合循环变工况运行特性环境参数变化对联合循环性能的影响燃气轮机性能老化的影响第25页/共90页2023/4/1726§15.3联合循环变工况运行特性燃气一蒸汽联合循环的供电效率主要取决于燃气轮机的效率，我们不仅希望联合循环在设计工况下具有很高的效率，而且期望它在部分负载工况下，也必须具有尽可能高的效率。第26页/共90页2023/4/1727汽轮机按滑压条件运行，从满负载工况到50%负载工况附近，主蒸汽压力随负载的降低而线性减小。低于50%区域主蒸汽压力几乎保持不变。主蒸汽温度在整个负载变化范围内始终随负载的降低而线性变小。这样可以避免低负载工况下蒸汽湿度过大，有利于提高汽轮机效率和工作安全性。滑压运行过程中，从满负载工况到50%负载工况附近，联合循环的功率比PST/PGT线性随负载的降低而变小，此后，功率比将保持恒定不变。第27页/共90页2023/4/1728§15.3联合循环变工况运行特性第28页/共90页2023/4/1729§15.3联合循环变工况运行特性燃气轮机及其联合循环的效率曲线是极其相似的。但在每一个相应的工况下，联合循环的效率大约要比燃气轮机的效率高出50％左右当负载降低至50％以下时，无论是联合循环还是燃气轮机简单循环，机组的效率将大幅度地下降。一般来说，在50％负载工况时，机组的效率尚能维持为设计值的75％－80％左右。第29页/共90页2023/4/1730§15.3联合循环变工况运行特性目前，为了提高部分负载工况下联合循环的效率，可以采取以下几项措施：一、压气机可调静叶

在燃气轮机中的压气机，现广泛采用可调静叶来改善其性能。对于单轴燃气轮机，可调静叶主要用来改善机组的启动性能，且大多采用可调IGV，用这种燃气轮机来组成联合循环时，还能用它来改善联合循环在部分负载时的效率。第30页/共90页2023/4/1731§15.3联合循环变工况运行特性第31页/共90页2023/4/1732§15.3联合循环变工况运行特性第32页/共90页2023/4/1733§15.3联合循环变工况运行特性第33页/共90页2023/4/1734§15.3联合循环变工况运行特性第34页/共90页2023/4/1735§15.3联合循环变工况运行特性GE公司的工业型燃气轮机的压气机都有可调角度的进口导叶，在停机时进口导叶的角度为34°。当机组启动加速到额定转速的87％时，进口导叶的角度增加到57o，在机组并网且带80％的额定负载后，进口导叶将全部打开而处于84°的状态。一般来说，当联合循环的负载在100%－80％额定负载范围内变化时，可以使进口导叶的角度由84°状态逐渐向57°状态关小，在这个过程中力求透平前的燃气初温恒定不变，以求获得比较平缓的效率曲线。但是必须注意：当机组的负载低于80％后（相应的角度为57°），就不宜再继续关小进口导叶来保持燃气初温恒定不变了，否则，会由于压气机的压缩比降得较低，致使透平的排气温度升得过高，而使透平的末级叶片过热。第35页/共90页2023/4/1736§15.3联合循环变工况运行特性有的单轴燃气轮机中压气机不仅IGV可调，且前几级静叶也同时可调，与仅IGV可调的相比较，多级可调静叶可减轻调节静叶时对压气机效率的影响，从而扩大了对空气流量的调节范围。 例如，当1台单轴燃气轮机的压气机IGV与前3级静叶可调时，空气流量可减至额定值的70％，而仅压气机IGV可调的机组，空气流量一般只降至额定值的80%，故压气机采用多级可调静叶能更多地和在更大范围内改善联合循环在部分负载下的效率，使部分负载工况下的效率曲线能够变化得比较平缓。第36页/共90页2023/4/1737§15.3联合循环变工况运行特性(二)不同压气机进口导叶调节方案对性能影响的比较通常联合循环燃气轮机进口导叶可按以下三种方式调控：在燃机由基本负荷向部分负荷过渡过程中，先关小IGV，减小压气机进气流量，保持透平入口温度不变，而后再逐渐降低。在燃机由基本负荷向部分负荷过渡过程中，先关小IGV，减小压气机进气流量，保持燃机排气温度不变，再逐渐降低透平入口温度。在燃机由基本负荷向部分负荷过渡过程中，仅减小透平入口温度，即改变燃料流量来降低燃气轮机负荷。第37页/共90页2023/4/1738§15.3联合循环变工况运行特性第38页/共90页2023/4/1739§15.3联合循环变工况运行特性

不同燃机IGV调控方案对联合循环性能的影响：联合循环运行负荷较高时，方案1和2燃机热耗率较高，同时燃机排烟总火用也很高，余热锅炉可产生较多做功能力的蒸汽，汽轮机可发出较大功率，联合循环总热效率也较大，方案1联合循环总热效率最高。联合循环按方案1运行，在某负荷范围过热器喷水减温器喷水量变化剧烈，不易调节，易出现过热器超温现象。按方案2运行喷水变化量比较平缓。从喷水减温器调节特性和过热蒸汽温度稳定性角度讲，方案2较适合联合循环运行方式。第39页/共90页2023/4/1740§15.3联合循环变工况运行特性获得以余热锅炉过热蒸汽总火用值最大为原则的滑压运行线，按该滑压运行线运行时，汽轮机可以产更多的电功率。按燃气轮机发电机组简单循环发电方式运行，较高负荷时，应采取方案3的运行方式，方案3的热耗率较小。第40页/共90页2023/4/1741二、余热锅炉－汽轮机滑压运行联合循环机组调峰和调频任务由燃机完成，汽轮机负荷的变化取决于燃气轮机的排烟量和排烟温度，处于跟随状态。汽轮机运行方式摒弃常规电站中蒸汽压力恒定不变的调节方式，通常采用滑压运行方式。联合循环汽轮机运行时，进气调节阀门处于全开状态，不参与调节。余热锅炉产生蒸汽全部进入汽机。主汽门前压力Ps由余热锅炉与汽轮机平衡运行来确定。当Ps随着负荷降低而降至较低值时，为保证小流量时蒸汽的品质，防止余热锅炉因压力过低而汽中带水，在约40%负荷以下时余热锅炉转变为定压运行，Ps保持最低值不变。第41页/共90页2023/4/1742二、余热锅炉－汽轮机滑压运行滑压运行对联合循环机组热力性能的影响：滑压运行时余热锅炉汽包压力pSD随负载降低而降低，相同排烟温度下过热蒸汽流量随汽包压力降低而增大，这是由于汽包压力低时水的饱和温度降低，蒸发器中传热温差增大所致。 该影响随排烟温度降低而增大。 滑压运行蒸汽量高于定压运行的差值随着负载的降低而增大。第42页/共90页2023/4/1743二、余热锅炉－汽轮机滑压运行过热蒸汽温度变化取决于透平排烟温度，透平排烟温度相同时随汽包压力降低Ts有所降低，但影响很小。所以排烟温度相同，过热蒸汽温度对滑压运行与定压运行两者焓降差别影响很小，焓降差别主要由过热蒸汽压力差别决定。 部分负载下滑压运行过热蒸汽压力和汽包压力下降，汽机焓降低于定压运行的焓降；而滑压运行蒸汽流量高于定压运行流量，汽轮机出力高低取决于二者乘机大小。 相同燃机工况下，滑压运行乘机大些，汽机输出功率高，联合循环效率较高。联合循环效率在高负载下相差很小，低负载下相差较多。第43页/共90页2023/4/1744二、余热锅炉－汽轮机滑压运行滑压运行余热锅炉出口烟气温度下降较快，说明燃气轮机排气余热回收更好，效率改善优于定压运行。燃机功率和汽机功率比的变化半负载后下降很快。燃机设计参数相同时，变工况滑压运行比值显著低于节流运行，说明燃机出力相同时，滑压运行汽轮机出力多于后者，效率更高。滑压运行零接近点温差开始出现在68%负载左右，比节流运行时略早。第44页/共90页2023/4/1745二、余热锅炉－汽轮机滑压运行第45页/共90页2023/4/1746在部分负载时，滑压运行还可以降低末级排汽湿度。原因？二、余热锅炉－汽轮机滑压运行第46页/共90页2023/4/1747汽轮机采用滑压运行时可不用喷嘴配汽调节，汽轮机不装调节级，简化了进汽结构，这将有利于提高汽轮机的级效率。 滑压运行机组工况变动时新汽温度维持不变，汽机各级温度在工况变动很大时仍可维持基本不变。

汽机高温进汽部分热应力、热变形可减至最小，汽机对负载变化适应性和灵活性大为提高。 采用滑压运行可以降低厂用电率。二、余热锅炉－汽轮机滑压运行第47页/共90页2023/4/1748三多台燃机组成的联合循环变工况条件下，由多台燃机组成的联合循环采用逐台燃机启停的方式运行，使其他燃机仍能够在高负载和高的燃气初温条件下运行，可有效改善联合循环电站部分负载下的效率。平行运行的燃机台数越多时，电站的效率曲线就会更加平坦。第48页/共90页2023/4/1749第49页/共90页2023/4/1750燃气－蒸汽联合循环发电设备的变工况运行燃气轮机的变工况运行余热锅炉的变工况运行联合循环变工况运行特性环境参数变化对联合循环性能的影响燃气轮机性能老化的影响第50页/共90页2023/4/1751一.大气温度Ta的影响：根据燃气轮机原理，大气温度Ta增加时，燃气轮机输出功率和效率均下降；大气温度Ta降低时，燃气轮机输出功率和效率均提高。

例如：某单轴发电用燃气轮机，保持透平入口温度为设计工况温度，大气温度从15C升高至40C，输出功率下降23.1%，效率下降14.4%；

如果大气温度下降至-30C，输出功率增加47%，效率增加10.5%。

变工况过程中，大气温度Ta的变化对燃气轮机的性能的影响与此相似。一、大气温度Ta的影响第51页/共90页2023/4/1752大气温度如此影响的原因：大气温度升高，即使保持机组转速和透平前燃气初温保持恒定，压气机的压缩比也将有所下降，这将导致透平所做比功减少，而透平排气温度有所升高。由于大气温度升高，压气机压缩比有所降低，但压气机所消耗的比功却增高。即大气温度升高时，燃气轮机的净出力减小。空气的比容随大气温度变化而变化，导致压气机吸入空气流量发生变化。空气流量变化导致燃气轮机输出功率变化。一、大气温度Ta的影响第52页/共90页2023/4/1753一、大气温度Ta的影响当大气温度升高时，温比和压比都下降，导致燃气轮机及其联合循环效率和净功率发生变化，如右图所示。第53页/共90页2023/4/1754一、大气温度Ta的影响随着大气温度Ta的升高，燃气轮机的基本负载及其联合循环的最大出力都会下降。但是，联合循环的相对输出功率下降趋势要比燃气轮机平缓。

由于透平的排气温度略有上升，以致在余热锅炉中获得了更多的能量，汽轮机出力相对增大造成的。反之，当大气温度下降时，联合循环的相对输出功率增加的程度则要比燃气轮机低。这是由于当机组的转速和透平前的燃气初温保持恒定时，压气机的压缩比略有增高，致使透平的排气温度有所下降，最后导致汽轮机的作功量有所减少的缘故。第54页/共90页2023/4/1755一、大气温度Ta的影响第55页/共90页2023/4/1756一、大气温度Ta的影响随着大气温度Ta的升高，燃气轮机的相对效率是下降的，但其联合循环的相对效率却反而略呈增高的趋势。

由于当Ta升高时，燃气轮机排气温度的增高致使ηST增大，足以补偿燃气轮机效率的降低。

从物理意义上讲，当Ta升高时，压气机的出口温度相应地也会增高，为了保证透平前的燃气初温恒定，喷入燃烧室的燃料消耗量就可以减少，其减少的程度将比联合循环总输出功率的减小程度更高一些，致使总的热效率反而略有增大的趋势，反之，随着Ta的下降，联合循环的效率反而会呈略微减小的趋势。第56页/共90页2023/4/1757一、大气温度Ta的影响以上变化关系是以供给直流冷却式凝汽器的冷却水温恒定（保持为20℃），即凝汽器的背压恒定不变为前提的。

上述情形并不符合实际情况，因为随着大气温度的变化，即使凝汽器是采用自流冷却式的，其背压也要发生变化，Ta升高时，凝汽器的背压将升高；Ta降低时，凝汽器的背压则降低，这种情况对于采用直接空气冷却方式的凝汽器以及采用湿式冷却塔凝汽器的机组来说更是如此。第57页/共90页2023/4/1758一、大气温度Ta的影响在考虑了冷却水温随大气温度的变化关系后，燃气轮机及其联合循环的相对效率和相对功率随大气温度的变化而相互偏离的程度比没有进行冷却水温修正的相互偏离程度要小一些。第58页/共90页2023/4/1759一、大气温度Ta的影响大气温度对于联合循环性能的影响程度与机组选用的凝汽器的型式有密切关系。当采用直接用空气冷却的凝汽器时，大气温度对联合循环性能的影响程度最大；采用湿式冷却塔时次之；采用直流冷却水凝汽器时则最小，这是由于大气温度对于这些凝汽器压力的影响程度有所差异的缘故。第59页/共90页2023/4/1760二、大气压力和海拔高度的影响燃气轮机通常按大气压力pa=0.1013MPa的标准状态进行设计。压力变化直接影响空气比容，进而影响燃气轮机的空气流量和输出功率。

大气压力增加，比容下降，空气流量和输出功率增加；反之，比容增加，空气流量和输出功率下降。

空气压力变化时，如保持透平进口压力不变，则机组运行点不变，即温比和压缩比都不变，燃气轮机效率保持不变。空气压力变化仅影响输出功率PGT。

空气流量正比于大气压力，使得燃机输出功率正比于大气压力变化。第60页/共90页2023/4/1761二、大气压力和海拔高度的影响大气压力pa的较大幅度的变化，主要是由于机组所在地海拔高度的变迁造成的。随海拔的升高，大气压力和大气温度都有所下降。第61页/共90页2023/4/1762二、大气压力和海拔高度的影响海拔升高时，比容增加，空气流量和燃机输出功率都下降。燃气轮机如保持在设计透平入口静温下运行，温比随着海拔升高而增加，故燃机效率有所提高，减少了燃机输出功率的下降幅度。联合循环中，大气温度及透平入口初温均保持恒定的前提下，燃气轮机排气的质量流量以及余热锅炉中可用于蒸汽发生过程的余热，同样也会随大气压力按正比关系发生变化。由于蒸汽循环的效率ST不变，联合循环中汽轮机功率也将与大气压力成正比。因而联合循环总功率必然与大气压力成正比。第62页/共90页2023/4/1763二、大气压力和海拔高度的影响喷入联合循环的燃料量与压气机吸入的空气质量流量成正比，也就是与大气压力成正比，因此，联合循环的效率将与大气压力变化无关。对于既定地区，大气压力的变化范围一般很小，并且不影响燃机效率，通常人们把主要注意力放在大气温度变化的影响上。但在燃气轮机做热力性能试验时，必须考虑大气压力的变化。第63页/共90页2023/4/1764三、空气绝对湿度H的影响大气的湿度会影响到从压气机吸入到燃机中去的空气中所含的水蒸气含量，它将影响湿空气的比热容值，相应的会影响到压气机压缩功，透平的膨胀功以及燃烧室燃料的摄入量，从而影响到燃气轮机的比功和效率。实际研究表明，当大气温度较低时，即使相对湿度为100%，大气中所含水蒸汽数量仍然很少，其影响可以忽略不计，此时相对湿度对于燃机功率和效率均无影响。当大气温度大于37

℃以后，相对湿度的增加将使燃机的净比功增大，而热效率却有所下降。第64页/共90页2023/4/1765三、空气绝对湿度H的影响不论大气温度高低，只是根据大气的绝对湿度大小，通过各自的修正系数CHR和CP对机组的热耗率和出力进行修正。折合到在设计的大气湿度条件下运行时，机组热耗率和功率可以用下式进行计算。第65页/共90页2023/4/1766三、空气绝对湿度H的影响第66页/共90页2023/4/1767燃气－蒸汽联合循环发电设备的变工况运行燃气轮机的变工况运行余热锅炉的变工况运行联合循环变工况运行特性环境参数变化对联合循环性能的影响燃气轮机性能老化的影响第67页/共90页2023/4/1768§15.5燃气轮机性能老化的影响

燃气轮机部件的老化，必将对燃气轮机的性能产生重大影响。随着机组运行时间的延长，这一问题就会逐渐发生。第68页/共90页2023/4/1769一、压气机叶片积垢或磨损的影响（一）叶片结垢通常，压气机的进口空气过滤器对去除颗粒尺寸在5－10μm以上的灰尘十分有效，而对小于5μm特别是小于1－2μm的灰尘过滤效果差。因而存在于空气中易形成积垢的燃烧产物微粒尺寸为0.001－5μm，难以滤清，机组运行一段时间后将在压气机叶片上形成积垢。因压气机进口处轴承密封失效，将导致润滑油雾进入叶片通道而形成积垢。第69页/共90页2023/4/1770（一）叶片结垢叶片上结垢就会改变叶片的气动性能，具体表现为通流面积变小，升力系数减小，阻力系数增大，导致压气机的流量、压比和效率都下降，性能曲线发生变化。第70页/共90页2023/4/1771（一）叶片结垢结垢时不仅等转速线下移，喘振边界也下移，性能明显恶化。同时，燃气轮机工况点也随之变化。流量与压比降低，导致燃气轮机的功率和效率降低。此外，运行线则与喘振边界相逼近，运行点的喘振裕度也减小了。第71页/共90页2023/4/1772（一）叶片结垢随着机组运行时间的推移，压气机叶片积垢逐渐严重，机组出力和效率的下降也日趋严重，到一定的程度后要采取压气机清洗措施来消除积垢，以恢复出力和效率。第72页/共90页2023/4/1773

（二）叶片磨损压气机进口空气过滤器效果恶化时，较多的尺寸大于10μm的灰尘颗粒进入压气机，并冲刷叶片造成磨损。叶片磨损后改变了叶片的气动性能，也表现力升力系数减小，阻力系数增大，使效率和压比下降。至于流量，叶片磨损使通道面积有所加大，流量要增大，但由于叶片通道中流动情况变差，效率降低，故流量可能变化不大。这时压气机的性能曲线，主要是喘振边界下移，效率降低，而等转速线的变化可能较小。第73页/共90页2023/4/1774

（二）叶片磨损由于压气机叶片磨损较难修复，因而必须针对机组所处的环境条件选用过滤效率高的空气过滤器，并在运行中保持高的过滤效率，以避免压气机叶片的磨损。第74页/共90页2023/4/1775

（二）叶片磨损

燃气轮机在某些环境条件下运行时，空气中的一些有害成分将腐蚀压气机叶片，压气机叶片的腐蚀使叶片表面产生凹痕，它不仅增加表面粗糙度，也成为产生疲劳裂纹的潜在部位。这些表面粗糙度和叶片外形变化会降低空气流量和压气机效率，它对性能的影响与叶片磨损时相同。解决的办法除采用有效的过滤设备外，还可在叶片表面涂覆防腐涂层或采用抗腐蚀性能更好的材料。第75页/共90页2023/4/1776二、透平叶片积垢或磨损对性能的影响（一）叶片积垢燃气轮机燃用气体燃料时，透平叶片上一般不容产生积垢现象。当燃用液体燃料，特别是重油、原油等燃料时，在透平叶片上往往会产生积垢现象。透平叶片积垢后，流道面积减小，阻力加大，气流状况变差，透平效率降低。第76页/共90页2023/4/1777二、透平叶片积垢或磨损对性能的影响第77页/共90页2023/4/1778透平叶片积垢后，由于透平阻力增加，压比升高，运行点靠向喘振边界。这时，机组的出力和效率也要下降，但出力由于压比升高而得到一定补偿，下降可能较小。对于透平叶片的积垢，一般可采用停机水洗清除，也可结合大小修解体清洗的办法来清除。二、透平叶片积垢或磨损对性能的影响第78页/共90页2023/4/1779（二）叶片磨损机组空气过滤器过滤效果差时，进入压气机的灰尘颗粒也要冲刷透平叶片，造成透平叶片磨损。在燃用重质液体燃料时，燃烧后生成的灰分也要冲刷透平叶片造成磨损。透平叶片磨损后透平效率也要下降，而其阻力由于叶片磨损后通道加大而降低。显然，透平叶片磨损后机组的出力和效率也要降低，运行点由于透平阻力下降而离开喘振边界。第79页/共90页2023/4/1780（二）叶片磨损此外，机组燃用液体燃料或含有害成分的气体燃料时，还可能腐蚀透平叶片。从对机组性能影响的角度来讲，透平叶片腐蚀后的影响与磨蚀的相同。减少腐蚀的有效措施除减少燃料和空气中的有害成分外，在透平叶片表面涂覆防腐涂层的办法得到了广