燃气轮机压气机旋转失速原因分析
燃气轮机运行故障分析及排除措施分析
0引言燃气轮机具有结构紧凑、启动速度快、运行状态平稳等优点，但是燃气几轮发生故障的频率也比较高，对设备的正常运行造成了严重的干扰。
1燃机启动过程中热挂问题及处理燃气机轮启动时排气温度升高，但是按照控制规范，燃油流量会继续增加，而燃机运转速度维持不变，会导致转速下降，处于“热挂”状态，随后燃机的转速下降会导致燃机启动失败。
出现启动热挂问题与燃机性能恶化有关，具体影响因素包括：燃油流量分配器卡涩、进气滤网堵塞、燃油母管压力释放阀泄露、燃机的控制系统发生故障、燃油雾化不良、透平出力不足。
处理热挂问题的要点有三个方面：一是需要定期清洗压气机，将流道内的油污、污垢等清除干净，保证运行状态正常；二是需要及时清洗透平热通道，清除通道内的灰尘，保证透平出力充足，在燃气启动时确保燃机的运转速度；三是在出现热挂问题时，可以减少燃油流量，让运行点下移，再增加燃油流量。
2压气机喘振及处理压气机喘振通常发生在燃机启动和停机过程中，主要有两种类型，一是突变失速所导致的喘振，二是渐变叶片排失速引起的喘振。
处理这个问题主要有四种方法，从压气机的中间级放气，也可以末级放气；选用可调进口导流叶片和静叶片；在压气机中应用多转子技术；应用机匣处理技术。
另外对于高压比压气机可以采取双转子结构防止喘振。
3燃机大轴弯曲及处理发生燃机大轴弯曲问题通常有三方面原因：一是在燃机运行时汽温汽压值超过了紧急停机值，但是并没有进行停机操作；二是管理人员并没有很好的落实防范措施和管理制度；三是没有充分重视停机过程中发生的一些异常状况，未能深入分析这些异常状态出现的原因。
处理这个故障问题的具体措施包括：设备管理者需要依据燃机的制造标准以及运行的具体特性制定不同状态下的燃机运行曲线，包括启动时曲线和停机时曲线，将典型曲线编入运行规程；针对滑参数停机的情况，需要专业技术人员制定滑参数停机方案以及对应的防范措施，加强对技术人员的培训和管理，确保其严格按照专业人员制定的方案完成各项操作；定期检查机组监测仪表的状态，保证仪表完好，运行状态准确，尤其需要加强对大轴弯曲表、振动表、气缸金属温度表的校验和检查；在遇到特殊情况且汽温汽压值达到了停机标准时，一定要立即进行停机操作，比如主、再热蒸汽温度在10min内突然下降50摄氏度、高压外缸上和下缸温差超过50摄氏度、高压内缸上和下缸温差超过35摄氏度等。
9E燃气轮机运行故障的分析与处理
9E燃气轮机运行故障的分析与处理随着我国经济的发展，对节能减排的重视程度也越来越深化，高效率、低排放的燃气轮机发电，逐渐成为主流的发电方式。
燃气轮机具有占地少，负荷调峰快，供电可靠性高等优点。
同时能利用其余热进行供热，具有良好的能源效益，环境效益，社会效益。
本文就9E 燃机出现的一些运行故障进行详细分析，希望带给大家参考意义。
标签：9E燃气轮机;运行故障引言9E 燃气轮机是一种以空气为和燃气为介质，空气通过压气机送往燃烧室，和燃料喷嘴喷入的燃气混合燃烧，形成高温、高压的燃气。
通过透平喷嘴和动叶膨胀做功，推动透平转子带动压气机和发电机转子一起高速旋转，实现了气体燃料的化学能转化为机械能，并输出电能。
做功后燃气轮机排气可以引入余热锅炉，由余热锅炉产生的蒸汽带动汽轮机进行发电和供热，实现能源的高效、综合利用。
1燃气轮机运行简介1燃气轮机运行原理最简单的燃气轮机装置包括三个主要部件：压气机、透平和燃烧室。
燃气轮机的工作过程是，压气机（即压缩机）连续地从大气中吸入空气并将其压缩;压缩后的空气进入燃烧室，与喷入的燃料混合后燃烧，成为高温燃气，随即流入燃气涡轮中膨胀做功，推动涡轮叶轮带着压气机叶轮一起旋转;加热后的高温燃气的做功能力显著提高，因而燃气涡轮在带动压气机的同时，尚有余功作为燃气轮机的输出机械功。
燃气轮机由静止起动时，需用起动电机带着旋转，待加速到能独立运行后，起动电机才脱开。
[1] 。
2燃气轮机故障及事故的处理原则在燃气轮机运行过程中，机组出现故障，运行人员应该遵循以下处理原则：2.1在运行过程出现异常时，运行人员应迅速定位异常发生位置，根据运行规程和相关数据参数及时判断和分析，迅速的找准故障发生原因，并及时处理。
如果判断故障相对严重时，应按规程及时停机，防止事故的进一步发展和扩大。
2.2在由于事故造成停机事件后，应着重监视燃机的排气温度、滑油油回油温度、轮间温度以及各轴承振动是否在正常值，机组缸体有无摩擦异响等。
燃气轮机喘振故障分析
燃气轮机喘振故障分析摘要：喘振是燃气轮机运行过程中常见的故障之一，导致其发生的原因很多，而且一旦发生将会对设备的正常运行产生严重的影响，不但会增加能耗、降低生产效率，同时还会缩短设备使用年限。
为有效解决燃气轮机喘振故障的发生，就需要结合设备自身特点，从实际生产角度出发，对各项影响因素进行分析，选择合适的措施进行管理，争取不断提高燃气轮机运行效果。
本文对燃气轮机喘振故障原因以及处理措施进行了分析。
关键词：燃气轮机;喘振;振动特征燃气轮机是天然气和电力行业生产中重要设备，具有结构紧凑、运行安全、热效率高以及污染少等优点。
但是其在运行过程中会受外界因素影响，导致设备在运行时出现喘振故障，对设备性能与安全造成影响。
1.燃气轮机喘振故障分析燃气轮机出现喘振故障主要是因为气流脱离，在设备运行过程中，受叶轮旋转因素影响，会使得气流脱离情况迅速扩大到整个燃气轮机通道，造成通道堵塞。
因为前方通道被气流堵塞，出口反压降低，当出口反压降低到一定限度后，通道堵塞情况会解除，这样堵塞在通道内的气流会一涌而下，最终进入到压气机内的空气流量超过设备后方所能排泄的流量，反压急剧增高再次形成通道堵塞现象。
2.燃气轮机喘振故障原因分析2.1机组偏离设计工况在压气机中出现不稳定的喘振现象，主要是因为在压气机在启动和停止的过程中，气体流量减小到一定程度时，继而发生了气流的脱离现象而引起旋转失速，当气体体积流量持续减少时，旋转失速加剧从而引发了不稳定的喘振现象。
2.2防喘放气阀未打开防止喘振的主要方法为在压气机在启动和停止的过程中，压气机内部空气的空气流量和压力的变化幅度较大，用防喘阀通过对压气机进出口气流量的调节，从而防止喘振的发生。
然而在防喘阀失灵、空气流量和压力变化较大，喘振现象也会有发生的可能。
现实工作经常性的维护与巡视，可以有效的避免喘振发生。
2.3气流通道堵塞由于气流中杂质长期累积导致气流通道内结垢堵塞，从而导致了气体流动阻力增加，引起了体积流量减少，从而容易发生喘振的故障。
压气机叶轮叶片的失稳分析
压气机叶轮叶片的失稳分析近年来，压气机叶轮叶片的失稳问题引起了广泛的关注。
压气机作为燃气轮机的核心部件，其稳定运行对于燃气轮机的性能和寿命至关重要。
然而，在实际运行中，叶轮叶片的失稳现象常常会导致燃气轮机的性能下降、噪声和振动增大、甚至发生严重的事故。
因此，深入研究压气机叶轮叶片的失稳问题有着重要的意义。
首先，我们需要了解压气机叶轮叶片失稳的原因。
一种常见的原因是叶片本身的结构问题。
由于叶轮叶片是高速旋转的，其受到的离心力和气动力的作用很大，因此叶片的强度和刚度是关键因素。
如果叶片的强度不够或者刚度不均匀，就容易发生失稳。
此外，叶片的材料和工艺也会对失稳性能产生影响。
例如，叶片的塑性变形和疲劳破坏会导致叶片的形状产生变化，从而引发失稳现象。
另一个导致压气机叶轮叶片失稳的原因是流体动力学问题。
在压气机内部，气体流动会导致叶轮叶片的受力情况不均匀，从而引发叶片的振动。
特别是在大负荷运行和转子共振区域，由于气体的非线性和不稳定性，叶片的失稳现象更加明显。
此外，还存在着气体边界层的分离和抖动、各种流动涡流的相互作用等问题，这些也会对叶片的失稳性能产生重要影响。
针对压气机叶轮叶片的失稳问题，研究人员们提出了不同的分析方法和解决方案。
一种常用的方法是通过数值模拟来研究叶片的振动和失稳特性。
利用计算流体力学（CFD）方法，可以模拟叶轮叶片在不同工况下的气动受力情况，从而分析叶片的振动和失稳现象。
此外，还可以利用有限元分析方法研究叶片的结构应力和振动响应，进一步分析叶片的失稳性能。
通过这些分析方法，可以准确评估压气机叶轮叶片的稳定性，并根据分析结果提出相应的改进和优化措施。
除了数值模拟方法，实验方法也是研究压气机叶轮叶片失稳问题的重要手段。
实验可以直观地观察到叶片的振动和失稳现象，提供直接的实验数据，对于验证数值模拟结果和分析结果的准确性具有重要意义。
目前，研究人员们常常利用激光测振技术、压电传感器和加速度计等仪器设备来对叶片的振动进行测量。
燃气轮机组压气机失速引发的不稳定振动探讨
燃气轮机组压气机失速引发的不稳定振动探讨摘要：机械设备在使用的过程中基于能耗和安全控制的需要，必须要重视设备稳定，所以对设备运行过程中的具体状态进行监测，明确设备不稳定的具体情况，并结合监测到的数据来对不稳定特征等进行明确，这于设备的应用调整和优化有显著价值。
燃气轮机组压气机在失速的情况下会引发不稳定振动问题，该问题会对设备的使用安全等产生影响，所以针对燃气轮机组压气机失速引发的不稳定振动问题做深入讨论，明确问题的处理策略可以为当前工作提供指导与参考。
关键词：燃气轮机组；压气机；失速；不稳定振动在目前的工业生产实践中，燃气轮机组的应用具有普遍性，而且其稳定运行与高效运行对工业生产效率以及能耗控制等有积极意义，因此强调燃气轮机组的稳定运行具有必要性。
压气机是燃气轮机组中比较重要的组成配件，其在使用的过程中比较常见的问题是失速，而失速会导致压气机发生不稳定振动，如果不能及时的进行振动调整和控制，燃气轮机组的运行安全会受到影响，基于此，针对燃气轮机组压气机失速导致的不稳定振动做深入分析，研究不稳定振动控制或者是预防的手段，这对于实践工作的组织开展有显著意义。
1燃气轮机组的构成以及不稳定振动分析对目前利用的燃气轮机进行分析可知其是有多级轴流式压气机和多级透平组成的。
压气机在工作的过程中，会发生因为气流入口角偏离叶栅安装角而引发的失速、喘振等特殊类型的流体激振。
这类故障的发生会对燃气轮机组的稳定工作范围以及运行可靠性产生显著影响。
现阶段，针对此类故障的研究相对较少，而且压气机失速故障特征和油膜失稳故障存在着相似性，其具体表现均有突发性和不稳定性。
因为两类故障的形成机理是有差别的，所以在故障处理的过程中所要采用的方案也是明显不同的，因此需要科学界定两种故障类型，并基于故障类型来做故障处理方案的制定与实施，这样，故障处理的科学性才会更加的显著。
2燃气轮机组压气机失速引发的不稳定振动的处理基于上文的分析可知，燃气轮机组压气机在运行的过程中，由于失速引发的不稳定振动存在着突发性特征，而且其对燃气轮机的运行稳定以及安全有重大影响，所以在实践中需要做好具体问题的预防和处理，以下是结合实践总结的针对不稳定振动的预防与处理。
M701F4燃气轮机启动过程旋转失速分析
(2) 对启动设备出力情况进行监视及检查，确 保启动设备出力
通过对SFC等启动设备出力情况 录波分
析， 启动设备是否
常出力，对 辅助
参与启动过程的燃气轮机,应确保 压力、 满
足要求。通过以上
压气机启动期 :
，远离失速//
&
次旋转失速发生前，该 启动过 中 SFC 出
转速已由投产初期的2 000 r/min jg改为2 200 r/min o
第34卷第2期 2021年6月
《燃气轮机技术》 GASTURBINETECHNOLOGY
Vol. 34 No. 2 Jun. , 2021
M701F4燃气轮机启动过程旋转失速分析
许正武，刘云飞
(金华燃机发电有限责任公司，浙江金华321025)
摘 要：分析某厂M701F4燃气轮机启动过程中压气机振动高事件，对燃气轮机压气机旋转失速产生机理进 行阐述，并列出调节启停过程IV角度，确保启动设备出力，确保防喘阀抽气流量，降低机组启动升速率，加 强水洗或对压气机IV及首级动叶进行清洗等防范措施,提出未设置喘振保护的各燃气轮机电厂根据现场 实际情况设置喘振保护的建议。
[J] •工业汽轮机,2016(1) ： 12-16. [4] 任帅，翟宇•压气机喘振基本原理及控制手段研究[J] •河南科
,2017,623(11): 70-71. [5] 席亚宾，张帅,蔡青青，等•燃气轮机旋转失速机理及防范措施
[J] •内燃机与配件,2000(04)： 141-142. [6] 刘建生.燃气轮机压气机旋转失速原因分析[J] •发电设备,
收稿日期：2020-12-13 改稿日期#2021-01-13 作者简介:许正武(1980#)，青海海东人，本科，高级工程师，从事燃气-蒸汽联合循环电厂生产运行工作，E-mail：
M701F4燃气轮机旋转失速应对措施
M701F4燃气轮机旋转失速应对措施作者：蒋福东来源：《科技与创新》2017年第01期摘要：旋转失速是叶轮机械内部条件非定常流动的一种失稳现象，它是压气机严重偏离设计工况或在恶劣的流场畸变等进气条件下，一种由系统或局部扰动诱发的不稳定流动。
旋转失速影响机器的稳定工作范围和运行可靠性，严重时可导致灾难性事故。
介绍了M701F4燃气轮机在调试试运及日常运行中出现的旋转失速现象特征，分析了其产生的原因，并提出了应对措施。
关键词：燃气轮机；旋转失速；叶片质量；进气压损中图分类号：TK478 文献标识码：A DOI：10.15913/ki.kjycx.2017.01.024多级轴流压气机作为燃气轮机的三大部件之一，关系着燃气轮机的效率和安全、稳定运行。
对多级轴流式压气机气动失稳前的流动特征进行研究，一直是燃气涡轮研究领域的关键课题。
一旦出现旋转失速，叶片所承受的长时间振动应力将导致压气机转子叶片寿命降低。
旋转失速的发展会导致压气机喘振。
喘振时，压气机的出口压力、流量等参数会出现大幅度的波动，机组的转速和功率都不稳定，并伴有强烈的机械振动，对燃气轮机有极大的破坏性。
因此有必要分析旋转失速产生的原因，采取积极的应对措施，从而尽量避免旋转失速的发生。
1 M701F4燃气轮机旋转失速现象M701F4燃机在启动或停机过程中发生旋转失速的现象——轴振突变，并伴BPT（叶片通道温度）、燃烧室壳体压力、进气室静压、进气室差压和#1、#2 轴承密封空气压力等参数的异常变化，如图1所示。
2 M701F4燃气轮机旋转失速原因分析2.1 旋转失速过程对于M701F4燃气轮机压气机，其通流设计好后，从入口到出口的轴向速度基本确定，以防止流动分离和损失增加。
在启动升速期间，由于低转速压缩空气的能力降低，后面级的体积流量和速度增加。
然而，每个级都有体积流量的限制，当流量达到限制（堵塞），就会导致入口质量流量降低，如图2所示。
进口流量降低会导致进气角变大，机组启动时，气流会在叶背分离产生失速，从而产生旋转失速，如图3所示。
旋转失速与喘振的诊断方法
旋转失速机理与故障特征1.故障机理：当进入叶轮的气体流量低于额定流量时，气体进入叶轮的相对速度方向角与叶片入口安装角度不一致，气体冲击叶片的工作面（凸面），在图面附近形成气流漩涡，漩涡逐渐增加使流道有效通过面积减小，漩涡组成的气体堵塞团沿着叶轮旋转的相反方向轮流在各个流道出现，由于失速区反向传播速度低于叶轮旋转速度，从绝对坐标系看失速区还是沿着叶轮旋转方向旋转，这就是旋转失速。
2.旋转失速特征：旋转失速的表现：1、失速区内达不到要求的压力时，就会引起叶轮出口和管道内的压力脉动，发生机器和管道的振动；2、叶轮失速在0.5-0.8倍的转频范围内，扩压器失速0.1-0.25倍的转频范围内3、当压缩机进入旋转失速范围后，虽然压力存在脉动，但机器流量基本稳定，这与喘振不同4、旋转失速引起的振动在强度比喘振小时域与频域特征：1）时域：各成分叠加波形2）频域：及的成对次谐波（为转子角频率，旋转脱离团角频率，,N为气体脱离团数目，实际工作流量，设计流量）3）轴心轨迹：杂乱不稳定，正进动喘振机理与故障特征1.故障机理：喘振是离心式和轴流式压缩机运行常见故障之一，是旋转失速的进一步发展。
喘振是压缩机组严重失速和管网相互作用的结果，它既可以是管网负荷急剧变换所引起，也可以是压缩机工作状况变化所引起。
当进入叶轮的气体流量减少到某一最小值时，气体失速团扩大到整个叶轮流道，压缩机出口压力突然下降，管网气流倒流，当管网中的下降低于出口排气压力，停止倒流恢复向管网供气，因进气量不足，出口管网回复到原来压力后，又会在流道出现旋涡区，周而复始，气体在进出口处吞吐倒流。
2.喘振特征：喘振的表现：由于气体的吞吐倒流，会伴随有巨大周期性的气体吼声和剧烈的机械振动，这些波动，在压力，流量，振动信号等都有显示。
有喘振引起的机器振动频率和强度，不但与压缩机中严重的旋转失速团有关，还和管网容量有关：管网容量越大，则喘振振幅越大，频率越低；管网容量小，则喘振幅值小，喘振频率也较高，一般为0.5-20Hz。
M701F4燃机启动过程旋转失速问题分析
M701F4燃机启动过程旋转失速问题分析摘要：国产三菱M701F4机组曾在启动过程中多次出现压气机旋转失速现象。
本文详细分析了M701F4燃机出现旋转失速的原理、试验监测手段和调整方法，并重点阐述了如何调整燃机启动工况以避免发生旋转失速现象。
关键词：燃气轮机；压气机；失速1 引言：三菱M701F4燃机是在M701F3基础上进行放大并采用部分G级燃机技术的先进燃机机组，具有热效率高、起停快、污染小、自动化程度高等优点。
在国产化的M701F4机组投运后，多个电厂的国产M701F4燃机在调试期间和商运后均出现旋转失速现象，其中部分燃机经过升速率更改、增加水洗次数、停机期间降低燃机轮间温度等措施，旋转失速现象有了一定好转，但没有从根本上解决旋转失速的问题。
旋转失速问题的存在，严重影响机组运行的安全性和经济性。
本文根据叶轮机械理论对燃机压气机失速进行分析，并结合东方三菱的现场研究成果，对解决启机时的压气机旋转失速做以阐述。
2 压气机旋转失速现象的发现下面以某厂#1燃机为例，介绍燃机启动过程中典型的旋转失速的情况。
2014年4月29日#1燃机首次点火，之后因调试需要启机定速3000rpm共15次，其中有3次在转速升到1700—1900rpm左右出现以下现象：（1）#1、#2轴承振动突然增大，尤其2Y达到160um以上，突变形态从形态上相似度很高）（2）BPT温度有明显升高现象；（3）进气滤差压下降；（4）#1、#2轴承密封空气压力下降（#1、#2轴承密封空气取自压气机第6级抽气）；（5）燃烧室壳体压力下降（6）轴承的低频振动分量增大。
针对上述现象，三菱及东方汽轮机厂技术人员经过相关数据分析，判断燃机在转速1700—1900rpm区间出现旋转失速现象。
3 旋转失速原因初探3.1 M701F4燃机压气机运行概述M701F4机组压气机为17级的轴流式压气机，进口设置有一级进口可转导叶。
在第6、11和14级静叶后分别设置防喘放气口和透平冷却空气的抽气口。
汽轮机的失速分析说明书
汽轮机的失速分析说明书失速分析说明书一、简介汽轮机是一种常见的能量转换设备，广泛应用于发电厂、石油化工厂、钢铁厂等行业。
然而，在汽轮机运行过程中，失速是一个重要的故障现象，不仅会影响设备的正常运行，还可能导致安全事故的发生。
因此，本说明书将对汽轮机的失速现象进行分析，并提供相应的解决方案。
二、失速原因分析1. 受力分析汽轮机失速的主要原因之一是受到外部力的影响，如风力、液体阻力等。
这些外部力的作用会使汽轮机失去平衡，造成失速现象的发生。
2. 转子不平衡汽轮机转子的不平衡也是导致失速的重要因素之一。
转子的不平衡会引起机械振动，进而导致失速现象的产生。
3. 过载过载是指汽轮机负荷超过设计要求的情况。
当汽轮机承受过大的负荷时，其运行速度会下降，进而引起失速。
4. 润滑不良润滑不良是导致汽轮机失速的另一个重要原因。
当润滑系统发生故障或润滑油不足时，摩擦力会增加，进而导致失速。
三、失速现象及判断1. 失速现象失速通常表现为汽轮机转速下降，进而导致功率输出减小或停机的情况。
同时，失速还伴随着振动、噪音等异常现象的出现。
2. 判断方法（1）监测仪表：通过监测仪表可以实时获得汽轮机的转速和功率输出，一旦发现转速突然下降或功率输出减小的情况，就需要警惕失速的可能性。
（2）振动与噪音：失速过程中，振动和噪音通常会明显增大，通过振动与噪音的变化可以初步判断是否发生失速。
四、失速风险及解决方案1. 失速风险失速会导致设备的停机和损坏，进而给生产和安全带来严重影响，因此需要引起足够的重视。
2. 解决方案（1）加强维护保养：定期检查并更换转子、连杆等重要零部件，确保转子的平衡性和润滑系统的正常运行。
（2）优化设计：通过优化汽轮机的结构和参数，提高其抗外部力和过载能力，降低失速的风险。
（3）安全监测与预警系统：采用高精度的监测仪表，建立失速的预警系统，及时发现并处理失速的可能性。
（4）人员培训与技术支持：加强操作人员的培训，提高其对失速的识别和处理能力；同时，建立完善的技术支持体系，及时解决技术问题。
旋转失速与喘振故障的机理与诊断（一）
旋转失速与喘振故障的机理与诊断（一）普及工业设备管理技术/工业设备人的精神角落旋转失速与喘振是高速离心压缩机特有的一种振动故障。
这种故障是由于流体流动分离造成的，设备本身一般没有明显的结构缺陷，因而不需要停工检修，通过调节流量即可使振动减至允许值。
当旋转脱离进一步发展为喘振时，不仅会引起机组效率下降，而且还会对机器造成严重危害。
喘振会导致机器内部密封件、轴承等损坏，严重的甚至会导致转子弯曲、联轴器损坏。
喘振是离心压缩机等流体机械运行最恶劣、最危险的工况之一，对机器危害很大。
对这种危害性极大但又不需要停机即可处理的故障，最能显示出状态监测与故障诊断工作的作用与效益。
一、旋转失速的机理与特征1．旋转失速旋转失速的机理首先由H.W.Emmons在1995年提出。
旋转失速的形成过程大致如下。
离心压缩机的叶轮结构、尺寸都是按额定流量设计的，当压缩机在正常流量下工作时，气体进入叶轮的方向β1与叶片进口安装角βS一致，气体可以平稳地进人叶轮，如图1(a)所示，此时，气流相对速度为ω1，入口径向流速为C1。
当进人叶轮的气体流量小于额定流量时，气体进人叶轮的径向速度减少为C1′气体进人叶轮的相对速度的方向角相应的减少到β1′，因而与叶片进口安装角βS不相一致。
此时气体将冲击叶片的工作面（凸面），在叶片的凹面附近形成气流旋涡，旋涡逐渐增多使流道有效流通面积减小。
由于制造、安装维护或运行工况等方面的原因，进人压缩机的气流在各个流道中的分配并不均匀，气流旋涡的多少也有差别。
如果某一流道中［图1（b）中的流道2］气流旋涡较多，则通过这个流道的气量就要减少，多余的气量将转向邻近流道（流道1和3)。
在折向前面的流道（流道1)时，因为进人的气体冲在叶片的凹面上，原来凹面上的气流旋涡有一部分被冲掉，这个流道里的气流会趋于畅通。
而折向后面流道（流道3)的气流则冲在叶片的凸面上，使得叶片凹面处的气流产生更多的旋涡，堵塞了流道的有效流通面积，迫使流道中的气流又折向邻近的流道。
燃气轮机控制系统的故障原因与对策分析
燃气轮机控制系统的故障原因与对策分析发布时间：2021-05-26T15:56:28.900Z 来源：《中国电业》2021年2月5期作者：路鹏[导读] 燃气轮机在运行过程中，常常会因为传感器、CPU模块、路鹏中海石油（中国）有限公司天津分公司（天津） 301900摘要：燃气轮机在运行过程中，常常会因为传感器、CPU模块、输入/输出模块、网络通信模块以及执行机构等软硬件的故障所引起的燃气轮机紧急停机，不仅加大了工作人员的运维难度，也造成了不可避免的经济损失。
因此，对燃气轮机控制系统得故障原因进行系统的分析，不仅有助于及时准确的发现已有故障，降低运维成本；也能有助于形成科学的运维方案，最大可能避免由可控原因而造成的故障停机损失；还能后将燃气轮机控制系统的系统级故障和具体的部件级故障关联，明确故障的具体场景和形式，为进一步完备、完整的诊断重型燃气轮机控制系统故障提供研究的支撑。
关键词：燃气轮机；系统故障；对策1 故障对象不同于航空发动机用于输出推力，无论是地面用燃气轮机还是舰船用燃气轮机都以输出轴功率为主，会增加相应的传动装置和发电装置，同时燃气轮机机组通常还配置了很多辅机设备。
因此燃气轮机控制系统部件更多，更为庞杂。
本文从燃气轮机控制系统的具体组成部件：传感器部分、执行机构部分、电子控制器部分展开研究，明确燃气轮机控制系统故障对象的种类型号、布置数量、安装位置、运行环境、工作用途等。
燃机控制系统按照系统工艺流程可以分为多个子系统，以某典型燃气轮机机组为例，根据子系统对燃气轮机的传感器和执行机构进行梳理。
2 传感器故障2.1 热电偶典型故障燃气轮机中热电偶主要用于测量轴承金属温度、叶片通道温度等高温区域的温度。
热电偶作为一种一次仪表，把温度信号转换为热电势信号，通过变送器，将电势信号传输至燃气轮机控制系统的热电偶输入模块，从而实现可以实现温度显示和控制。
2.2 热电阻典型故障热电阻在中低温区的高测量精度使其广泛应用于工业场景，在燃气轮机中热电阻主要用于发电机定子绕组等温度区域。
燃气轮机运行典型故障研究报告分析及其处理
燃气轮机运行典型故障研究报告分析及其处理燃气轮机是一种高效、可靠的发电设备，但由于长时间运行和特殊工况要求，其运行过程中难免会出现一些典型故障。
针对燃气轮机运行典型故障的研究报告分析及其处理包括以下几个方面。
首先，研究报告应对燃气轮机常见故障进行详细的分析。
例如，燃气轮机的压气机故障一般分为叶片断裂、碰撞、失速等情况，报告需要对这些故障进行详细分析，并针对故障产生的原因进行探讨。
此外，还应对燃烧室、涡轮机、燃气轮机控制系统等部件或系统可能出现的典型故障进行分析。
其次，研究报告应对典型故障的处理方法进行说明。
对于不同的故障原因，处理方法也有所不同。
例如，对于压气机叶片断裂导致的故障，可采取更换叶片或修复叶片的方式来解决；对于燃烧室出现的故障，可通过清洗燃烧室或更换燃烧室部件来解决。
研究报告应对这些处理方法进行详细的描述，并针对不同故障给出相应的处理流程。
另外，研究报告还应对故障的预防和监测方法进行探讨。
在燃气轮机的运行中，通过一些预防措施可以有效地减少故障的发生。
例如，定期进行设备维护保养、合理使用燃气轮机以及使用高质量的燃气等都可以有效预防故障的发生。
此外，还可以通过监测燃气轮机的运行参数和故障诊断系统，及时发现故障并采取相应的措施。
最后，研究报告还应对故障处理过程中可能遇到的问题进行分析，并提出解决方案。
在处理燃气轮机故障时，可能会遇到部件更换困难、维修时间长、设备运行效率下降等问题。
研究报告需要对这些问题进行分析，并提出相应的解决方案，以保证燃气轮机尽快恢复正常运行。
总的来说，燃气轮机运行典型故障研究报告的分析及其处理需要对燃气轮机常见故障进行分析，提出相应的处理方法，并探讨预防和监测方法。
同时，还需要分析故障处理过程中可能遇到的问题，并提出解决方案。
这样的研究报告有助于提高燃气轮机的运行效率和可靠性，减少故障发生频率，提高设备的工作效能，对于能源领域的发展具有重要意义。
燃气轮机运行典型故障分析及处置
燃气轮机运行典型故障分析及处置摘要：燃气轮机是生产活动中重要的设备，其运行的稳定性十分重要。
本文结合了燃气轮机实际的工作运转情况，按照不同的部位对燃气轮机常见的故障进行分析，并且阐述了其处理方式。
对相关的工作人员进行燃气轮机维护管工作中，具有参考价值。
关键词：燃气轮机；故障分析；处理方式燃气轮机主要的组成结构有压气机、基础的动力传输部件以及动力涡轮等，燃气轮机凭借其自身杰出的性能，得到了广泛的应用。
在能源输送，船舶动力方面得到了大量的应用。
然而在长期的运行工作当中，燃气轮机不可避免的会出现各种各样的故障，根据故障发生的类型，主要可以将其分为三种，分别是启动故障，附件故障以及转速测量故障。
这些故障发生的原因，大多存在一定的规律性，在此针对故障发生的典型案例，开展分析讨论[1]。
一、燃气轮机起动故障燃气轮机由于自身启动载荷很大，所以起动过程并不是直接启动的，前后要经过三个阶段，逐渐启动燃气轮机。
第一阶段是通过电动机带动变速箱，通过电动机的动力，带动燃气轮机的转子旋转，让燃气轮机的转子速度达到标定的转速。
这一阶段也被称为冷态加速阶段。
第二阶段就是向转速达标的燃烧室提供燃料，一般是通过系统控制将天然气喷到燃烧室当中，在天然气与空气混合之后，进行点火。
通过天然气燃烧产生的高温气体，推动燃气轮机的涡轮，提供动力。
在此阶段，燃气轮机的转速会持续提升，电动机的载荷会变得越来越小，当燃气轮机的转子能摆脱电动机动力的时候，电动机就可以退出工作。
此时的燃气轮机，正式进入第三阶段的工作状态。
三阶段是燃气轮机转子加速状态，通过燃烧室提供的能源，带动转子提升至标定转速，燃气轮机启动失败是最常见的故障，在进行检修维护的过程，要针对不同的阶段进行维护。
造成燃气轮机启动故障的主要原因有以下几种：（一）起动电机设备故障这项故障主要发生在燃气及在冷启动阶段，这一阶段需要通过电动机带动燃气轮机加速，加速的时候，转子转速未能达到点火的要求，因此控制系统会强制停机，进而导致燃气轮机点火启动失败。
燃气轮机旋转失速机理及防范对策
1-吸入,2-低压压缩,3-高压压缩,4-燃烧,5-排气,6-热区域,7-涡轮机,8-燃烧室,9-冷区域,10-进气口.图1轴流式涡轮喷气发动机示意图图2旋转失速机理图0引言压气机作为高效率燃气轮机发展进程中的关键零部件之一,在提供高压比的同时也限制了发动机的稳定工作范围[1],关系着燃气轮机的效率和安全、稳定运行。
图1为某轴流式涡轮喷气发动机示意图。
若压气机发生气流旋转失速,其后果极为严重,其中局部喘振也可诱发旋转失速团[2],从而导致压气机叶片受到一种或多种周期性变化的气流脉动冲击[3],造成叶片机械性损伤。
因此,为减少旋转失速的发生,有必要分析发生机理和研究需采取的应对措施。
1燃气轮机旋转失速机理分析1.1旋转失速理论分析旋转失速,是一种限制在压气机叶片附近的沿周向传播的非轴对称气流脉动,是附面层分离的结果。
陈振等[4]在流体模拟中说明了旋转失速的控制主要是为了消除迟回效应。
由于叶片结构容差或流场扰动,某一个或者几个叶片分离范围增大致使流道形成气塞,一侧叶片冲角增大一侧减小[5],其机理如图2所示。
当压气机流量较小时,进气冲角增大,气流在叶轮流道内形成与叶轮旋转方向相同的一个或几个失速团,失速团的绕轴角速度较低,从而在叶片非工作面产生边界层分离,形成旋转失速现象[6]。
这种加剧的气流分层脱离最终造成压气机某级或某几级叶片旋转失速。
1.2旋转失速的主要原因燃气轮机启动后,转速逐渐提升,在达到其额定转速之前,压气机会经历旋转失速阶段,但一般不足以引起轴承的强烈振动和出口压力的下降。
在运行过程中,燃气轮机压气机发生旋转失速主要有以下几个原因:①叶片质量影响。
叶片加工质量缺损、运输安装过程对叶片造成的磨损破坏以及污损等,都可能造成转子叶尖的负荷达到极值,叶片通道尾缘逆压力梯度过大,出现倒———————————————————————作者简介:席亚宾(1977-),男,河北定州人,硕士,高级工程师,研究方向为燃机优化控制。
关于燃气轮机启机过程中旋转失速原因及对策
关于燃气轮机启机过程中旋转失速原因及对策
唐文彬;王文嘉;张凯凡
【期刊名称】《内燃机与配件》
【年(卷),期】2022()21
【摘要】旋转失速是燃气轮机运行中出现的气流非均匀不稳定流动的现象,当旋转失速发生时往往会使压气机出力减小耗功增大,同时伴随着轴承振动增加,使机组启动失败,严重时压气机发生喘振,极大的影响了燃气轮机的安全稳定运行。
本文以三菱M701F4型燃气轮机为例,介绍了其启动过程中旋转失速产生的原因以及对策,避免燃气轮机在启动过程中发生旋转失速导致启动失败、损坏设备。
【总页数】3页(P59-61)
【作者】唐文彬;王文嘉;张凯凡
【作者单位】广州发展南沙电力有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TK479
【相关文献】
1.离心压缩机旋转失速振动原因分析及改进
2.燃气轮机压气机旋转失速原因分析
3.离心式压缩机气流旋转失速原因分析及防治措施
4.燃气轮机旋转失速机理及防范对策
5.燃气轮机旋转失速机理及防范对策
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压缩机旋转失速
旋转失速旋转失速是压缩机最常见的一种不稳定现象。
当压缩机流量减少时，由于冲角增大，叶栅背面将发生流体分离，流道将部分或全部被堵塞.这样失速区会以某速度向叶姗运动的反方向传播.实验表明，失速区传播的相对速度低于叶栅转动的绝对速度.因此观察到的失速区沿转子的转动方向移动，故称分离区，这种相对叶栅的旋转运动为旋转失速。
旋转失速使压缩机中的流动情况恶化，压比下降，流量及压力随时间波动。
在一定转速下，当人口流量减少到某一值Qmi。
时，机组会产生强烈的旋转失速.强烈的旋转失速会进一步引起整个压缩机组系统的一种危险性更大的不稳定的气动现象，即喘振。
此外，旋转失速时压缩机叶片受到一种周期性的激振力，如旋转失速的颇率与叶片的固有频率相吻合。
则将引起强烈振动，使叶片疲劳损坏造成事故。
旋转失速故障的识别特征:(1)旋转失速发生在压气机上;(2)振动幅值随出口压力的增加而增加;(3)振动发生在流量减小时，且随着流量的减小而增大;(4)振动频率与工频之比为小于I的常值;(5)转子的轴向振动对转速和流量十分敏感;(6)一般排气端的振动较大;(7)排气压力有波动现象;(8)机组的压比有所下降，严重时压比突降。
喘振旋转失速严重时可以导致端振，但二者并不是一回事。
喘振除了与压缩机内部的气体流动情况有关之外，还同与之相连的管道网络系统的工作特性有密切的联系，压缩机总是和管网联合工作的，为了保证一定的流量通过管网，必须维持一定压力，用来克服管网的阻力。
机组正常工作时的出口压力是与管网阻力相平衡的。
但当压缩机的流量减少到某一值Q,‘时，出口压力会很快下降.然而由于惯性作用，管网中的压力并不马上降低，于是，管网中的气体压力反而大于压缩机的出口压力，因此，管网中的气体就倒流回压缩机，一直到管网中的压力下降到低于压缩机出口压力为止。
这时.压缩机又开始向管网供气。
压缩机的流量增大，恢复到正常的工作状态。
但当管网中的压力又回到原来的压力时，压缩机的流量又减少。
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Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ：ｇ ａ ｓ ｔ ｕ ｒ ｂｉ ｎｅ； ｃ ｏｍｐｒ ｅ ｓ ｓ ｏｒ；ｒ ｏｔ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ｓ ｔ ａｌ ｌ
近几 年 我 国燃 气 发 电装 机容 量 继续 保 持 高 速增长， 截至 ２ ０ １ ３年年 底 ， 我 国燃 气 发 电装 机 已
ｍｅ ｃ ｈａｎ ｉ ｓ ｍ， ａ ｎｄ ｓ ｕｂｓ ｅ ｑｕ ｅ ｎｔ ｌ ｙ ｃ ｏｒ ｒ ｅ ｓ ｐ ｏｎｄｉ ｎｇ ｃ ｏｕｎｔ ｅｒ ｍｅ ａ ｓ ｕｒ ｅｓ ｗｅ ｒ ｅ ｐｒ ｏ ｐｏ ｓ ｅ ｄ， ｗ ｈｉ ｃ ｈ ｍ ａｙ ｓ ｅ ｒ ｖｅ ａ ｓ ａ ｒ ｅ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎｃ ｅ ｆ ｏ ｒ ｔ ｒ ｅ ａ ｔ ｍ ｅｎｔ ｏ ｆ ｓ ｉ ｍｉ ｌ ａ ｒ ｆ ａ ｕｌ ｔ ｓ ｏ ｆ ｇａ ｓ ｔ ｕｒ ｂｉ ｎ ｅ ｃ ｏｍ ｐｒ ｅ ｓ ｓ ｏｒ ｓ ．
Ｆ级燃气一 蒸 汽 联 合循 环 机 组 ， 压气 机 共 有 １ ７级 ，
压 比为 １ ８ ， 第 ６ 、 １ １ 和１ ４级安装有 中间放气 阀 。在 燃机启 动期 间放 气阀打开 ， 达到 同步转 速时该 阀门
熟， 对燃 气 轮机 （ 简 称燃 机 ） 设备 的缺 陷处 理 技 术
还处 于学 习 和发 展 阶段 。
达 ４ ３ ０ ９万 ｋ ｗ， 占总 装 机容量 的 ３ ． ４ ５ ； 发 电量 达 １ １ ４ ３ 亿 ｋ Ｗ・ ｈ ， 占总 发 电量 的 ２ ． １ ９ 。燃 气
气 机 出 口压力 等运 行 参 数 变化 情 况 来 判 定 ， 在 启
动升 速过 程 中 ， 如 果在 某 一 升 速 阶段 压 气 机 压 力
Ｌｉ ｕ Ｊ ｉ ａ ｎ ｓ ｈｅ ｎ ｇ
（ Ｄａ ｔ ａ ｎ ｇ Ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｎａ ｌ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ Ｓ ｈ ａ ｏ ｘ ｉ ｎ ｇ Ｊ ｉ ａ ｎ ｇ ｂ ｉ ｎ Ｔｈｅ ｒ ｍａ ｌ Ｐｏ ｗｅ ｒ
Ｃ ｏ． ，Ｌ ｔ ｄ ． ，Ｓ ｈ ａ ｏ ｘ ｉ ｎ ｇ ３ １ ２ ３ ６ ６，Ｚｈ ｅ ｊ ｉ ａ ｎ ｇ Ｐ ｒ ｏ ｖ ｉ ｎ ｃ ｅ ，Ｃｈ ｉ ｎ ａ ）
燃机 压 气 机 旋 转 失 速 是 燃 机 发 电 机 组 启 停
阶段 较 为突 承振 动 突增 ， 如果处理不 当， 会 引起 机 组 振 动
关 闭 。燃机 的 １号轴 承 安装 于 透平 尾部 排气 室 内 部， ２号轴 承安 装于压气 机进气 室位置 （ 见图 １ ） 。
２ 号轴 炉
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｔａ ｋｉ ｎｇ ａ ４５ ０ ＭＷ ｇａ ｓ ｔ ｕｒ ｂｉ ｎ ｅ ｇ ｅｎｅ ｒ ａｔ ｏ ｒ ｓ ｅ ｔ ａ ｓ ａ ｎ ｅ ｘａ ｍ ｐｌ ｅ，ａ ｎ ｉ ｎｔ ｒ ｏ ｄｕ ｃ ｔ ｉ ｏｎ ｉ ｓ ｐｒ ｅ ｓ ｅ ｎｔ ｅｄ ｔ ｏ ｔ ｈｅ ｃ ｏ ｍｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ｏ ｒ ｒ ｏｔ ａｔ ｉ ｎｇ ｓ ｔ ａ ｌ ｌ ａｎ ｄ ｔ ｏ ｔ ｈｅ ｃ ｈａ ｎｇ ｅｓ ｏｆ ｒ ｅｌ ｅ ｖａ ｎｔ ｐａ ｒ ａ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ｓ ，ｔ ｏｇ ｅｔ ｈｅ ｒ ｗｉ ｔ ｈ ａ ｎ ａｎ ａｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏｎ ｔ ｈｅ ｓ ｔ ａｌ ｌ
第 ３ １ 卷 第 ３期 ２ ０ １ ７年 ５月
发 也没 备
ＰＯＷ Ｅ Ｒ ＥＱＵ Ｉ Ｐ Ｍ ＥＮＴ
Ｖ０ １ ． ３１ ，ＮＯ ． ３
Ｍａ ｙ ．２ ０１ ７
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：运行与改造 ：
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燃 气 轮 机 压 气 机旋 转 失 速原 因分 析
不升反 降 ， 同 时伴 随燃 气 轮 机 轴承 振 动 和 噪 声 突
然增强， 则 可 以初步 判断 为压 气机 旋转 失速 。 该 机组装 有 ２套 Ｍ７ ０ １ Ｆ ４型 ４ ５ ０ ＭＷ 等级 的
发 电 已经超 越核 电 ， 成 为 国 内的 第 四 大 电源 。相
对 而言 ， 因我 国燃 气 发 电起 步 较 晚 ， 技 术 还 不 成
关键词 ： 燃气轮机 ； 压气 机 ； 旋 转 失 速 中 图分 类 号 ： Ｔ Ｋ４ ７ ７ 文 献标 志 码 ： Ａ 文章 编 号 ： １ ６ ７ １ — ０ ８ ６ Ｘ（ ２ ０ １ ７ ） ０ ３ — ０ １ ９ ３ — ０ ３
Ｃａ ｕ ｓ ｅ Ａｎａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｎ Ｃｏ ｍｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ｏ ｒ Ｒｏ ｔ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ Ｓ ｔ ａ ｌ ｌ ｉ ｎ ａ Ｇａ ｓ Ｔｕ ｒ ｂｉ ｎ ｅ
刘建 生
（ 大唐 国际绍 兴 江滨 热 电有 限 责任公 司，浙 江 绍兴 ３ １ ２ ３ ６ ６ ）
摘 要： 以某 ４ ５ ０ ＭＷ 燃 气 发 电机 组 为例 ， 对 压气 机旋 转 失 速 的现 象 和 参 数 变化 情 况 进 行 阐述 ， 对 压气 机 旋
转 失速 产 生 的机 理进 行 分 析 ， 提 出 防止 压 气机 旋转 失 速 的相 应措 施 ， 有 助 于解 决燃 气 轮机 压 气机 的 类似 故 障 。
保 护 动作 跳 闸 ， 并可能诱发 喘振 ， 造 成 压 气 机 叶
片 断裂等 恶性 事 故 ， 因 而得 到 了燃 机 发 电 厂 和设 备制 造厂 家 的重 视 。笔 者 以某 ４ ５ ０ Ｍｗ 天 然 气 燃 机 为例 ， 对 压气 机 旋 转失 速 产 生 的 原 因进 行 分 析， 并 提 出防 范措施 。