燃气轮机状态监测新方法的综合分析.pdfVIP

第20卷 第 4期 《燃 气 轮 机 技 术》 V01．20 No．4 2007年 l2月 GAS TUI~ INE TECHNOLOGY Dec．．2007 燃气轮机状态监测新方法的综合分析 柳子政，臧述升 (上海交通大学叶轮机械研究所，上海200240) 摘 要：燃气轮机在运行过程中需要对其进行状态监测。本文简要分析了燃气涡轮的常见故障，着重介绍了 三种燃气轮机状态监测的新方法，并对这三种方法进行了分析和比较。 关 键 词：红外线监测；声发射监测；超声波监测 中图分类号：TK47 文献标识码：A 文章编号：1009—2889(2007)04—0025—03 燃气轮机是一种多功能的供能机械，它可以用 l 燃气轮机的故障分析 于发电，也可以用作推进系统。但是，燃气轮机同时 也需要相当高的维护费用和定期的检查。不定期的 在燃气轮机中，除了燃烧室之外，透平的温度也 停机维护会带来巨大的经济损失。因此，对燃气轮 非常高，尤其是透平第一级叶片。在燃气轮机运行 机进行状态监测是很有必要的。这样可以在灾难性 过程中，燃气温度经常发生变化，形成了较大的热负 的事故发生这前，及早发现并及时进行维修，避免严 荷。同时，透平部件(特别是转子零件)承受着很大 重的经济损失。 的机械负荷。所以透平是燃气轮机运行中故障较多 燃气轮机的故障大多是逐渐发展的，发展过程 的部件之一。 中有很多的征兆，因此可以对其实行监视和诊断。 为了降低透平叶片的温度，通常采用耐热合金 只有对燃气轮机易出现的故障、故障发生时的特征 制造叶片，并在叶片里布置若干气流通道进行对流 及其发展有深刻的了解，才可能设计出有效的状态 冷却。此外，还在叶片的表面涂上隔热涂层。尽管 监测和故障诊断系统，进而实施监测和诊断。 有这些保护措施，透平叶片的寿命还比较短。在整 燃气轮机采用的状态监测与故障诊断的方法主 个机组使用寿命内，透平叶片要更换若干次。 要有三类…： 在燃气轮机运行过程中，透平叶片的隔热涂层 第一类属性能状态监视或称为气路参数分析 会由于冲击载荷、腐蚀和氧化而剥落，最终导致整个 (Gas Path Analysis)技术，包括对气流通道的压力、温 部件的故障，使燃气轮机不能正常运行。同时，转轴 度、流量和转速监视；对发动机性能参数如推力或功 在高速旋转的情况下，会由于热应力和机械应力的 率等参数的监测。 作用而产生裂纹，过早发生疲劳。这些都是燃气轮 第二类属机械状态监视。常用的方法有：振动 机常见的故障。 监视；滑油监视(包括滑油压力、温度、光谱分析等)； 2 红外线监测透平叶片状态 低循环疲劳和热疲劳监视(低循环疲劳计数、涡轮叶 片温度场监测)。 西门子电力分公司正在开发一种新型的红外线 第三类属无损探测类监视。常用的方法有：孔 成像系统来对透平第一级叶片进行状态监测和故障 探仪检测；同位素照相检查；超声波检查；磁力探伤； 诊断。为了防止从燃烧室排出的高温燃气侵蚀透平 声发射探测；X射线照相检查；荧光检查；着色检查； 第一级叶片，西门子公司重型燃气轮机的叶片除了 液体渗透检查等。