一种燃气轮机甩负荷试验方法
【专利摘要】本发明涉及一种燃气轮机甩负荷试验方法。本发明的技术方案为：一种燃气轮机甩负荷试验方法，该试验方法利用水力测功机作为负载，包括如下步骤：记录燃气轮机各功率点对应的水力测功机进水阀和排水阀位置，将水力测功机切换至阀位控制模式，设定水力测功机超扭和超速警报值和警报动作，记录动力涡轮转子转速波动量。本发明的目的是提高燃气轮机厂内甩负荷试验的安全性，为燃气轮机外场甩负荷试验提供可靠依据和改进的方向。
【专利说明】一种燃气轮机用负荷试验方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种甩负荷试验方法，特别是涉及一种燃气轮机甩负荷试验方法。
【背景技术】
[0002]一款新型燃气轮机需要在出厂前做甩负荷试验，为外场甩负荷试验提供理论依据和检验。外场即指燃气轮机使用的场所。
[0003]新型燃气轮机的甩负荷试验是指考核燃气轮机机组快速接带和脱开负荷的能力，各个辅助系统和设备对甩负荷过程的适应能力，验证调节系统的稳定性、动态超调量、过渡过程调节时间等动态特性，该试验具有高风险性。
[0004]当前我国燃气轮机的甩负荷试验领域还是空白，没有成熟的试验方法。
[0005]水力测功机是一种测功设备，通过测量被测机械设备的轴输出扭矩而测量出其输出功率。水力测功机具有阶跃式加减载荷、高测量精度、高响应速度和工作稳定可靠等特点，其负载变化的最短时间在Is左右。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是提供一种燃气轮机甩负荷试验方法，该试验方法利用水力测功机作为燃气轮机的负载，结合燃气轮机厂内试车考核程序来完成燃气轮机甩负荷试验，提高了燃气轮机厂内甩负荷试验的安全性，为燃气轮机外场甩负荷试验提供可靠依据和经验。
[0007]本发明的技术方案如下:
[0008]一种燃气轮机甩负荷试验方法，该试验方法利用水力测功机作为所述燃气轮机的负载，包括如下步骤:
[0009](I)在所述燃气轮机完成磨合试车和检验试车后，进行所述燃气轮机性能录取试车的同时进行所述燃气轮机甩负荷试验；将所述燃气轮机开动运转，当所述燃气轮机的输出功率达到其额定输出功率的10%，所述水力测功机的功率摆动量不超过所述燃气轮机的输出功率的3%时，记录所述水力测功机的进水阀和排水阀位置，将所述水力测功机的负载控制阀位设置为0.1工况；当所述燃气轮机的输出功率达到其额定输出功率的20%，所述水力测功机的功率摆动量不超过所述燃气轮机的输出功率的3%时，记录所述水力测功机的进水阀和排水阀位置，将所述水力测功机的负载控制阀位设置为0.2工况；以此类推，将所述水力测功机的负载控制阀位设置为0.3?1.0工况；
[0010](2)将所述水力测功机切换至阀位控制模式，实现所述水力测功机的进水阀和排水阀阀位之间的快速联动；
[0011](3)设定所述水力测功机超扭及超速时的报警值和报警动作；
[0012](4)设定所述燃气轮机的动力涡轮超转三级报警值为9800?10000r/min ；
[0013](5)将所述燃气轮机开动运转进行甩负荷，将所述水力测功机负荷的突减幅度由小到大逐步进行，即将所述水力测功机的负载控制阀位由0.2工况向0.1工况突减，接下来将所述水力测功机的负载控制阀位由0.3工况向0.1工况突减，依此类推逐步放大甩负荷幅度，以便保证所述燃气轮机甩负荷试验的安全性；
[0014](6)在所述燃气轮机进行完将所述水力测功机的负载控制阀位由0.8工况向0.1工况突减的甩负荷后，所述燃气轮机正常停车，利用孔探仪对所述燃气轮机的工作叶片叶尖及静子叶片进气边和排气边进行检查，检查确定无损伤后继续进行所述燃气轮机的甩负荷试验；
[0015](7)所述燃气轮机进行将所述水力测功机的负载控制阀位由0.8工况向0.1工况突减的甩负荷，接下来将所述水力测功机的负载控制阀位由0.8工况向0.1工况突减的甩负荷后，所述燃气轮机正常停车，利用孔探仪对所述燃气轮机的工作叶片叶尖及静子叶片进气边和排气边进行检查，检查确定无损伤后完成所述燃气轮机的甩负荷试验；
[0016](8)所述燃气轮机的甩负荷试验过程中，记录所述燃气轮机的动力涡轮转子转速波动量，通过调节所述燃气轮机的燃料量和可调导叶角度来控制所述燃气轮机的动力涡轮转速波动量，进而修正所述燃气轮机控制系统的调节规律；所述燃气轮机的甩负荷试验过程中，遇到报警时，所述燃气轮机立即停车，以便保证所述燃气轮机甩负荷试验的安全性。
[0017]上述的燃气轮机甩负荷试验方法，也可以通过在所述燃气轮机的动力涡轮前增加放气阀门降低所述燃气轮机的动力涡轮进口能量来控制所述燃气轮机的动力涡轮转速波动量。
[0018]所述燃气轮机的额定输出功率可以为6800?7500KW。
[0019]本发明的有益效果:
[0020]1、本发明利用水力测功机作为负载进行甩负荷试验，可以缩短燃气轮机厂内试验的时间。燃气轮机甩负荷试验是为了验证燃气轮机快速加减负荷的能力，可以结合燃气轮机厂内试车考核程序来完成燃气轮机甩负荷试验，不需要单独进行。
[0021]2、本发明使用水力测功机可以提高燃气轮机厂内甩负荷试验的安全性，保证燃气轮机的安全性是试验的重要内容之一。在甩负荷试验过程中，燃气轮机可能出现超转、超温的现象，这些现象的出现对燃气轮机的转子、静子以及轴承等部件都会产生一定的损伤。水力测功机Is的负载变化时间，为燃气轮机调节系统留下足够多的调节时间，能够可靠的调节燃气轮机的状态，保证燃气轮机甩负荷过程的安全性。
[0022]3、本发明为燃气轮机外场甩负荷试验提供可靠依据和改进的方向。水力测功机Is的负载变化时间，完全可以实现对燃气轮机甩负荷性能的考核，能够摸清燃气轮机负荷快速变化时各个系统的跟随特性，能够验证燃气轮机调节系统的功能，并能够根据厂内甩负荷试验数据为外场的燃气轮机甩负荷试验提供可靠的依据和改进的方向。
[0023]4、在设计值允许范围内，调高所述燃气轮机的动力涡轮超转三级报警值9800?lOOOOr/min，以便提高所述燃气轮机控制系统的调节范围，避免因所述燃气轮机甩负荷后动力涡轮转子正常超转导致所述燃气轮机控制系统发出紧急停车指令。
【具体实施方式】
[0024]一种燃气轮机甩负荷试验方法，利用水力测功机作为所述燃气轮机的负载，包括如下步骤:
[0025](I)在所述燃气轮机完成磨合试车和检验试车后，进行所述燃气轮机性能录取试车的同时进行所述燃气轮机甩负荷试验；将所述燃气轮机开动运转，当所述燃气轮机的输出功率达到其额定输出功率(7200KW)的10%，即720KW，所述水力测功机的功率摆动量不超过720KW的3%时，记录所述水力测功机的进水阀和排水阀位置，将所述水力测功机的负载控制阀位设置为0.1工况；当所述燃气轮机的输出功率达到1440KW，所述水力测功机的功率摆动量不超过所述燃气轮机的1440KW的3%时，记录所述水力测功机的进水阀和排水阀位置，将所述水力测功机的负载控制阀位设置为0.2工况；以此类推，将所述水力测功机的负载控制阀位设置为0.3?1.0工况；
[0026](2)将所述水力测功机切换至阀位控制模式，实现所述水力测功机的进水阀和排水阀阀位之间的快速联动；
[0027](3)设定所述水力测功机超扭及超速时的报警值和报警动作；
[0028](4)设定所述燃气轮机的动力涡轮超转三级报警值为9800r/min ；
[0029](5)将所述燃气轮机开动运转进行甩负荷，将所述水力测功机负荷的突减幅度由小到大逐步进行，即将所述水力测功机的负载控制阀位由0.2工况向0.1工况突减，接下来将所述水力测功机的负载控制阀位由0.3工况向0.1工况突减，依此类推逐步放大甩负荷幅度，以便保证所述燃气轮机甩负荷试验的安全性；
[0030](6)在所述燃气轮机进行完将所述水力测功机的负载控制阀位由0.8工况向0.1工况突减的甩负荷后，所述燃气轮机正常停车，利用孔探仪对所述燃气轮机的工作叶片叶尖及静子叶片进气边和排气边进行检查，检查确定无损伤后继续进行所述燃气轮机的甩负荷试验；
[0031](7)所述燃气轮机进行将所述水力测功机的负载控制阀位由0.8工况向0.1工况突减的甩负荷，接下来将所述水力测功机的负载控制阀位由0.8工况向0.1工况突减的甩负荷后，所述燃气轮机正常停车，利用孔探仪对所述燃气轮机的工作叶片叶尖及静子叶片进气边和排气边进行检查，检查确定无损伤后完成所述燃气轮机的甩负荷试验；
[0032](8)所述燃气轮机的甩负荷试验过程中，记录所述燃气轮机的动力涡轮转子转速波动量，通过调节所述燃气轮机的燃料量和可调导叶角度来控制所述燃气轮机的动力涡轮转速波动量，进而修正所述燃气轮机控制系统的调节规律；所述燃气轮机的甩负荷试验过程中，遇到报警时，所述燃气轮机立即停车，以便保证所述燃气轮机甩负荷试验的安全性。
【权利要求】
1.一种燃气轮机甩负荷试验方法，其特征在于，该试验方法利用水力测功机作为所述燃气轮机的负载，包括如下步骤: (1)在所述燃气轮机完成磨合试车和检验试车后，进行所述燃气轮机性能录取试车的同时进行所述燃气轮机甩负荷试验；将所述燃气轮机开动运转，当所述燃气轮机的输出功率达到其额定输出功率的10%，所述水力测功机的功率摆动量不超过所述燃气轮机的输出功率的3%时，记录所述水力测功机的进水阀和排水阀位置，将所述水力测功机的负载控制阀位设置为0.1工况；当所述燃气轮机的输出功率达到其额定输出功率的20%，所述水力测功机的功率摆动量不超过所述燃气轮机的输出功率的3%时，记录所述水力测功机的进水阀和排水阀位置，将所述水力测功机的负载控制阀位设置为0.2工况；以此类推，将所述水力测功机的负载控制阀位设置为0.3?1.0工况； (2)将所述水力测功机切换至阀位控制模式，实现所述水力测功机的进水阀和排水阀阀位之间的快速联动； (3)设定所述水力测功机超扭及超速时的报警值和报警动作； (4)设定所述燃气轮机的动力涡轮超转三级报警值为9800?10000r/min； (5)将所述燃气轮机开动运转进行甩负荷，将所述水力测功机负荷的突减幅度由小到大逐步进行，即将所述水力测功机的负载控制阀位由0.2工况向0.1工况突减，接下来将所述水力测功机的负载控制阀位由0.3工况向0.1工况突减，依此类推逐步放大甩负荷幅度，以便保证所述燃气轮机甩负荷试验的安全性； (6)在所述燃气轮机进行完将所述水力测功机的负载控制阀位由0.8工况向0.1工况突减的甩负荷后，所述燃气轮机正常停车，利用孔探仪对所述燃气轮机的工作叶片叶尖及静子叶片进气边和排气边进行检查，检查确定无损伤后继续进行所述燃气轮机的甩负荷试验; (7)所述燃气轮机进行将所述水力测功机的负载控制阀位由0.8工况向0.1工况突减的甩负荷，接下来将所述水力测功机的负载控制阀位由0.8工况向0.1工况突减的甩负荷后，所述燃气轮机正常停车，利用孔探仪对所述燃气轮机的工作叶片叶尖及静子叶片进气边和排气边进行检查，检查确定无损伤后完成所述燃气轮机的甩负荷试验； (8)所述燃气轮机的甩负荷试验过程中，记录所述燃气轮机的动力涡轮转子转速波动量，通过调节所述燃气轮机的燃料量和可调导叶角度来控制所述燃气轮机的动力涡轮转速波动量，进而修正所述燃气轮机控制系统的调节规律；所述燃气轮机的甩负荷试验过程中，遇到报警时，所述燃气轮机立即停车，以便保证所述燃气轮机甩负荷试验的安全性。
2.根据权利要求1所述的燃气轮机甩负荷试验方法，其特征在于，通过在所述燃气轮机的动力涡轮前增加放气阀门降低所述燃气轮机的动力涡轮进口能量来控制所述燃气轮机的动力涡轮转速波动量。
3.根据权利要求1所述的燃气轮机甩负荷试验方法，其特征在于，所述燃气轮机的额定输出功率为6800?7500KW。
【文档编号】G01M15/14GK103558031SQ201310564047
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2013年11月11日 优先权日:2013年11月11日
【发明者】高新和, 徐玮, 李景波, 孙远伟, 张立南 申请人:沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司