燃气轮机海洋环境工作下利用燃气温度确定压气机脏污的方法与流程

本发明涉及燃气轮机检修，尤其是一种燃气轮机海洋环境工作下利用燃气温度确定压气机脏污的方法。

背景技术：

1、燃气轮机被广泛应用于船舶动力及海洋石油平台发电等领域。

2、目前燃气轮机清洗时机主要以燃气轮机效率或者累计运行时间为依据，然而热效率的测取受到功率测量、燃油低热值化验、燃油流量测量准确性的影响，同时海上石油平台、船舶动力用燃气轮机，由于使用环境特殊，测准热效率存在一定的条件限制。燃气轮机使用过程，功率输出是根据实时使用需求变化的，没有显著的规律性，以固定的间隔累计运行时间进行通流清洗是不科学的。

技术实现思路

1、本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，根据三转子燃气轮机压气机海洋环境盐雾沉降特性，提供一种适用于该型每台燃气轮机单独的燃气轮机海洋环境工作下利用燃气温度确定压气机脏污的方法。

2、本发明所采用的技术方案如下：

3、一种燃气轮机海洋环境工作下利用燃气温度确定压气机脏污的方法，包括如下步骤：

4、步骤一：燃气轮机出厂运行、运行若干小时后两个阶段中，均以10％额定功率为一档进行到额定功率的各档工况实发功率运行；将各工况的低压涡轮后燃气温度、高压压气机转速，对大气条件、进气总压损失和排气静压损失进行修正，得到对应的修正值；同时分别测取最开始运行及运行一段时间后额定工况的热效率，

5、步骤二：根据修正低压涡轮后燃气温度及修正高压压气机转速关系，得出修正高压压气机转速与修正低压涡轮后燃气温度具有线性关系的污染判断转速区域，

6、步骤三：在上述得出的污染判断区域，选择中间区域的修正高压压气机转速作为基准，计算出对应的修正低压涡轮后燃气温度，根据热效率值变化与修正低压涡轮后燃气温度差的关系，热效率值降低预期值时应进行清洗，进而得出应清洗时的修正低压涡轮后燃气温度变化值。

7、一种利用燃气轮机海洋环境工作下利用燃气温度确定压气机脏污的方法进行清洗时间判定的过程，包括如下步骤：

8、燃气轮机交付之前，进行了全工况的功率运行，全工况运行指以10％额定功率为一档运行；

9、之后又运行一段时间，进行热效率测量运行，运行工况按照以10％额定功率为一档，从空载到额定功率全工况实发功率运行；

10、步骤一：将燃气轮机最开始运行及运行若干时间后，以10％额定功率为一档，从空载到额定功率的各档工况实发功率运行；将出厂运行及运行一段时间后各工况的低压涡轮后燃气温度、高压压气机转速，按规定将上述参数修正到同一标准，公式如下所示：

11、

12、nz＝nt×(1+d′i+d″i)  (2)

13、式中：n、nt、nz分别为：实测高压压气机转子转速、修正到规定参考大气条件下高压压气机转子转速、按进排气损失偏差修正后转速，r/min；t1为实测大气温度，k；d′i、d″i分别进气损失、排气损失偏差对高压压气机转速的修正系数，

14、

15、tz＝tt×(1+f′i+f″i)  (4)

16、式中：t、tt、tz分别为实测低压涡轮后燃气温度、修正到规定参考大气条件下的燃气温度、按进排气损失偏差修正后的温度，k；f′i、f″i分别进气损失、排气损失偏差对低压涡轮后燃气温度的修正系数，

17、通过热效率计算，运行若干小时后，热效率较出厂时下降η，

18、得出出厂运行及运行若干小时后的修正高压压气机转速、修正低压涡轮后燃气温度，

19、步骤二：根据修正低压涡轮后燃气温度及修正高压压气机转速关系，得出接近额定工况的修正高压压气机转速与修正低压涡轮后燃气温度具有线性关系的污染判断转速区域，

20、根据出厂修正转速与运行若干小时后的修正转速图可知，出厂时与运行若干小时后，存在线性区域，根据污染判断区域图，得到修正高压压气机转速区间，在同样的修正高压转速值下，折合低压涡轮后燃气温度间存在一固定的差值，则修正高压转速值所在的区间(a～b)为压气机污染判断区域，

21、步骤三：在上述得出的污染判断区域(a～b)，选择中间区域的修正高压压气机转速作为基准，即(a+b)/2，

22、在出厂状态，根据曲线关系，修正高压压气机转速为(a+b)/2时，得到对应的折合低压涡轮后燃气温度，记为t出厂温度，

23、在运行若干小时后的状态，根据曲线关系，修正高压压气机转速为(a+b)/2时，得到对应的折合低压涡轮后燃气温度，记为t运行温度，

24、通过步骤一可知，运行若干小时后，热效率较出厂时下降η，当修正高压压气机转速为(a+b)/2时，折合低压涡轮后燃气温度下降值为：

25、t出厂温度-t运行温度

26、运行规范规定，当燃气轮机热效率，下降0.25％时，应进行通流部分清洗，根据热效率降低值与折合低压涡轮后燃气温度下降值之间的关系，当燃气轮机热效率下降0.25％时，折合低压涡轮后燃气温度应下降：

27、t下降＝0.25％/η*(t出厂温度-t运行温度)，

28、即折合低压涡轮后燃气温度为：t出厂温度-t下降时，应该进行通流清洗；

29、进而确定了后续机组运行，修正高压压气机转速为t出厂温度-t下降时应进行通流清洗。

30、步骤一中的修正依据包括：大气条件、进气总压损失和排气静压损失。

31、大气压101325pa、大气温度27℃。

32、本发明的有益效果如下：

33、本发明基于海洋环境工作下，燃气轮机压气机盐雾沉降特性，通过出厂运行及运行一段时间后，得出接近额定工况的修正高压压气机转速与修正低压涡轮后燃气温度具有线性关系的污染判断转速区域。通过选择中间区域的修正高压压气机转速作为基准，以修正低压涡轮后燃气温度差作为污染判断依据，根据热效率值变化与修正低压涡轮后燃气温度差的关系，热效率值降低一定值时应进行清洗，进而得出应清洗时的修正低压涡轮后燃气温度变化值。该方法逻辑清洗，易操作，对燃气轮机运行具有重要意义。

技术特征：

1.一种燃气轮机海洋环境工作下利用燃气温度确定压气机脏污的方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.一种利用权利要求1所述的燃气轮机海洋环境工作下利用燃气温度确定压气机脏污的方法进行清洗时间判定的过程，其特征在于，包括如下步骤：

3.如权利要求2所述的判定过程，其特征在于，步骤一中的修正依据包括：大气条件、进气总压损失和排气静压损失。

4.如权利要求2所述的判定过程，其特征在于，大气条件为：大气压101325pa、大气温度27℃。

技术总结
本发明涉及一种燃气轮机海洋环境工作下利用燃气温度确定压气机脏污的方法，通过出厂运行及运行一段时间后，得出接近额定工况的修正高压压气机转速与修正低压涡轮后燃气温度具有线性关系的污染判断转速区域。通过选择中间区域的修正高压压气机转速作为基准，以修正低压涡轮后燃气温度差作为污染判断依据，根据热效率值变化与修正低压涡轮后燃气温度差的关系，热效率值降低一定值时应进行清洗，进而得出应清洗时的修正低压涡轮后燃气温度变化值。该方法逻辑清洗，易操作，对燃气轮机运行具有重要意义。

技术研发人员：魏昌淼,吴明昊,李辉,马宪智
受保护的技术使用者：中国船舶重工集团公司第七0三研究所无锡分部
技术研发日：
技术公布日：2024/5/16