燃气轮机设备及其系统主要危险因素研究

燃气轮机设备及其系统主要危险因素研究

王爽

江苏中科能源动力研究中心  江苏省连云港市  222000

摘要：燃气轮机是一种高度集成的定型产品，其性能恶化主要因空气质量和运行时长的影响。本文针对燃气轮机设备及其系统，探讨了环境温度、清洁方式、燃烧温度等主要危险因素，并据此提出了安全措施，包括做好滤网清洁、传统检修和状态检修相结合、优化系统流程等，采用以上措施降低风险系数，保障设备及系统运行安全。

关键词：燃气轮机；设备；系统；危险因素

引言

燃气轮机作为一种能源装置，其运行效率较高，广泛应用于工业与电力系统中，具有良好负荷调节能力，并且污染物排放量较低，有利于实现可持续发展目标。将燃气轮机设备及系统应用于电力领域，重点参与联合循环发电，产生满足当前需求的清洁电力。另外，还可应用于工业、航空等诸多领域。但是，由于存在老化、运行、环境等各项风险，需要综合分析主要危险因素，尽可能提高设备系统运行效率，增加运行时间，推进相关领域安全、高效及可持续发展。

1燃气轮机的主要组成部分及其功能

燃气轮机主要组成部分如下：一是进气系统，分为空气滤清器与进气道，使空气进入轮机内部，且有效过滤空气杂质，确保进气质量符合标准；二是压气机，一般有两种形式，分别为轴流式、离心式，用于增加进入燃烧室内部的空气压力，以产生高压空气，保证充分燃烧；三是燃烧室，于该处高压空气和燃料相互混合发生燃烧反应，以此生成燃气，该结构的设计重点为高效稳定燃烧，并且减少排放；四是涡轮机，具有大量旋转叶片，发生燃烧反应时形成的高温燃气促使叶片旋转，实现热能向机械能的转换；五是排气系统，借此排放涡轮机运行产生的燃气，并且这部分燃气具有一定能量，可直接将其排放，也可进行热回收；六是控制系统，利用该系统监控并调节轮机相关参数，提高其运行效率及其安全性[1]。

2燃气轮机设备及其系统的主要危险因素

2.1环境温度

在燃气轮机设备及其系统运行过程中，环境温度会对其性能产生很大影响。当环境温度偏高时，空气密度也有所变化，降低压气机空气进气量，此时难以保障燃烧效率与设备系统输出功率。另外，还会造成更大燃烧消耗，导致轮机热效率下降。对于冷却系统而言，环境温度过高也会使其承受额外负担。

2.2空气质量

在燃气轮机设备及其系统应用中，空气质量产生很大影响。许多微颗粒物会影响空气滤清器等进气系统主要组件，由此降低压气机运行效率，提高维护成本，若事态严重会引发设备故障。所以，采用效率偏高的空气过滤系统至关重要，有利于维护轮机性能。对于空气质量问题，需要采用针对性处理措施，以保证进气系统运行效率及其稳定性，从而有效处理空气污染物。不同空气质量条件下燃气轮机性能影响如表1所示。

表1 不同空气质量条件下燃气轮机性能影响

2.3燃气系统

该系统完整性及所采用燃料质量会对燃气轮机产生显著影响，在一定程度上决定其高效性与安全性。若是燃料成分不够纯净，可能燃烧不充分，使得污染物排放量越来越多，若状况严重还会导致燃烧室内出现异常燃烧问题，难以保障设备及其系统稳定性与可靠性，缩短整体使用寿命[2]。

2.4滑油系统和清洁方式

在燃气轮机运行过程中，滑油系统主要用于处理其重点运动部件，做好润滑与冷却作业。为保障设备顺利运行，需要注重滑油质量、纯净度及其流动性。若是滑油已受污染或者被降解，一方面会导致润滑效果下降，另一方面还会出现过热与摩擦加大的情况，甚至引发设备故障。

2.5注蒸汽或注水环节潜在风险

为实现燃气轮机高效运行，主要通过注蒸汽或注水进行，该技术能够提高轮机燃烧效率，减少排放量。但是，该过程也引发了额外风险。比如，若是注蒸汽或注水数量过多或过少，会降低燃烧稳定系数，提高设备磨损程度。

3燃气轮机设备及其系统的安全措施

3.1加强日常检查维护和滤网清洁

为确保燃气轮机运行效率及安全性，需要做好日常检查维护工作，定期清洁进气系统滤网。只有将检查维护工作落实到位，才可以提高轮机运行稳定系数，延长其使用寿命。对于燃气轮机性能而言，燃烧室、涡轮叶片等核心组件是否健康起到决定性作用。一旦涡轮叶片出现受到磨损或腐蚀，会导致燃气轮机运行效率下降，状况严重时可能引发故障。同时，定期维护进气系统也非常重要，确保滤网隔绝灰尘等污染物，避免对压气机运行产生影响，降低磨损程度。及时更换滤网，做好定期清洁工作，可保障进气系统效率。在燃气轮机长期运行过程中，通过有效维护滤网能够整体提高轮机性能，减少成本投入。

3.2结合传统和状态检修

为保证燃气轮机运行期间得到有效维护，需要加大创新力度，将传统检修和状态检修集为一体，前者重点为预防性检修，后者重点为实时数据检修，两者结合的检修方式不仅具有传统检修综合性优势，而且也具有状态检修精确性优势。其中，传统检修方式根据固定时间表及以往实践经验进行应用，难以发现设备变化。而状态检修采用振动分析、声学监测等现代化技术动态识别可能出现的问题，例如轴承细微变化等。各项现代化技术可在维护工作开展中及时发现并处理问题，以防小问题进一步发展成大问题甚至引发故障，强化维护针对性与时效性。

3.3优化运行系统流程

首先，优化燃烧温度。重点是合理调节燃烧温度，以此提高燃烧效率，降低热应力，增加设备使用时间。通过监测并调节燃烧温度，能够减少热损失，强化设备性能。应先考虑燃烧室规划设计和所选燃料的质量等。

其次，精确配置与调控空气流量和相关燃料之间的混合比例。这样一来，可以提高燃烧效率，减少排放量。针对相关数据加强实时监测与调控，有利于达到最佳燃烧状态，尽量避免能源浪费，缓解对生态环境造成的影响[3]。为实现该目标，应采用先进控制系统，并引用现代化传感技术，从而确保燃气轮机运行稳定性。通过调整空气流量，保证其精确性，可使燃烧条件符合预期，减少氮氧化物排放量。另外，合理调控燃料混合比，提高其精确度，可减少燃料消耗以及co2排放量，增强设备运行环保性。

最后，系统组件优化升级和定期更换。为实现优化升级目标，还需定期更换系统组件。采用新型燃烧技术，通过涡轮设计提高其运行效率，能够确保其稳定性与可靠性。选取新型涡轮材料，有利于强化叶片对热力与磨损的耐受性，进一步提高热效率。所以，定期升级与更换，可保证设备运行达到最佳状态。

4结束语

综上所述，通过分析并控制燃气轮机常见危险因素，践行可行性安全措施，能够大幅提高设备及系统性能。对于能源产业和相关运营商、设备维护人员来说，有利于促进其可持续发展，提高环保成效。所以，加强燃气轮机安全控制至关重要。

参考文献

[1]魏鹏,玄钟元,谢丽霞,等.基于控制系统的燃气轮机故障识别方法[J].燃气轮机技术,2024,37(02):56-60.

[2]宋党科.GE9F燃气轮机主要控制系统及IGV系统分析[J].工程建设与设计,2022,(22):72-74.

[3]伍赛特.燃气轮机技术应用与未来发展趋势展望[J].节能,2024,43(04):118-122.