压缩机考核题目

1 西安航西安航 西安航空发动机集团公司西安航空发动机集团公司 题目 题目 RR 燃驱压缩机组基础知识考核题目 补充 编写编写 西航公司驻甘肃管理处服务代表 王智忠 2006 7 30 一 一 RB211 24G T 燃气发生器 燃气发生器 GG 1 GG 压气机的功用是什么压气机的功用是什么 答答 将尽可能多的空气吸入 GG 并予以增压 吸入的空气越多 经燃烧产生的燃气量越大 机组的功率也就越大 合适的增压空气使燃烧效率提高到几乎 100 节省燃料 2 GG 燃烧室的功用是什么 燃烧室的功用是什么 答答 天然气和空气的混合气烧起来很容易 但将燃烧效率提高到 100 却绝非易事 精心 设 计的环形燃烧室主要用来提高燃烧效率 而且要保证在高温下经久耐用 3 GG 涡轮的功用是什么 涡轮的功用是什么 答答 GG 的压气机只有旋转起来才能吸气增压 这就需要有高压涡轮带转高压压气机 低 压 涡轮带转低压压气机 4 GG 由哪几大部件组成 由哪几大部件组成 答 答 由压气机 燃烧室 涡轮 三大部件构成 5 排气温度排气温度 T455 超温对超温对 GG 有什么危害 有什么危害 答答 T455 超温实际上是过多供入燃料气的结果 多供入的燃料使燃烧室排出的燃气温度提 高 超过了涡轮部件的耐温极限 有可能造成涡轮叶片烧伤 根据超温程度 轻则降低涡 轮叶片使用寿命 重则马上就得更换涡轮叶片 所以机组控制系统对 T455 是严格监控的 6 高压轴转速高压轴转速 NH 或低压轴转速或低压轴转速 NL 超转对超转对 GG 有什么危害 有什么危害 答答 NH 或 NL 超转对 GG 的危害主要也是对涡轮叶片的危害 NH 和 NL 超转使涡轮转子 叶片所承受的离心力负荷增大 处于高温下的叶片对离心力增大很敏感 增大过度的离心 力有可能使叶片伸长断裂 或与涡轮外环机匣相碰而折断 所以机组控制系统对 NH NL 是严格监控的 7 装在低压涡轮壳体 装在低压涡轮壳体 05 单元体 上的过热探测热电偶超温意味着什么 单元体 上的过热探测热电偶超温意味着什么 答答 正常工作状态下的从 05单元体排出的冷却空气指示温度不超过450 在冷却空气温 度超过550 的情况下 并持续10秒时 燃气发生器会应急停车 冷却空气超温意味着可能 是GG内部滑油着火或者是GG内部的静止件与转动件发生了相碰摩擦 8 燃气发生器的功用是什么 燃气发生器的功用是什么 答 答 GG 的功用是将吸入的空气与燃料气混合燃烧 以尽可能高的效率 产生出每秒将近 100kg 质量流量的高温高压燃气 供给动力涡轮作为工质使用 在 GG 的额定状态 GG 排 气具有高达 42900 马力的 燃气马力 当然 PT 并不能把燃气所具有的能量完全提取出来 2 加上 PT 的机械效率在 0 9 左右 它的输出轴能有 39600 马力的轴功率输出已是相当不错了 9 为什么为什么 GG 是机组中最关键的部件 是机组中最关键的部件 答 答 GG 担负着高效率产生大流量高温高压燃气的任务 由于以下原因成为机组中最关键 的部件 压气机和涡轮气流通道由数千片叶片构成 因为要具有尽可能高的压气机的压缩效率 和涡轮膨胀作功效率 燃烧室要保证将近 100 的燃烧效率 这就使得 GG 的设计 试 验 改进过程极为复杂漫长 研制费用相当高昂 GG 不但结构复杂 加工困难 而且大量采用钛合金 高级耐热合金等 生产成本极 高 它的售价占到整个机组售价的一半以上 GG 工作时 它的各个部件承受着巨大的离心应力和热应力 极易损坏 需要精心维 护 严密监控 10 GG 采用那些措施防止压气机在低转速时发生喘振 采用那些措施防止压气机在低转速时发生喘振 答 答 采取了 3 种措施 在低压压气机进口设置了可变角度的进口导流叶片 VIGV 在低压压气机上设置 2 个放气阀 在高压压气机上设置 1 个放气阀 另外还有 1 个起 动放气阀 将压气机分成低压压气机和高压压气机两部分 形成 GG 的双转子结构 11 GG 起动时为什么先接通点火 后接通燃料气 起动时为什么先接通点火 后接通燃料气 答 答 如果先接通燃料气 立即会在 GG 和 PT 气流通道中充满易燃的天然气气体 随后接 通点火就会引发 GG 和 PT 气流通道的大爆炸 所以 GG 起动程序总是设计成先进行燃 气轮机通道的吹扫 然后接通点火 2 秒后才接通燃料气 此时 从燃料喷嘴喷出的燃料 气一出喷嘴即被点着 在燃烧室形成受控火焰 在燃烧室后的 GG 和 PT 通道充满高温高 压燃气 而不会引起爆炸 12 为什么在启机程序中设置为什么在启机程序中设置 GG 吹扫程序 吹扫程序 答答 在接通点火之前 由起动机带转 GG 旋转 起到对 GG 和 PT 气流通道吹扫的作用 以彻底清除 GG 和 PT 气流通道中因某种原因可能积聚的可燃气体 防止执行到接通点火 时引发爆炸 13 夏天的大气高温 会对夏天的大气高温 会对 GG 工作产生什么影响 工作产生什么影响 答 答 大气的高温使进入 GG 的空气密度降低 在 GG 转速不变的情况下 GG 产生的燃气 流量也随之下降 造成进入 PT 的工质流量下降 PT 的功率与工质的流量成正比变化 结果是转速 N3 的降低 在正常运行过程 燃料气系统为保持 N3 不下降 就自动增加向 GG 的燃料供入量 增高 GG 转速 NH 和 NL 以弥补 GG 燃气流量下降引起的 N3 降低 比较一下严冬和酷夏天气条件下 相同 N3 对应的 NH 和 NL 你会发现夏天 GG 的 NH 和 NL 明显要高一些 14 为什么在为什么在 GG 转速转速 NH 250rpm 的情况下不得接通液压起动机 的情况下不得接通液压起动机 答 答 接通起动机最好是在 GG 完全静止的情况下 此时起动机与 GG 高压转子轴之间的啮 合机构处于啮合状态 起动机平稳地带转 GG 的高压转子增速 没有一点冲击载荷发生 3 如果 GG 还在转动 起动机与 GG 高压轴的啮合过程不可避免会有冲击 NH 越高冲击也 越大 不但会使棘轮机构打坏 严重情况下还会使传动机构的相关齿轮损坏 万一由于疏 忽在 NH 250rpm 接通了起动机 下次停机后要检查起动机与 GG 的啮合机构零件的损伤 情况 15 启机时 为什么要等启机时 为什么要等 GG 转速转速 NH 达到达到 4500rpm 才能断开起动机 才能断开起动机 答答 4500rpm 是 GG 的自持转速 GG 达到此转速以后 逐渐增加燃料气供入量 GG 涡 发出的功率就会大于 GG 压气机需要的功率 多出的功率能使 GG 逐渐增速到 GG 慢车转 速 在这种情况下断开起动机 GG 能不借助起动机的协助 随燃料气供入量的增加达到 所需的工作状态 在 4500rpm 以下则是相反的情况 此时若无起动机协助 虽有燃料气供 入 但由于 GG 涡轮发出的功率小于 GG 压气机所需的功率 GG 会逐渐降转而停车 同 型号的 GG 自持转速相差不大 在研制阶段通过试验确定 16 挤压油膜轴承是什么样的轴承 挤压油膜轴承是什么样的轴承 答答 所谓挤压油膜轴承是指在轴承外环和轴承座之间高压挤入滑油 形成一层油膜的轴承 转子旋转起来之后 由于挤压油膜的阻尼抑制吸收了转子的不平衡力 使不平衡力产生的 转子振动大大降低 挤压油膜轴承在现代涡轮机械中得到广泛应用 GG 的前轴承和后轴 承就是这种轴承 17 液压起动机如何带转液压起动机如何带转 GG 转动 转动 答 答 装在 GG 中介机匣上的起动机的输出轴通过一个小锥齿轮 一个大锥齿轮组件和一个 棘轮棘爪机构把驱动扭矩传到 GG 的高压转子轴上 带动 GG 的高压转子旋转 GG 高压 转子转动到一定转速时 GG 内流动的气流就会把 GG 的低压转子吹转起来 18 GG 压气机的每一级是怎么构成的 压气机的每一级是怎么构成的 答答 每一排转子叶片和紧随其后的一排静子叶片构成压气机的一级 例如 GG 低压压气 机有 7 级 那就是说它的转子上有 7 排叶片 静子机匣上镶有 7 排叶片 装在低压压气机 进口的可变导流叶片 VIGV 不算在级里 19 GG 涡轮的每一级是怎么构成的 涡轮的每一级是怎么构成的 答 答 每一排导向叶片和紧随其后的一排转子叶片构成涡轮的一级 GG 的高压涡轮和低压 涡轮都是 1 级涡轮 20 GG 中部正下方的中部正下方的 3 个磁性捡屑塞个磁性捡屑塞 L2 L3 L4 的作用是什么 的作用是什么 答 答 它们用来分别吸附从 GG 前 中 后 3 个轴承腔返回滑油箱的滑油管中的滑油的铁屑 根据吸附铁屑的多少和经验 判断轴承是否有故障发生 21 在机组停机状态下 为什么自动控制系统每在机组停机状态下 为什么自动控制系统每 24 小时进行小时进行 1 次自动开动次自动开动 GG 滑油泵的滑油泵的 5 分钟分钟 GG 预润滑 预润滑 答 答 在合适的风向条件和动力涡轮排气烟道的抽吸作用下 GG 会被吹转 即所谓的风车 转动 为此 需要每 24 小时开动 GG 滑油泵运转 5 分钟 向 GG 轴承挤入一些润滑油 使 GG 风车转动时 GG 轴承不致干磨 22 机组紧急停机时 为什么要向机组紧急停机时 为什么要向 GG 后轴承通入辅助压缩空气 后轴承通入辅助压缩空气 4 答 答 GG 后轴承处于 GG 的热端 停机时因失去 GG 本身提供的 HP3 冷却空气的冷却 后轴承的环境温度因而很高 热浴作用甚至能将后轴承中积聚的滑油烤焦 紧急停机时 当 NL 下降到 2800rpm 时 GG 管理系统 ECS 保持 GG 滑油系统再持续供滑油 6 秒 然后切断供入滑油而打开 Davis 阀 供入辅助空气吹后轴承 90 分钟 以防止后轴承中积存 的滑油受热碳化 形成碳粒混入 GG 滑油系统 23 运行中主要监控燃气发生器的那些参数 运行中主要监控燃气发生器的那些参数 答答 主要是 GG 的转速 温度 压力和振动参数 高压转子的转速 NH 低压转子的转速 NL 低压压气机出口压力 PS25 高压压气机出口压力 P30 燃气排气温度 T455 燃气排气压力 P455 前 中 后三段机匣的振动 从低压涡轮机匣排出的冷却空气温度 VIGV 角度 24 燃气发生器的压气机为什么有燃气发生器的压气机为什么有 7 6 级之多 级之多 答答 GG 压气机的总增压比要与燃料气在燃烧室区燃烧并与进入燃烧室的未参与燃烧的空 气混合之后的温度 高压涡轮进口温度 值高低有关 这个温度越高 要求的总增压比越 高 在额定状态 估计 GG 涡轮进口温度在 1400K 左右 对应的最经济增压比要达到 20 为此 需要 13 级压气机才能完成如此高的总增压比 25 为什么要监测为什么要监测 T455 答 答 设置 17 个热电偶监测 T455 的目的有两个 第一 燃气轮机的涡轮是工作环境最恶劣 的部件 必须监控其进口的燃气温度 T4 不得超过设计值 额定状态这里的燃气温度在 1000 以上 若在这里安装热电偶 在高温高压燃气的冲击下 热电偶很快就会被烧毁吹 断 打坏 GG 的叶片和 PT 的叶片 造成燃气轮机毁灭性破坏 惯常的做法是根据额定状 态 T4 与 T455 的数学关系 通过限制 T455 来间接限制 T4 只要 T455 不超温 T4 就不会 超温 第二 T455 对 PT 来讲直接就是 PT 的进口燃气温度 对 PT 安全工作至关重要 必须进行测量 所以在 GG 出口设置 T455 监测温度 既能保证 GG 的安全运行又能保证 PT 的安全运行 一举两得 26 为什么测为什么测 T455 要设置要设置 17 个热电偶 个热电偶 答 答 进入 GG 的燃烧空气 实际上只有约 30 进入燃烧核心 提供燃烧必须的氧气而参与 燃烧 火焰温度约高达 2500 其余 70 的空气只是与燃烧产物相掺混 形成约 1000 的温度较低的燃气 设计要求这种掺混越均匀越好 但实际上并非如此 虽然经过 GG 两 级涡轮的搅合 排出 GG 的燃气仍然不十分均匀 所以采用多一些热电偶 使测出的平均 温度尽量接近燃气的平均温度 27 为什么要尽量避免紧急停机 为什么要尽量避免紧急停机 答 答 正常停机时 GG 转速降低到 GG 慢车时要在慢车停留 5 分钟以冷却 GG 然后切断 燃料气停车 而紧急停机时 程序里没有 GG 在慢车的 5 分钟冷却 GG 转速急剧降低直 5 到停车 在 GG 的 NH NL 急剧降低的过程中 GG 热端的燃气通道构件的表面温度降低 很快 而构件内部和涡轮盘等一些构件温度降低较慢 涡轮叶片内外温差在叶片表面产生 热应力 涡轮盘轮缘冷却快收缩大 涡轮盘腹部冷却慢收缩小 收缩的不协调在轮缘产生 热应力 久而久之 会在涡轮叶片上和涡轮轮缘上形成热应力裂纹 造成热端部件损伤 所以对机组要加强维护检查 尽量避免运行中发生应急停机 28 为什么为什么 GG 的压气机要分成低压和高压两个压气机 的压气机要分成低压和高压两个压气机 答 答 根据 GG 的热力循环参数匹配要求 GG 压气机的总增压比要达到 20 左右 这样高 的增压比如果用一个压气机来完成 这个压气机起码得有 13 级才行 一个 13 级的压缩机 工作在低转速区很容易喘振 得采用更复杂的防喘措施 像 GE 机组的压气机就采用了 7 级可调静子叶片 先进高压比压气机几乎全采用两个压气机的双转子形式 形成现代 GG 的双转子结构 采用两个压气机的双转子机构的最大特点是抗喘振性能好 另外 两个转 子以各自的最佳转速运转 使得两个压气机和两个涡轮在全转速范围的效率都比单转子的 高些 29 简述简述 GG 运转时 运转时 GG 中的气体流程 中的气体流程 答 答 GG 运转时 压气机转动在压气机进口形成的低压将外界空气抽进 GG 在压气机的 作用下空气由前向后流动并被增压 流进燃烧室的空气与燃料气混合并被点燃形成高温高 压燃气 高温高压燃气向压力较低的后部流去进入 GG 涡轮 燃气经过涡轮时膨胀吹转涡 轮做功 在涡轮里压力温度有所降低的燃气流出涡轮形成 GG 发生的不断流向 PT 的燃气 30 GG 上的防喘放气阀门的开闭由什么机构按什么参数控制的 上的防喘放气阀门的开闭由什么机构按什么参数控制的 答 答 GG 上的一个 HP3 防喘阀和两个低压防喘阀由电磁阀控制的 HP3 空气控制 该电磁阀 由控制系统根据 NL T1 值来操纵 当 GG 从低转速增转达到 NL T1 345 1 时 电磁 阀门关闭 断开操纵防喘阀的 HP3 空气 使 3 个防喘阀关闭 当 GG 从高转速降转达到 NL T1 337 1 时 当电磁阀打开 接通操纵防喘阀的 HP3 空气 打开 3 个防喘阀 防 喘阀不像 VIGV 那样可以逐渐打开和关闭 它们只有两个位置变化 全开或全关 31 31 为什么在为什么在 GGGG 上设置起动放气阀 上设置起动放气阀 答 答 起动时 GG 高压转子在起动机带转下增速 设置了放气阀就会有一部分空气从高压压 压气机中放出 降低了高压转子的转动阻力 使高压转子能迅速增速并达到较高的转速 起动开始 放气阀处于打开位置 当 NL T1 达到 130 183 之间时 放气阀关闭 这相当 于 NL 在 2000 3000 之间 NH 在 4500 6000rpm 之间 也就是起动机带转结束的时刻 二 二 RT62 动力涡轮 动力涡轮 PT 1 动力涡轮的功用是什么 动力涡轮的功用是什么 答 答 RT62 型动力涡轮是专门为驱动 RF3BB 36 压缩机而设计一种 2 级轴流是式涡轮 它把 GG 排出的高能燃气的能量转换成高速旋转的涡轮轴的旋转机械能 驱动压缩机旋转 对 管道天然气进行增压 2 动力涡轮与动力涡轮与 GG 的涡轮 功用有何不同 的涡轮 功用有何不同 答 答 它们都是轴流式涡轮 作功原理也都相同 不同的是动力涡轮把 GG 排出的燃气的能 量转换成转子轴旋转机械能的输出 通过联轴器带转压缩机轴 驱动压缩机 而 GG 中的 6 高压和低压涡轮是把 GG 燃烧室排出的温度 压力更高的燃气能量转换成轴旋转机械能 驱动 GG 本身的低压 高压压气机 不对外作功 3 为什么动力涡轮的体积比为什么动力涡轮的体积比 GG 的涡轮体积大得多 的涡轮体积大得多 答 论产生的功率 GG 中的 2 个涡轮 哪一个都比动力涡轮的功率大 但由于它们的工 质是燃烧室排气 燃气的温度高 压力高 所以尽管 GG 的高 低压涡轮各有 1 级 叶片 短小 已能从高能燃气里提取出足够大的能量 大约提取了燃烧室出口燃气能量的 65 转换成机械能带动 GG 的压气机 而动力涡轮所用的工质燃气是被 GG 涡轮吸收了其中 的大部分能量的燃气 燃气的温度 压力已大幅度降低 要从这样的燃气里提取近 3 万马 力的功率 涡轮的级数就得增加到 2 级 叶片长度也得很长才行 RT62 动力涡轮是很先进 的设计 不然的话动力涡轮的体积可能会更大 4 为什么要从为什么要从 GG 压气机里提取压缩空气冷却动力涡轮部件 压气机里提取压缩空气冷却动力涡轮部件 答 答 机组运行时 从 GG 低压压气机出口引出的一股压缩空气沿一专用管道源源不断流入 动力涡轮对涡轮叶片 涡轮盘 涡轮机匣进行冷却 这是因为动力涡轮工作于高温高压燃 气氛围之中 尤其是涡轮叶片首当其冲工作在燃气流中 有冷却空气从两级涡轮的静子叶 片中心流入动力涡轮内部 不但冷却了静子叶片 而且吹向涡轮盘面冷却涡轮盘 使涡轮 叶片和涡轮盘的温度得以降低 降低了它们所承受的热应力 延长了它们的工作寿命 涡 轮机匣的冷却也减小了机匣的热变形 使涡轮叶片的叶顶间隙保持最小 提高了涡轮效率 5 为什么为什么 RR 机组的动力涡轮和压缩机之间没有变速齿轮箱 机组的动力涡轮和压缩机之间没有变速齿轮箱 答 答 一般的燃气轮机动力装置 在动力涡轮和附载装置之间 都会有一个颇为庞大的变速 箱 协调动力涡轮与附载装置的转速差别 将动力涡轮轴的转速变速成附载设备需要的转 速 但 RR 机组的动力涡轮在设计时 已考虑到可能的多数附载如发电机 压缩机等的需 要转速都是 3000rpm 用 RB211 燃气发生器配套设计 3000rpm 的涡轮 其尺寸不会太大 一般来说 在需要功率已定情况下 涡轮转速设计越低 其直径尺寸就越大 6 PT 的工作转速的工作转速 N3 是由什么部件控制的 是由什么部件控制的 答 答 是由燃料气调节系统控制的 当根据调度指令 用加载操作选定 N3 后 燃料气调节 系统就通过不断地 精确地调节 微量改变燃料气供应量 保证 N3 不变 比方说 夏天 上午 在大气温度升高的过程中 由于进气密度变小 GG 发生的燃气流量也就变小 PT 发出的功率下降 N3 跟着下降 燃料气调节系统感受到 N3 的下降 不断增加一点 GG 供 气量 使 GG 的 NH NL 升高一些 补上 GG 燃气流量的减少 补上 PT 功率的下降 补 上 N3 的下降 保持了 N3 的稳定不变 7 由于某种原因由于某种原因 PT 超转时 燃料气调节系统能否将超转时 燃料气调节系统能否将 N3 调回到正常工作转速 调回到正常工作转速 答 答 不能 PT 超转一定是发生了附载突然失去的事故 在这种情况下 几乎同时 GG 也 会超转 容不得需要一定时间的调节过程 燃料气调节系统设计成一下子就关断燃料气切 断阀 使 GG 停车 进而使整个机组停机 8 为什么在启机程序中设置为什么在启机程序中设置 动力涡轮暖机动力涡轮暖机 过程 过程 答答 因为 PT 的工质是炽热的燃气 如果不进行暖机就将 PT 增速到额定转速 PT 内部构 件就会由 于没有达到热平衡而产生热应力 比如 PT 厚大的涡轮盘 在未充分暖机的情况 7 下 轮缘温度高膨胀大 盘心温度低膨胀小 盘心牵制轮缘的膨胀 结果在轮缘产生拉伸 热应力 在盘心产生挤压热应力 如果经常如此操作 就会在受拉伸热应力的构件上产生 裂纹 使受挤压构件变形 缩短 PT 的使用寿命 另外 PT 暖机过程也是 GG 的暖机过程 GG 也需要暖机 PT 暖机时的 GG 状态 NH 7000rpm NL 3250rpm 同样也适于 GG 暖 机 9 运行中运行中 PT 的冷却和密封空气来自何处 的冷却和密封空气来自何处 答 答 因为 PT 中流动的是炽热的燃气 所以必须从 GG 压气机的低压 7 级 IP7 引入温度 较低的压缩空气 用专用管道引入 PT 用来对 PT 进行冷却和密封 10 启机和停机过程中启机和停机过程中 PT 的密封空气来自何处 的密封空气来自何处 答 答 在机组启机和停机的过程中 启机时 N3 达到 1500rpm 之前和停机时 N3 小于 1500rpm 之后间 由辅助空气系统向 PT 的迷宫封严装置提供压缩空气 11 PT 进口扩散器起什么作用 进口扩散器起什么作用 答 答 PT 进口扩散器指的是从 GG 出口到 PT 进口的一段直径逐渐变大的机匣 由于 PT 采 用大直径设计 为了减少级数和转速 为了将小直径出口的 GG 燃气引入大直径的 PT 进 口 必须有一个直径逐渐扩大的过渡段 这一段筒状的东西就是 PT 的进口扩散器 进口 扩散器的通道不一定是扩散形的增压通道 因为扩压不利于平稳地将燃气从 GG 出口引导 到 PT 入口 12 PT 转速转速 N3 的控制范围的控制范围 3120rpm 5300rpm 是什么意思 是什么意思 答 答 如果加载选定这个转速范围的任一转速 正常情况下 机组控制系统都能自动保证机 组在选定的 N3 转速稳定运行 比如 机组正在以某一 N3 运行 压缩机由于进气条件的变 化而负载有稍许增大 N3 就会有降低的趋势 但控制系统立即就感受到这种趋势 命令燃 料气系统增加一点供气 以增大 GG 的燃气功率 随之 PT 功率也增大一些 保持 N3 不 变 在此转速范围之外 机组控制系统保证不了这种控制功能 13 PT 最大连续转速最大连续转速 5040rpm 是什么意思 是什么意思 答 答 意为在 PT 翻修寿命期内 如果输气工艺需要 NH NL T455 等也没有限制 GG 状 态的情况下 PT 可以在此转速连续运转而不会产生结构强度不足的问题 三 三 COBERRA6562 燃气轮机燃气轮机 1 燃气轮机由哪几个大部件构成 燃气轮机由哪几个大部件构成 答 燃气轮机由燃气发生器和动力涡轮两大部构成 燃气发生器产生高温 高压燃气供给 动力涡轮 动力涡轮则将高温 高压燃气的能量转换成输出轴的旋转机械能 2 燃气轮机的功用是什么 燃气轮机的功用是什么 答 燃气轮机的功用是把燃料燃烧产生的热能转变成机械能的装置 有了它 我们用 GG 消耗少量的天然气产生出大量的燃气 用 PT 产生出 39600 轴马力的动力 带动负载压缩 机 3 机箱内装的是机组的什么部件 机箱内装的是机组的什么部件 8 答 答 机箱内装的是燃气轮机 COBERRA6562 它由 GG 和 PT 组成 机箱前部直径较细的 一段是 GG 机箱后段直径逐渐变大的一段是 PT 4 为什么要采用燃气轮机来驱动压缩机 为什么要采用燃气轮机来驱动压缩机 答 答 西气东输工程所采用的压缩机在额定工作状态需要将近 30000 匹马力的动力装置来驱 动 最便捷的方法是采用大型电动机驱动 但是 且不说这种大型电机启停对电网的冲击 如果几十台压缩机都采用电动机驱动 茫茫的戈壁滩上 哪里有如此大的电源可供使用 除了电机 其他动力源如柴油机 蒸汽轮机等 单台功率要达到 3 万匹马力 其体积将十 分巨大 配置十分复杂 而燃气轮机 则有单机功率大 体积小 启停迅速 自动化程度 高 对外部能源依赖小等优越性 在油气开采运输中得到广泛应用 5 机组启机时 什么时候控制板上的机组启机时 什么时候控制板上的 总起动次数总起动次数 加加 1 答 当机组启动顺序进行到 GG 点火检测 控制系统检测到 GG 排气温升达到 6 s 就 认为 GG 点火成功 自动给总起动次数加 1 算是进行了 1 次起动 6 机组启机时 什么时候控制板上的机组启机时 什么时候控制板上的 成功起动次数成功起动次数 加加 1 答 答 当机组启动程序进行完 GG 达到慢车转速 N3 达到 1000rpm 时 程序进入 动力 涡轮开始转动进程 控制系统自动给 成功起动次数 加 1 算是 1 次成功起动 7 机组启机时 控制板上的机组启机时 控制板上的 运转时数运转时数 什么时候开始计时 什么时候开始计时 答 答 当启机程序进行到 动力涡轮启动 PT 增速到 N3 1000rpm 时 运转时数开始计时 它记录的实际上并不是从开始转动算起的 GG PT 或 CC 离心压缩机 的转动 而是 GG 的状态工作时间 对 GG 寿命统计比较准确 对 PT 和 CC 寿命统计也是最接近的参考值 8 燃气轮机的效率为什么还不到燃气轮机的效率为什么还不到 40 答 答 燃气轮机的效率指的是消耗的燃料气所含的热能得到有效利用的程度 由于 GG 进气 压力恢复系数 压气机的压缩效率 燃烧效率 涡轮的膨胀做功效率 PT 的膨胀做功效率 压缩机的压缩效率 除进气压力恢复系数和燃烧效率在 90 以上之外 其余的效率都在 80 左 右 尤其是从动力涡轮排出的燃气仍然含有未被完全利用的压力能和热能 从烟道排入大 气而白白浪费 所有这些损失造成单循环的 COBERRA6562 燃气轮机的热效率能接近 40 已 属先进水平了 四 四 RF3BB 36 离心式压缩机 离心式压缩机 CC 1 简述离心式压缩机的增压原理 简述离心式压缩机的增压原理 答 答 动力涡轮带转压缩机 高速旋转的压缩机转子叶轮上的叶片对天然气作功 使天然气 沿叶轮上的叶片之间的扩散通道 从叶轮的中心部分向轮缘部分流动 离心流动 在流动 过程中天然气的压力和速度增高 流出叶轮轮缘的天然气流经静子上的扩散通道的过程中 把气体的动能转化为压力能 使天然气的速度降低压力升高 这样 就完成了天然气以低 压高速吸入压缩机 以高压和具有一定速度离开压缩机的增压过程 2 离心式压缩机为什么会喘振 离心式压缩机为什么会喘振 9 答 答 压缩机的设计点一般总是选在压缩机的额定状态 当压缩机实际运转在额定状态附近 时 不但能保持高得压缩效率 而且气流在压缩机内流动稳定 不会出现喘振 对于 RF3BB 36 压缩机来说 向高端偏离额定状态时有限的 不会引起喘振 但向低端偏离的低转速区 则会发生喘振 这是因为在低转速下流入压缩机入口的实际容积流量低于临界流量值 使 进气流的角度与叶轮叶片的角度不相符合 在压缩机内产生气流的分离的不稳定流动 喘 振对轴承和轴端气体密封元件特别容易造成损坏 3 RF3BB 36 离心压缩机采用什么方法防止发生喘振 离心压缩机采用什么方法防止发生喘振 答 答 在压缩机出口设置一个叫防喘阀的放气阀 在压缩机低转速区时打开 用增大压缩机 出口流量来增大压缩机进口流量 使进口流量保持大于会发生喘振的临界流量 防止喘振 发生 西气东输工程压缩的是可燃的天然气 白白放掉不但浪费 而且很危险 为此 采 用了把放气经冷却再混入进气流中的办法来解决 启机过程中随着压缩机转速的增高 进 口流量增大 需要防喘阀的开度也逐渐关小 防喘阀开度由机组的控制系统自动控制逐渐 改变 不像 GG 压气机的防喘放气阀那样只能全打开或全关闭 4 简述简述 RF3BB 36 离心压缩机的特点 离心压缩机的特点 答 答 RF3BB 36 离心压缩机是一种低增压比 大流量 单轴多级离心式压缩机 它的外形 短而粗 显得很结实 实际上离心式压缩机转子的叶轮具有很好的刚性和强度 不像轴流 式压气机转子叶片那样 娇弱 工作可靠 经久耐用是它的特点 据悉它的翻修寿命是 GG 压气机的 1 倍 另外 它没有轴流式压缩机那样大量型面复杂的叶片 购置成本相对 便宜得多 5 运行中为什么要监控压缩机转子的振动和轴向位移 运行中为什么要监控压缩机转子的振动和轴向位移 答 答 RF3BB 36 离心压缩机的轴向跨距不大 但也设置了 4 个轴承 2 个轴颈轴承用来支 撑转子的重量和转子旋转起来产生的不平衡力 2 个止推轴承用来抵偿转子工作时产生的 轴向力 虽然有 4 个轴承 但每个轴承的负载还是很重的 必须在运行中予以监控 才能 作到万无一失 如果振动超限 十有八九是哪个轴颈轴承出了问题 如果轴向位移超限 则一定是哪个止推轴承出了问题 当振动或轴向位移真的超限停机后 压缩机的修理也许 仅需更换轴承 而在不监控轴承情况下压缩机停了机 则可能是压缩机转子与静子相碰的 毁灭性破坏 修理起来就麻烦大了 6 在压缩机转子轴上为什么要装止推轴承 在压缩机转子轴上为什么要装止推轴承 答 答 压缩机工作起来以后 由于压缩机进口 出口压力和速度的不同 气体有反作用力从 高压端到低压端作用在转子上 其轴向分量就是轴向力 没有止推轴承 转子就会轴向移 动而与静子相碰 造成压缩机破坏 为了平衡轴向力 在转子轴上设置有平衡活塞 止推 轮盘等构件 虽然如此 要在每一转速都能达到轴向力平衡是作不到的 为此 要给转子 设置止推轴承 承受平衡活塞 止推轮盘平衡不了的轴向力 保持转子的轴向精确定位 7 离心式压缩机的级是怎样构成的 离心式压缩机的级是怎样构成的 答 答 每一个叶轮和围绕其轮缘的扩压器构成离心式压缩机的 1 级 RF3BB 36 压缩机在一 根轴上装有 3 个叶轮 是一个单轴 3 级离心式压缩机 8 压缩机和压气机有什么不同吗 压缩机和压气机有什么不同吗 10 答答 没有什么不同 都是英语的 compressor 因为 RR 机组里既有 GG 的 compressor 又有 压缩天然气的 compressor 为了避免混淆 大家约定俗成 把 GG 的 compressor 叫成压气 机 把压缩天然气的 compressor 叫压缩机 9 为什么不采用级数更多的压缩机来提高输气量 为什么不采用级数更多的压缩机来提高输气量 答 答 增加压缩机级数提高压缩机的总增压比可以提高输气量 但会带来两大问题 一是输 气压力提高后输气管道的强度可能不够 需要采用更厚的管道 二是压缩机需要的功率增 大 要采用功率更大的 GG 和 PT 这两个问题目前解决起来还有一定难度 现在的配置是 当前最合适的配置 10 为什么把为什么把 RF3BB 36 压缩机叫离心式压缩机 压缩机叫离心式压缩机 答 答 因为被压缩的气体在这种压缩机里是从叶轮中心部分向外缘部分流动的 气体在叶轮 叶片的推动下高速旋转 产生的离心力使其沿叶轮叶片形成的扩散通道从里向外流动增压 人们根据气体在这种压缩机里的流动方向特点 把它称为离心式压缩机 11 为什么在压缩机轴上设置干气密封 为什么在压缩机轴上设置干气密封 答 答 干气密封装置是设在压缩机两端的两套轴密封装置 一套装在压缩机的驱动端轴承内 侧 一套装在压缩机的非驱动端轴承内侧 把压缩机叶轮与轴承隔离开来 有了干气密封 形成的气体密封屏障 再加上轴承本身的迷宫式封严装置 轴承滑油就不会进入压缩机主 气流天然气之中 影响天然气质量 同时 压缩机主气流的比较脏的甚至有硬质微颗粒杂 质的天然气也不会侵入轴承工作面 防止压缩机轴承工作面磨损破坏 另外 也防止了天 然气进入轴承回油管路和主滑油箱中形成危险的可燃性混合气体 12 停机后为什么还要向压缩机轴上的碳环密封提供辅助空气 停机后为什么还要向压缩机轴上的碳环密封提供辅助空气 答 答 停机后用辅助空气向压缩机轴上的碳环密封提供缓冲空气 防止压缩机轴承处的滑油 串入干气密封装置 污染干气密封 13 为什么在压缩机进口设一个进气增压阀 为什么在压缩机进口设一个进气增压阀 pressurizing valve 答 答 进气增压阀又称加载阀 在打开压缩机进气阀之前 先打开增压阀 使进气阀两侧压 力平衡 便于顺利打开进气阀 14 为什么在压缩机出口设一个排气单向阀为什么在压缩机出口设一个排气单向阀 答 答 设置这个单向阀是为了防止压缩机停机时 下游高压气体反流进入压缩机 引起压缩 机突然反转 造成压缩机转子轴向力失去平衡而引发意想不到的破坏 五 五 机组支持系统机组支持系统 1 机组支持系统由哪几个分系统组成 机组支持系统由哪几个分系统组成 答答 由以下 12 个分系统组成 GG 燃烧用气和机箱增压通风用气进气及过滤系统 机组自动控制系统 液压起动系统 GG 润滑 液压油系统 PT 和 CC 润滑油系统 主滑油系统 GG 燃料气供应系统 11 GG 压气机清洗系统 压缩机的干气密封系统 火警探测和消防系统 可燃气体探测系统 辅助压缩空气系统 提供仪表风 冷却空气 隔离空气等 厂房通风系统 2 为什么为什么 GG 要有润滑油系统 要有润滑油系统 答 答 GG 的两个转子在工作时要支撑在轴承上高速旋转 虽然轴承是精密制造的航空轴承 但还是由于轴承滚珠或滚棒与滚道的摩擦会产生大量的热 如果没有润滑 片刻之间 轴 承便会因高温而烧毁 导致 GGi 转子因失去支撑而移动 与静子相碰 造成 GG 毁灭性的 彻底破坏 3 给给 GG 供入润滑油为什么可以保护轴承 供入润滑油为什么可以保护轴承 答 答 润滑油供入轴承主要是可以大大降低轴承内有相对运动的构件之间的摩擦系数 减少 轴承因摩擦产生的热量 使轴承不致于烧坏 同时润滑油的供入和抽回 也能将轴承中产 生的热带回到热交换器冷却 使轴承产生的热不会越积越多 造成轴承腔润滑油着火和轴 承破坏 4 进入进入 GG 的空气为什么要经过过滤 的空气为什么要经过过滤 答 答 如果不设近气过滤 含有沙尘的空气进入 GG 以后 沿着气流通道高速流动 对气流 通道中的叶片形成强烈的冲刷磨损 很快就会使叶片的叶形变得失形 压气机的压缩效率 降低 涡轮作功效率降低 最终后果是 GG 产生的燃气工质的流量减少 压力降低 导致 GG 的燃料气消耗率增大 PT 发出的功率下降 设置进气过滤器的附加好处是它也有吸收 高速进气噪音的作用 使环境噪音降到可以接受的程度 5 为什么要向燃气轮机机箱引入机箱增压和冷却空气 为什么要向燃气轮机机箱引入机箱增压和冷却空气 答 答 当机组运行时 装在机箱内的燃气轮机的 GG 燃烧室和涡轮及整个 PT 的热机匣 会 使 机箱内的空气变热 如果不对密闭的机箱强制通风 势必会使机箱温度越来越高 达到不 可接受的程度 采用风扇强制通风的结果 不但使机箱空气流通 温度保持在 60 以下 而且能在机箱内形成高于外界 0 001 0 01kpa 的压差屏障 阻止机箱周围的未经过滤的 含有沙尘的空气进入机箱 6 供入供入 GG 的燃料气的温度为什么不能太低 的燃料气的温度为什么不能太低 答 答 以水蒸汽形式存在于天然气中的水 当天然气的输送温度低于其露点时 会从天然气 中析出 积聚在燃料气系统中的水 影响燃料气系统的调压和计量的精度 直接影响机组 的启动和平稳运行 因而一般要求燃料气的输送温度要高于其露点 25 以上 7 机组启动时为什么要开启加热器 机组启动时为什么要开启加热器 答 答 机组正常运转时 GG 滑油很热 经过热交换器之后 燃料气的温度会远高于天然气 的露点 无须对其加热 但在启动时 因为 GG 滑油温度较低 燃料气经过热交换器时的 温度升高不会高于天然气露点太多 燃料气在流动过程中就可能有水的析出 夹带着析出 水的燃料气高速流经燃料系统调压器的 2 个节流孔时 就会因静温的降低而在节流孔上结 12 冰 影响燃料气的调节 因而在机组启动时必须接通加热器 使进入调压器的燃料气温度 足够的高 流到调压器后的燃料气温度 26FGRA 仍然高于设定值温度 8 为什么要配备辅助压缩空气系统 为什么要配备辅助压缩空气系统 答 答 机组的辅助压缩空气系统由 2 台压缩机 2 个蓄气罐及配套管线组成 由此系统提供 的压缩空气用于以下目的 为机组所有需要冷却的仪表提供冷却仪表风 机组停机时 为 GG 后轴承提供冷却气源 为反吹空气进气滤提供压缩空气 在启机和停机的 NPT低转速 1500rpm 前润滑和后润滑阶段 为 PT 部件的迷宫滑 油密封提供封严压缩空气 为压缩机隔离密封装置提供压缩空气 为清洗车提供增压空气 为其他用途如气动阀动力等 9 为什么要配备厂房通风系统 为什么要配备厂房通风系统 答 答 通风系统得风机从厂房外吸入新鲜空气 增压后鼓入厂房地下室 再穿过地坪上的栅 格进入厂房空间 最后由厂房顶部的数个风扇抽出 排到厂房之外 在整个厂房内形成循 环通风气流 配备这套系统的目的是为了吹除地下室和厂房可能积存的天然气泄漏或其他 有害气体 使厂房内的天然气浓度不致于达到报警或停机 10 主滑油供油温度主滑油供油温度 26QM 超温报警 超温报警 65 可能是什么地方出了问题 操作人员怎么办 可能是什么地方出了问题 操作人员怎么办 答 答 如果此温度不继续上升 可先确认 然后去现场看 2 台冷却风扇是否都在运转 观察 并判断调温阀 26QMMT 是否工作正常 若风扇和调温阀正常 那就可能是 PT 或压缩机润 滑油的回油温度太高 上报调度 申请正常停机检查 11 液压起动系统由哪几部分构成 液压起动系统由哪几部分构成 答 答 由 3 部分构成 由 1 个 250 匹马力电机带转的液压泵 控制泵 注油泵三叠泵组 控制液压泵流量的控制组件 VOLVO 公司生产的液压起动机 12 液压起动系统能将液压起动系统能将 GG 冷拖转到多少转 冷拖转到多少转 答 答 能将 GG 冷拖转 GG 不喷燃料不点火 到 NH 2900 3200rpm 为合格 13 为什么为什么 GG 和和 PT 采用不同类型的润滑油 采用不同类型的润滑油 答 答 GG 轴承的转速和环境温度比 PT 和 CC 轴承的高得多 若用 PT 和 CC 所用的矿物滑 油 便会很快因高温而分解变质 所以 GG 要采用抗裂变的价格昂贵的合成滑油 14 为什么要清洗为什么要清洗 GG 压气机 压气机 答 答 尽管进入 GG 的燃烧用空气经过了过滤器组的过滤 但还是有灰尘进入 GG 粘附到 压气机的数千个叶片上 积聚到一定程度 精心设计制造的叶片的叶型就完全遭到破坏 压气机效率明显下降 造成 GG 燃料气耗气量增大 工作温度增高 清洗的目的是用清洁 13 液洗去叶片和气流通道上的污垢 恢复叶片的叶型 恢复压气机效率 15 干气密封用天然气为什么要加前置过滤器 干气密封用天然气为什么要加前置过滤器 答 答 干气密封用的干气越干净越好 干净的干气不但能降低干气密封装置本身的摩损 而 且会降低对压缩机轴承工作面的污染 未经净化的天然气是很脏的 除含有大量胶质物质 外 甚至还含有硬质颗粒物 所以必须设置过滤器 以保证供入压缩机干气密封装置的天 然气干净清洁 16 在在 GG 润滑油润滑油 液压油系统中为什么设置一个高压氮气罐 液压油系统中为什么设置一个高压氮气罐 答 答 因为这个系统不但为 GG 提供润滑油 而且还要为 VIGV 液压作动筒提供液压动力 由于液体的不可压缩性 液压系统的特点是在系统体积增大的一瞬间 液压压力 会瞬间降为零 所以 所有的液压系统毫无例外都得配置高压气瓶之类的装置 防止液压 压力突降带来作动迟缓的危险 18 燃料气系统主要由哪些部件构成 燃料气系统主要由哪些部件构成 答 答 主要由切断阀 调压阀和计量阀组成 切断阀接通或断开向 GG 的燃料气供应 调压 阀根据 GG 的转速提供两级调压值 保持供气压力恒定 计量阀根据恒定的燃料压力 用 改变阀开度的办法为 GG 提供精确计量后的燃料气 17 正常中燃料气系统对需要感受机组那些参数 正常中燃料气系统对需要感受机组那些参数 答 GG 低压轴转速 NL GG 高压轴转速 NH PT 转速 N3 GG 高压压气机出口压力 HP3 GG 排气温度 即动力涡轮进口燃气温度 T455 大气进气温度 T1 燃料气温度 18 燃料气调节系统里的调压器为什么采用两级调压 燃料气调节系统里的调压器为什么采用两级调压 答 答 机组从启动到满载状态 作为动力源的 GG 的燃料气需用量变化范围很大 我们知道 供入 GG 的燃料量是由调压器调定的供气压力和计量阀的开度面积决定的 如果只有一个 调定压力 比如只有 550psi GG 在低转速范围 计量阀的开度很小 开度调节的稍许不 精确 会带来供气量的较大误差 如果只有 250psi 这一个压力 在最大负载状态 计量阀 开度大得与燃料总管面积一样大也许还不够 得大大增大总管直径才行 选一个中等大小 的压力也许可以 但还是不如两个的好 250psi 和计量阀开度配合 满足 GG 从启动到慢 车的燃料气供入 550psi 和计量阀开度配合 满足 GG 慢车以上到满载的燃料气供入 保证了 GG 低转速区和高转速区都具有极高的燃料气供入量调节精度 19 GG 燃料气的供入量是由什么决定的 燃料气的供入量是由什么决定的 答 答 是由 GG 的运转状态和机组的负载决定的 一般来说 GG 的转速越高 需要的燃料 气越多 在压缩机加有载荷的情况下 要增大 GG 的转速 控制系统开大计量阀的开度 增大供气量 压缩机若没有加载 要增大 GG 转速 也要增大供气量 但比加载情况下的 供气量小得多 14 20 进气涡壳起什么作用 进气涡壳起什么作用 答 答 在机箱的最前方 有一段进气装置叫进气涡壳 它通过其内部的多层导流板将垂直进 气逐渐折转 900 以尽可能小的气流压力损失和气流畸变将空气送入 GG 的进气机匣 因 为压力损失影响机组性能 畸变影响压气机的抗喘振裕度 22 为什么在为什么在 GG 滑油滑油 液压系统中设油气分离器 液压系统中设油气分离器 答答 从 GG 前 中 后三个轴承腔抽回的滑油不但很热而且含有大量滑油油气 这些油气 不能进入供滑油入 GG 的管路之中 不然会在供油管路中形成气塞 造成润滑中断 如果 将油气放空 势必造成昂贵滑油的大量消耗 为此 在机箱外部高处设置了一个大大的圆 筒状的油气分离器 它将 L2 L3 L4 三个回油泵抽回并打到分离器油箱的油气中的细小 油滴过滤下来沿油气管的下侧流回油箱 而让不再含油的空气放空 23 机组运转 机组运转 GG 后轴承腔压力高于后轴承腔压力高于 50kpa 引起停机 造成这种故障的可能原因有哪些 引起停机 造成这种故障的可能原因有哪些 答答 一般情况下 后轴承腔压力过高可能是 L4 回油泵有问题 抽油能力不足 造成后轴 承压力高 但也有 davis 阀受辅助空气污染 卡滞关闭不严 将辅助压缩空气漏入后轴承 腔 引腔起后轴承腔压力高于 50kpaer 而停机的情况发生 24 为什么在为什么在 GG 滑油系统设置预润滑 滑油系统设置预润滑 pre wet 答 答 启机时 GG 滑油的值班电机一转动就会有滑油供入 GG 轴承 但在低转速 过多的 滑