- •§ 3. Роторы газовых турбин и компрессоров
- •§ 6. Камеры сгорания
- •§ 8. Фильтры и глушители
- •§ 9. Пусковые устройства
- •§ 22. Топлива для гту и их характеристики
- •§ 29. Охлаждение корпуса газовой турбины
- •§ 31. Охлаждение сопловых и рабочих лопаток
- •§ 38. Автоматическое регулирование и защита гту
- •§ 40. Электрический генератор
- •§ 39. Система маслоснабжения гту
- •§ 43. Причины аварий и неполадок гту
- •§ 44. Аварии и неполадки газовых турбин и компрессоров
- •§ 45. Аварии и неполадки камер сгорания, регенераторов и воздухоохладителей
- •§ 46. Аварии и неполадки систем топливоснабжения, автоматического регулирования и защиты
- •§50. Пуск гту
§ 46. Аварии и неполадки систем топливоснабжения, автоматического регулирования и защиты
В системах жидкого топливоснабжения неполадки могут возникать при подготовке и распределении топлива. Отказ в холодное время года системы подогрева жидкого топлива приводит к прекращению его подачи в ГТУ. Это случается также при поломке топливных насосов, засорении фильтров, разрушении топливопроводов.
Наиболее распространенной причиной разрушения топливопроводов является вибрация. Чтобы ее ликвидировать, устанавливают топливопроводы на дополнительные опоры. Кроме того, топливопроводы подвержены коррозии. Особенно опасна коррозия их внутренних поверхностей. Ржавчина забивает фильтры и выводит их из строя. Чтобы избежать коррозии, топливопроводы после монтажа очищают, пассивируют и постоянно держат заполненными жидким топливом.
В системах топливоснабжения, работающих на газе, наиболее тяжелые последствия вызывают образование и воспламенение взрывоопасной смеси. Чтобы избежать этого, газопроводы перед пуском и после останова тщательно продувают воздухом.
Содержание жидкой горючей фазы в газе также может служить причиной аварии ГТУ. Жидкость скапливается в нижних точках газопроводов и при избытке выносится в камеру сгорания, что вызывает срыв пламени и перенос его в проточную часть турбины. Если в газе содержатся взрывоопасные или ядовитые (H2S, СО, меркаптаны) примеси, чтобы избежать утечек, особое внимание уделяют плотности соединений элементов системы топливо-г подачи.
Неполадки систем автоматического регулирования и" защиты схожи, хотя неполадки системы защиты наиболее опасны, так как ее несрабатывание приводит почти всегда к авариям. Неполадки могут возникать в датчиках, усилительных звеньях и исполнительных механизмах.;
Так, заедание бойка автомата безопасности может служить причиной разрушения ротора из-за недопустимого увеличения частоты вращения. Сгорание или разрушение термопар, измеряющих температуру за камерой сгорания, не позволяет отключить ГТУ при недопустимом увеличении температуры газа. Засорение датчиков давления перед компрессором или за ним делает невозможным контроль за режимом его работы, вследствие чего появляется опасность возникновения помпажа.
В системах механического и гидравлического усиления возможны заедания золотников и сервомоторов, увеличение зазоров в сочленениях тяг и рычагов или их разрушение. Это ведет к выходу из строя системы регулирования и защиты.
Наиболее распространенным недостатком исполнительных механизмов является заедание штоков стопорных, топливных и противопомпажных клапанов. Чтобы предотвратить заедания при работе, штоки клапанов «расхаживают», т. е. приводят их в течение некоторого времени с помощью специальных устройств в возвратно-поступательное движение, которое не сказывается на работе ГТУ.
§50. Пуск гту
Пуск ГТУ — ответственная операция, которую надо проводить, соблюдая правила технической эксплуатации и безопасности
Перед пуском ГТУ следует убедиться в исправности ее основного и вспомогательного оборудования, систем регулирования и защиты. Кроме того, необходимо удостовериться, что монтажные, ремонтные работы и техническое обслуживание закончены, посторонние лица около ГТУ и внутри нее отсутствуют. Предварительно должно быть проверено качество топлива и масла. Если оно не удовлетворяет установленным нормам, пуск ГТУ запрещается. Нельзя запускать ГТУ, если неисправна или отключена какая-либо защита или система регулирования, неисправен один из маслонасосов или не работает система их автоматического включения при недопустимом уменьшении давления масла в системе смазки. Пуск ГТУ проводится автоматически. Действиями обслуживающего персонала руководит начальник смены. После капитально-.fo или текущего ремонта пуск ГТУ ведется под руководством начальника цеха или его заместителя. Собственно пуск ГТУ можно разделить на несколько этапов (рис. 145).
На нервом этапе ротор газотурбинной установки раскручивают пусковым двигателем, так как она не может запуститься самостоятельно. Мощность пускового устройства составляет 1—6% от мощности ГТУ. Этому этапу соответствует участок 1 — 2. При частоте вращения 20—35% от номинальной количества воздуха, подаваемого компрессором, достаточно для устойчивого горения топлива в камере сгорания.
Затем в камеру сгорания подается и зажигается топливо, и практически мгновенно температура и давление в ней резко возрастают (точка 3). Расход рабочего газа при этом немного уменьшается. Частота вращения ротора за это время практически не успевает измениться и можно считать, что участок 2—3 соответствует постоянной частоте вращения. При зажигании топлива система регулирования должна обеспечить такое его количество, чтобы компрессор не попал в помпаж (точка 3 находится правее границы помпажа— —пунктирная линия).
Следующий этап — увеличение частоты вращения ротора. Раскручивать ротор нужно по возможности быстрее, не допуская опять-таки помпажа. Система регулирования должна обеспечивать такой режим раскрутки, при котором гарантируется неко-
Рис. 145. Характерные этапы пуска ГТУ:
1 — запуск пускового двигателя,2 — зажигание топлива в камере сгора-вия, 3 — выход на режим работы вблизи границы помпажа, 4 — выход на режим работы с предельной температурой газа перед турбиной, б — работа при постоянном расходе топлива, равном расходу на холостом ходу, 6 — работа на холостом ходу
торый запас по отношению к границе помпажа (участок 3—4). При пониженных частотах с этой целью через антипомпажный клапан может сбрасываться до 30% воздуха, проходящего через компрессор.
При определенной частоте вращения турбина начинает вырабатывать такую мощность, что далее может вращать ротор ГТУ самостоятельно. Такой режим называют режимом самоходности (расход Gc и степень сжатия ес). Пусковое устройство при; этом отключается.
Вследствие сжигания в камере сгорания все большего количества топлива увеличивается частота вращения ротора и растет температура газа перед турбиной, которая, наконец, достигает предельного значения (точка 4). Так как больше увеличивать температуру газа нельзя, система регулирования автоматически ограничивает увеличение расхода топлива, но он продолжает расти, так как нужно увеличивать частоту вращения ротора и, следовательно, вырабатываемую турбиной мощность. Однако система регулирования подает столько топлива, чтобы температура рабочего газа перед турбиной сохранялась постоянной (участок 4—5).
Наконец, расход топлива становится таким, каким он должен* быть на холостом ходу (точка 5). Для плавного выхода на холостой ход без резкого увеличения частоты вращения (заброса) система регулирования сохраняет расход топлива постоянным (участок 5—6) до тех пор, пока частота вращения ротора не станет равной его частоте вращения на холостом ходу.
После того как ГТУ начнет устойчиво работать на" холостом ходу, ее можно нагружать, увеличивая расход топлива. Если потребителем мощности является электрический генератор, его следует предварительно включить в сеть. Для этого надо так плавно регулировать частоту вращения ротора ГТУ, чтобы совпали не только частоты эдс на шинах электрического генератора и сети, но и их фазы. Эта процедура называется синхронизацией генератора. В момент совпадения частоты и фазы генератор подключается к сети.
Если не провести синхронизацию, то в момент включения генератора в сеть возникает толчок, поворачивающий ротор генератора по окружности настолько, чтобы фазы тока сети и эдс генератора совпали.
Если в результате отказа при зажигании топлива в камере сгорания или по другим причинам пуск ГТУ не состоялся, нельзя без вентиляции трактов подавать, топливо в камеру сгорания и поджигать его. Это необходимо, чтобы удалить топливо, оставшееся в тракте после неудачного пуска. В ином случае возможно взрывообразное возгорание этого топлива (хлопок).
При нарушении установленной последовательности пусковых операций пуск ГТУ прекращается персоналом или защитами, которые срабатывают при повышении температуры газа выше предельной, недопустимом увеличении нагрузки пускового устройства или снижении частоты вращения ротора после отключения пускового устройства, помпаже и в других случаях, предусмотренных местными инструкциями. Кроме того, персонал должен отключить ГТУ при появлении стуков, скрежета и недопустимом увеличении вибрации.