燃气轮机专业思考题

燃气轮机专业思考题

基础部分：

1．9E机组性能参数、燃气轮机发电机组示意图？

答： MS9001E燃气轮机发电机组是50Hz，3000rpm，直接传动的发电机。其标准工况下基本负荷燃用天然气时的功率为123.4MW，热效率为33.79%，排气温度539℃，排气量1476×103kg/h，压比为12.3，燃气初温为1124℃。

2．燃烧室的组成部件有哪些？

答：燃烧室通常由以下部件组成：燃烧段外壳、火焰筒、火花塞、紫外线火焰探测器、燃料喷嘴、联焰管、过渡段、导流衬套。

3．9E机组采取防止压气机喘振的措施有哪些？

答：1) 压气机进口装设可转导叶，在燃机启动过程中可以调节进气流量。

2) 在压气机10级后装有防喘放气阀。

4．压气机可转导叶的作用是什么？在启动过程中是怎样动作的？

答： 压气机可转导叶在启动过程中能够防止喘振，带负荷时能够调节排气温度。

在启动过程中，转速在78%spd以下时，可转导叶保持在34°，当转速达到78%spd，可转导叶由34°逐渐开大，在95%spd以前开到57°，并一直维持到空载满速，机组带到额定负荷81％左右，机组转为FSR温度控制，IGV角度由57°逐渐开至86°，直至机组负荷从81%到额定。

5．燃气轮机在启动过程中随着转速的升高，经历哪几个阶段？

答：发启动令以后，燃机转速由4.4%spd上升至10%spd，机组进入清吹，清吹结束时转速约为17%spd，然后转速下降至12%spd开始点火，点火成功后暖机一分钟，暖机结束机组开始升速，当速度达到60%spd机组脱扣，进入自持加速阶段，在95%spd时励磁投入，燃机继续升速直至空载满速。

6．燃机点火失败，应从哪些系统，哪些方面查找原因？ 答：燃机点火失败应检查点火器电源， 检查雾化空气系统工作是否正常，

检查火花塞，

检查燃油系统油压、流量、油质是否正常， 检查火焰探测器，检查联焰管。

7． 油雾分离器的作用是什么？如果没有它会有什么后果？ 答：油雾分离器能将油中的空气分离出去，并保持滑油箱的微负压。

如果没有油雾分离器，滑油中含有空气，会导致跳机。另外如果油箱不能保持负压，滑油无法回到油箱，有可能倒流。

8．燃机如何投盘车？

答：1)机组停机过程当转速下降到3.3%,自动投入低速连续盘车.

2)如果盘车时间未超过14小时,发现盘车停运时,应发启动令由88CR马达瞬间起动冲动转子,转速>4%后发停机令停止88CR运行.

3)遇到机组转动部件故障时，则停机后应先查明原因才允许投入盘车。 4)机组在盘车长期停运的情况下，应在开机12小时以前投入连续低速盘车。

9．简述9E燃机所有转速继电器的动作值和返回值以及在启停过程中辅机的投停情况？

答：L14HR，动作值0.06%spd，返回值0.31%spd；

L14HP，动作值3.3%spd，返回值4%spd； L14HT，动作值8.4%spd，返回值6%spd； L14HM，动作值10%spd，返回值9.5%spd； L14HA，动作值50%spd，返回值40%spd； L14HC，动作值60%spd，返回值50%spd； L14HF，动作值95%spd，返回值90%spd； L14HS，动作值95%spd，返回值94%spd。 9E燃机启动时辅机投停情况如下：

选“AUTO”位发启动令，轻油泵启动，启动马达88CR启动，辅助雾化泵88AB启动，辅助液压油泵88HQ启动，盘车马达88TG退出；

点火后暖机过程中，透平框架风机88TK-1投入，10s后88TK-2投入，透平间冷却风机88BT投入；

转速升至26%spd，顶轴油泵88QB退出；

转速升至60%spd，启动马达88CR停运，辅助雾化泵88AB退出； 转速升至95%spd，辅助滑油泵88QA退出，辅助液压油泵88HQ退出。 停机中，发停机令，解列后，20CB－1失电，防喘阀打开，

降速至94%spd，88QA、88HQ投入； 降至50%spd，88AB投入；

降至33%spd，熄火，主燃油泵停运，88FD停，88AB、88TK1、88TK2、88BT、88HQ退出；

降至26%spd，88QB投入；

降至3.3%spd，88TG投入，维持此转速盘车。

11．润滑油滤网、润滑油冷却器的切换操作？ 答：润滑油滤网切换：

1) 检查确认备用滤处于良好的备用状态。 2) 缓慢开启运行与备用油滤之间的连通阀。

3) 观察备用组油流窥窗，待油流正常后，将切换阀切至备用组，关闭连通

阀。

润滑油冷却器切换：

1) 检查确认备用冷油器处于良好的备用状态。 2) 缓慢开启备用组与运行组冷油器的连通阀。

3) 观察备用组油流窥窗，待油流正常后将切换阀切至备用冷油器，随即开

启备用冷油器冷却水进出口阀门，关闭原运行冷油器冷却水进出口阀门，关闭连通阀。

13．燃机哪些情况下自动跳闸？ 答：出现下列情况时燃机会自动跳闸：

1) 机组超速保护动作 2) 机组超振保护动作 3) 机组排气超温保护动作

4) 四个火焰探测器中任意三个熄火 5) 机组排气温差大遮断保护动作 6) 机组滑油母管压力<0.552bar 7) 机组滑油母管温度>79℃

8) 机组解列后出现“防喘阀位置故障”报警 9) 机组火灾保护动作

10) 主变压器差动保护动作继电器动作 11) 发电机差动保护动作

14．燃机在哪些情况下自动降负荷停机？

答：排气温度高会降负荷停机，透平支架冷却系统故障也会自动降负荷停机。

15．滑油压力低，63QAL报警应怎么检查？ 答：1) 检查确认辅助滑油泵88QA已投入

2) 检查滑油管路有无泄漏、爆裂 3) 检查滑油箱油位是否正常

4) 检查主滑油泵和辅助滑油泵是否工作正常 5) 检查卸压阀VR-1工作正常

16．什么情况下发燃烧故障报警？什么情况下停机？

答：当TTXSP1>TTXSPL或TTXSP3>TTSPL时，发燃烧故障报警。

排烟温差大跳机的逻辑条件如下：

1) TTXSP1>TTXSPL，TTXSP2>0.8TTSXPL，且最低与次低热电偶相邻。 2) TTXSP1>5TTXSPL，TTXSP2>0.8TTXSPL，且次低与三低热电偶相邻。 3) TTXSP3>TTXSPL。

17．燃机的发变组保护有哪些？动作后果分别是什么？ 答：燃机的发变组保护及后果如下：

变压器差动保护：跳1110，灭磁，停机

变压器中性点零序电流保护：1T1，2T1跳母联，1T2，2T2跳1110，灭磁 变压器复压电流保护：跳1110，灭磁 变压器启动风机：启动主变风扇

变压器瓦斯保护：重瓦斯跳1110，灭磁，停机；轻瓦斯报警。

19．燃机IGV的作用有哪些？什么叫IGV温控？投入IGV温控对燃机和汽机分别有什么影响？

答：IGV在启动过程中能够防止喘振，带负荷时能够调节排气温度。

IGV温控就是通过关闭IGV的角度，减少压气机的进气量，从而提高燃机排烟温度。

投入IGV温控，燃机的空气量减少，排气温度升高。对汽机来说，可以保证汽机维持较高的出力，从而提高了整个联合循环的效率。

20．燃机水洗要求的条件有哪些？写出燃机水洗的安措（以#10机为例）？

答：水洗要求：轮机必须充分冷却，轮间任一级叶轮的左右平均温度值不得超过300℉，水洗水温与轮间温度的差值最大不超过67℃，水温以82－100℃为宜。

水洗安措：

1) 关闭雾化空气系统总进气阀

2) 打开雾化空气系统总进气阀前、后排放阀 3) 关闭雾化空气系统总出气阀

4) 打开雾化空气总出气阀前排放阀AA3D 5) 关闭压气机防喘阀的气源阀AD-1 6) 关闭压气机压力传感器96CD气源阀AD-4 7) 关闭启动失败排放阀的气源阀AD-2（两个） 8) 关闭燃气清吹控制气源阀PA3 9) 关闭反吹系统抽气隔离阀CA5

10) 打开反吹抽气隔离阀前的低位排放阀CA15 11) 关闭五级抽气去轴封的隔离阀

12) 打开五级抽气去轴封隔离阀前低位排放阀WW7 13) 打开五级抽气气水分离器低位排放阀CA1 14) 燃烧室启动失败排放阀由排油切换至排水位 15) 排气框架启动失败排放阀由排油切换至排水位 16) 打开排气室启动失败排放阀的排水阀 17) 关闭排气室启动失败排放阀的排油阀 18) 打开排气室低位排放阀（三个） 19) 打开压气机进气道低位排放阀IE4 20) 打开辅助雾化泵88AB进气手阀 21) 打开主雾化泵CA1排气阀 22) 打开20CB-1前滤网底部排污阀 23) 打开96CD前排污阀 24) 打开透平水洗管进水隔离阀 25) 关闭透平水洗管进水隔离阀前排放阀 26) 打开压气机水洗管进水隔离阀 27) 打开压气机水洗管进水隔离阀前排放阀 28) 拆除两个点火火花塞 29) 断开辅助雾化泵88AB电源 30) 断开轻油泵88FD1、2电源

31) 手动启动透平框架冷却风机88TK1、2

32) 送上压气机、透平水洗电磁阀电源开关20TW-1，20TW-2

33) MKV选择水洗状态

21．＃10燃机应急滑油泵运行时能不能投入盘车？为什么？ 答：不能。

因为液力变扭器用油取自88QA，并装有单向阀，88QA跳了以后，88QE无法供油至液力变扭器；另外发电机转子重，必须加顶轴油，88QA跳了后顶轴油压低。

22．分析一下燃机发“滑油温度高”报警的原因？如何处理？ 答：滑油温度高报警可能是冷却水系统的问题。

1) 检查外冷却水系统压力正常，阀位正常，进水水滤压差正常； 2) 检查88WC运行正常进，出口阀阀位正常； 3) 检查滑油冷却器工作正常，进口压力、温度正常； 4) 滑油温控阀VTR1-1工作正常 5) 补充水箱液位正常

30．简述各个系统的作用，透平监视系统、CO2火灾保护系统、通风和加热系统、冷却和密封系统、燃油系统、轻重油供应系统、抑钒剂系统。 答：透平监视系统监测透平温度，防止超温；

CO2火灾保护系统在火灾保护动作后，喷入CO2，降低着火表面温度，防止二次燃烧；

通风和加热系统通风降温，防止辅机间、轮机间和负荷连轴间室内温度过高； 冷却和密封系统起抽气密封轴承，冷却透平的作用； 燃油系统和轻重油供应系统供应整个燃机的燃料； 抑钒剂系统往燃料中加入抑钒剂，防止腐蚀。

31．回答CO2火灾保护系统各区域火灾探测器动作定值？

答：燃机间、辅机间、发电机间温度达到316℃，排气室温度达到516℃保护动作。

32．简述写出冷却密封系统主要设备？

答：AD-1，20CB-1，11级抽气防喘阀；5级抽气；AD-2，AD-4，AD-7，AD-8，雾化空气系统气源；88TK1，2等。

33．燃油系统高压滤网的作用、VC3-1的作用？

答：高压滤网可以滤去杂质，防止损坏燃油分配器。

因为主燃油泵是定排量螺杆泵，所以需要旁路阀VC3-1控制进入燃烧室的燃油量。

34．简述润滑油系统、跳闸油系统、液压油系统、启动系统、冷却水系统、雾化空气系统的作用？

答：润滑油系统在机组启停及正常运行过程中向燃气轮机和发电机的轴承、透平的辅助齿轮箱提供数量充足、温度与压力适当的、清洁的润滑油,防止轴承烧毁、轴颈过热造成弯曲而引起振动。

跳闸油系统作用是通过电磁阀20FL-1、20FG-1供给燃油截止阀和燃气截止阀的执行机构用油。

液压油系统是给液压执行机构提供清洁而又具有足够压力的液压油。 燃机的启动必须借助外力才能进行，而停机过程中为了转子得到均匀冷却，也必须借助外部的盘车装置，我们把在燃机启动和停机后缓慢转动的冷态盘车的外部动力设备及其系统统称为启动系统。

冷却水系统用来冷却燃机后支撑腿、燃机滑油、雾化空气、火焰探测器、发电机冷却空气。

雾化空气的作用是增加燃油的表面积，利于燃烧充分，提高燃烧效率。

35．详细回答润滑油系统的主要设备及测点？

答：主要设备：滑油箱、主滑油泵、副主滑油泵、应急滑油泵、滑油冷油器、滑油滤、压力调节阀、油雾分离器。

测点：96QA-2，96QT-2A，LT_TH-1A/1B，LT_TH-2A/2B，LT_TH-3A/3B， LT_BT1D-1A/1B、LT_B1D-1A/1B、 LT_B2D-1A/1B 、LT_B3D-1A/1B、LTG1D、LTG2D；主要压力开关：63QA-2，63QT-2A。

36．启动系统中20TU－1的作用?

答：20TU－1电磁阀是控制液力变扭器动力油的电磁阀。当20TU－1带电时，液力变扭器进油，当20TU－1失电时，液力变扭器泄油。

37．润滑油中LT_BT1D-1A/1B、LT _B1D-1A/1B、 LT_B2D -1A/1B 、LT _B3D-1A/1B、LTG1D-1A/1B、LTG2D-1A/1B是代表什么意思？其报警值是多少？

答：LT_BT1D-1A/1B是推力轴承回油温度，LT _B1D-1A/1B是#1径向轴承回油温度、 LT_B2D -1A/1B是#2径向轴承回油温度、LT _B3D-1A/1B是#3径向轴承回油温度、LTG1D是发电机#4瓦回油温度、LTG2D是发电机#5瓦回油温度。

38、冷却密封系统中防喘阀是如何动作的？

答：防喘阀是一个压控阀，在启动前和未到额定转速前，20CB-1不带电，防喘阀在弹簧力作用下打开，允许放气，当机组达到额定转速，当20CB-1带电导通时，AD-2接通，从压气机来的空气作用在防喘阀的控制阀上，防喘阀就关闭。

39．燃油系统中VA17-1是如何动作的？

答：VA17-1是#5—#10燃烧室启动失败排放阀，在启动和停机过程中，由于排气压力低，则VA17-1在弹簧力作用下一只打开，只有当达到一定转速，压气机出口压力达到一定值时，由压气机来的AD-2抽气把VA17-1关闭。

40．什么叫FSR？FSR控制有哪些？它是以什么原则来选择？ 答：FSR是燃料控制行程基准。

FSR控制有启动FSR控制，温度FSR控制，转速FSR控制，加速FSR控制，停机FSR控制，手动FSR控制。

选择这6个控制系统中的最小FSR作为选择输出。

中级部分：

1、燃机盘鼓式转子的优点有哪些？

答：在轮缘或接近轮缘处是一转鼓，使转子刚性好，而离心力靠轮盘来承受，使转子强度好。

2、密封冷却系统各段抽气的作用是什么？

答：5级抽气用于轴承密封以及三级护环、三级动叶冷却；11级抽气用于防喘放气。

3、引起燃气轮机爆燃的原因有哪些？怎样预防燃气轮机爆燃？

答：启动点火失败、烧重油情况下遮断，在喷嘴和燃烧室中会积存燃油；重游过程中，由于单向阀不严导致燃油泄漏到热通道内。

预防爆燃，当启动点火失败、烧重油情况下遮断时，要打开排气室底部排放阀，清吹，要进行冲油操作；启机前要执行清吹程序。

4、为什么燃机在启动过程中要密切监视排烟温度的变化？从燃机点火到带满负荷，各个阶段排烟温度的变化规律是怎样的？

答：排烟温度是监视燃料供给系统、燃烧室和高温热通道部件工作状态的重要参数，燃机启动过程中易发生超温，和燃烧不均匀情况，所以要监视排烟温度的变化。

从点火后，排烟温度随FSR开始上升，当脱扣后约470℃，脱扣后急剧下降到270℃左右，然后又开始上升，直到带满负荷，温度约540℃左右，进入温控，排烟温度基本保持不变。

5、燃机控制系统主要有哪些自控制系统，燃机的主要保护功能有哪些？ 答：主控制系统，顺序控制系统，电源系统，保护系统；

主保护有：超温保护，超速保护，超振保护，熄火保护，燃烧监测保护。

6、进气压损和排气压损对燃机有什么影响？

答：进气压损使压气机进口压力低于大气压，在保持压气机出力不变时，压气机耗功增加，导致机组功率和效率下降。

排气压损使透平排气压力升高，减少了透平中膨胀比，透平出力下降，导致机组功率和效率下降。

7、分析燃机在停机过程中提前熄火遮断的原因？该如何处理？

答：原因可能是：燃油分配器卡涩或者燃油伺服阀故障；雾化空气压力低；燃油质量问题。

要保证燃油量达到熄火时的规定值，查看雾化空气系统，保证熄火时雾化效果，分析燃油的质量，或者从程序上查找有无不合理之处。

8、在双燃料机组为什么要设置液体燃料和气体燃料的清吹？ 答：为了防止当热通道中漏入油气后，易发生爆燃。

9、试说明MCC进线开关的联锁关系，你认为此联锁方式有没有不合理的地方？如果有，你认为该如何改进？

答：当4AAM检测到低电压时，4AMA断开，4AMB自动投入。

有不合理的地方：4AMA没有位置开关，4AMB不能根据4AMA的开断情况投退；另外如果4AMB故障退出，4AMA不能联锁投上，不是互为备用。 改进：对4AMA、4AMB都加装位置开关，互为备用。

10、熄火保护在什么情况下投入？怎么动作？ 答：三个以上火焰丢失，熄火保护动作跳机。

11、什么叫温控线？它有什么作用？画出其示意图并对关键点进行解释？ 答：大气温度变化时，为使T3*为常数，排气温度T4*和压气机出口压力之间有一条关系曲线，称为温控基准线。

用燃机排气温度间接控制轮机工作温度时，温控基准随环境温度而变化。因而应用温控基准随压气机出口压力而变的温控线和随燃料量而变的温控线以达到同样的效果。

#10机温控线定值：等温线：TTK1_I=593℃ 拐点：TTK1_C=8.26bar 斜率：TTK1_S=16.92℃/bar

12、#1轴承的结构及其各部件的功能？

答：#1轴承包含三个轴承：工作面推力轴承、非工作面推力轴承、滑动轴承，此外它还有一个浮动式的密封环，4个迷宫式轴封和安装各部件的上下分开的轴承壳。

滑动轴承承受径向负荷，支撑燃机转子；推力轴承保持转子与静子之间的相对位置并承受转子的推力负荷。

13、试分析滑油母管压力低的原因及如何处理？ 答：1) 检查滑油管路有无泄漏、爆裂； 2) 检查滑油箱油位正常；

3) 检查主油泵、辅助油泵工作是否正常； 4) 检查溢流阀VR-1工作正常。

14、雾化空气温度高有哪些危害？

答：雾化空气温度高，使主雾化泵效率下降，燃油雾化效果变差，将会恶化燃烧；另外还会使主雾化泵橡胶密封圈失效引起漏气，损坏主雾化泵。

15、燃机启动过程中“热悬挂”现象是怎样的？为什么会发生“热悬挂”？

答：燃机启动中，脱扣时有异音，脱扣后，机组转速停止上升，这时加大FSR，T3*随之升高，转速不升反降。

原因是启动过程接近或进入喘振边界，压气机失速，工作恶化。

16、9E燃机透平双层缸的优点？

答：外层缸主要承力、工作温度低，可以用较差的材料如球墨铸铁； 内层缸工作温度高、主要承热，可设计得较薄，使热应力较小和抗热冲击能力较强。

17、9E燃机透平转子的结构是怎样的？

答：透平转子是盘鼓式转子，由5个轮盘通过拉杆压在一起，靠预紧力传扭。内部中空，通压气机抽气进行冷却。

18、9E燃机透平叶片上叶冠的作用？

答：叶冠可以减少漏气损失，还有振动阻尼作用，但是会加大离心力，对叶片结构不利。

19、9E燃机透平动叶的叶根的型式，为什么？

答：9E燃机透平动叶是长柄纵树型叶根，采用此结构的优点如下： 纵树型的优点：

1) 多对齿承力，强度好、承载力大； 2) 叶根呈契型，接近等强度； 3) 采用有间隙的松装结构； 4) 拆装方便； 长柄叶根的优点：

5) 减少叶片对轮盘的传热； 6) 改善第一对齿的承载条件； 7) 合理使用材料。

20、压气机喘振现象是怎样的？为什么会发生喘振？

答：在压气机启停中，压气机可能发生巨大的振动，伴随着低频的怒吼声，严重时会毁坏机组。

发生喘振是因为压气机进气功角大，在叶背发生气流脱离，造成堵塞。

21、等压燃烧室的基本要求？

答：T3*满足出口要求，燃烧效率高，压损小，火焰短，稳定，出口温度均匀；燃烧强度高，各种工况下运行可靠；寿命适当，便于维修，排气污染小。

22、什么是过量空气系数？一次空气及二次空气的定义？

答：供给的实际空气量与燃料完全燃烧所需理论空气量的比值就是过量空气系数。

一次空气：直接参与燃烧的空气；

二次空气：对高温燃气掺冷起冷却作用的空气。

23、火焰筒的几种冷却方式？

答：斑孔式冷却气膜，鱼鳞孔式冷却气膜，多段焊接，二次空气掺冷作用。

24、燃机燃用重油后为什么经常磨副推力瓦？

答：烧重油后，透平中动叶积垢，流阻变高，对转子产生向后的推力，所以会经常磨副推力瓦。

25、采用多级透平的原因？ 答：1) 每级焓降低，避免超音速；

2) 利用余速，增加焓降；

3) 减少叶栅端部损失，提高级的内效率； 4) 可以利用热重获。

26、叶冠的作用？

答：叶冠可以减少漏气损失，还有振动阻尼作用，但是会加大离心力，对叶片结构不利。

27、透平的结构及组件？

答：三级动叶、三级喷嘴、三级套环、转子、气缸、排气扩压室、排气室。

28、透平的热通道是如何来进行冷却的？冷却的方式有哪些？ 答：1) 压气机出口排气冷却以一、二级护环，一、二、三级喷嘴； 2) 压气机高压排气缸出口漏气冷却一级叶轮前； 3) 压气机五级抽气冷却三级护环，三级动叶；

4) 压气机十七级抽气冷却一级叶轮后，二级叶轮前后，三级叶轮前，一、二级动叶；

5) 88TK冷却透平气缸夹层，透平排气框架，三级叶轮后，#3轴承。

冷却的方式分为冲击冷却、对流冷却和气膜冷却。

29、简述燃机排气温差大跳机的条件，并分析其原因？

答：当TTXSP1>TTXSPL且TTXSP2> 0.8×TTXSPL且最低与次低的热电偶相邻；或者TTXSP1> 5 ×（0.145×TTXM－0.08×CTD＋50℉）且TTXSP2>0.8×TTXSP1，且次低与三低热电偶相邻；或者TTXSP3>TTXSPL时，机组跳机。

排气温差大跳机原因： 1) 热电偶故障； 2) 燃油喷嘴故障； 3) 喷嘴前压力不一致；

4) 火焰筒一次、二次空气通道是否正常； 5) 雾化空气压力及分配系统是否正常。

30、燃机液力变扭器的作用是什么？简述其工作过程？

答：在燃机启停中根据不同转速提供不同的力矩。工作时，由OL－6提供动力油，当20TU－1带电时，截至阀通，动力油进入泵轮，通过油压作用，作用在涡轮上，提供力矩，带动转子。根据90TM－1的测量值反馈给88TM，来调整TMGV，来改变液力变扭器的角度。

31、遮断油系统中，在20FG-1和20FL-1前的2.4MM节流孔的作用是什么？ 答：当使用液体燃料时，可以使20FG-1电磁阀失电，OLT-2油路中油回入油箱，在OLT-2支路泻油时，由于节流孔板的限制不会影响另一去液体燃料系统的支路中的油压，故不会造成该支路内跳闸油系统失去功能。

32、启动系统中下图的滑阀为何要设排油节流孔？

答：机组脱扣后，虽然因88CR停止运行使油泵叶轮停止工作，但油涡轮仍经柔性连轴器与辅助齿轮箱输入轴相连，因此油涡轮将随主机一直旋转运行。滑油系统来的分支油路OR-2对油涡轮进行冷却和轴承润滑，然后经滑阀排油孔返回滑油箱。

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