T130-C453型燃气轮机驱动离心式压缩机现场应用与维护

王明泉 左应祥 周文洪

(1.中国石油西南油气田公司阿姆河项目部，重庆 400021；2.中国石油西南油气田公司重庆气矿，重庆 400021)

某净化气外输站于2009年12月14日开机运行，站内安装的4台美国SOLAR公司生产的T130燃气轮机驱动的C453型离心式压缩机时站内的核心设备，机组投入运行至今，没有发生人身伤亡和设备损坏事故，从运行数据及定检情况来看，燃气轮机及离心式压缩机运行状况良好，截止2014年3月，4台SO⁃LAR机组累计运行41000多小时，累计输送天然气200多亿立方米。压缩机组的完好率保持在99%以上，4台压缩机组累计平均无停机故障运行时间（MTBF）达到了18700多小时。

1 燃气轮机工作原理

燃气轮机是由高速旋转的叶轮构成，将燃料燃烧产生的热能直接转换成机械功对外输出的回转式动力机械。靠燃气轮机驱动而旋转的压气机连续地从大气中吸入空气并将其压缩升压，压缩后的空气进入燃烧室，与喷入的燃料混合燃烧，成为高温燃气后流入涡轮机中膨胀做功，做功后的燃气压力降至大气压力排入大气中。

2 现场应用情况

2.1 燃气轮机及压缩机运行性能稳定

燃机输出功率、PCD及T5温度是分析燃机运行性能的重要数据，通过理论与实际运行数据对比分析，一方面可指导燃机维护保养内容，另一方面通过进一步分析可了解燃机部件的运行情况，可给下步的维修计划提供依据。在不同的负荷及大气温度条件下，燃机T5温度稳定，均没有发生温度值突变及超过设定点760℃，燃机运行良好。

2.2 压缩机组故障率低

净化气外输站压缩机组自2009年12月14日投入运行至今，4台T130燃气轮机驱动的C453型离心式压缩机累计运行41000多小时，运行至今机组出现的故障。经统计，4台机组投运至今，共发生了10次停机故障。经分析由于新机组调试投运后，机组处于磨合运行，在磨合运行期间受运行环境，配件质量，参数匹配，部件安装等影响，在投运后的1-2年故障发生率较高，过后机组运行稳定，故障发生率明显下降，有力的保障了正常生产。

2.3 能够实现自动启动与加载

solar机组运行控制与安全保护系统由机组顺序控制系统、速度和震动检测系统、安全系统以及监视系统等组成。整套控制系统型号为ABControlLogix5000。控制功能为温度监测，速度监测，报警及停机保护，启动允许监测及顺序控制，箱体增压及排气控制，润滑油系统控制，干气密封监测，工艺阀门位置控制，机组防喘控制，机组输量控制等。燃气发生器控制系统也采用ABControlLogix5000控制，控制功能为通过燃料供应控制燃气发生器转速；燃气发生器启动、加载、卸载、停机顺序控制。

2.4 完善的火灾及可燃气体检测安防设施

为防止机组运行期间发生火灾爆炸等安全事故，solar机组安装了火灾保护系统，该系统主要监测燃机箱体内的火灾与天然气泄漏。每台燃机箱体安装有紫外线火灾监测仪、可燃气体监测仪、温度热电阻，温度开关等监测仪表，温度仪表与紫外线火灾监测仪均监测燃机箱体内的火灾情况，一旦发生火灾，火灾保护系统触发紧急停机并释放CO2气体，同时立即停止箱体通风风机，并关闭箱体进排气口挡板。

2.5 实现自动载荷分配运行

压缩机组载荷分配的目的是确保同组的所有机组均在相同的工况条件下，共同按照设定的目标参数运行，避免机组间出现运行不稳定等现象。负荷分配自动调节针对排气压力、流量、进气压力3个参数为控制目标，任何时候只有其中一种起作用。当投入负荷分配后，主机按以上三种方式之一来自动控制，而副机则跟随主机的NGP联动。如果需要调整工况，只需调整主机的相应设定值即可。

3 维护

3.1 燃机压气机定期清洗除垢

燃机轴流压气机叶片的结垢主要来源于空气中的灰尘，通过迷宫密封进入到轴流压缩机中中的润滑油油雾及铁锈。燃机压气机叶片结垢、生锈均将降低燃机功率输出与增加燃料气消耗。

3.2 确保机组的安全，严防火灾、爆炸事故的发生

Solar机组的安全保护设施比较完善，但由于燃机全部设备被封闭在1个箱体内，如果润滑油及可燃气体泄漏，极有可能引发火灾和爆炸事故。所以燃气轮机运行期间箱体一直处于强制通风状态以置换箱体内可能出现的可燃气体，避免火灾与爆炸的发生。

3.3 定期保养，降低故障，延长机组的使用寿命

根据SOLAR机组现场使用情况，该机组现场应用稳定好，故障率低，但随着运行时间的增加，高温部件连续长期工作，零部件出现磨损，部分备件使用寿命将达到使用期限等，增加了装置的不稳定因素和故障发生概率。做好每个系统的定期维护保养，对降低机组故障及安全平稳运行起着重要的作用。

4 总结及建议

燃机的故障除工艺操作和冷热循环等的影响外，更主要的是受各部件尤其是易损件的使用寿命影响，通过几年燃机实际运行情况来看，部件损坏频率由大到小依次为燃烧室、控制模块、通风滤网、风机及供配电设备。因此在以后的生产运行中须加强燃机的管理和维护，需要做到:①稳定工艺操作，避免出现影响机组正常运行的操作。②加强燃机运行数据的监控及分析，定期进行设备运行动态分析，提高故障预测能力。③准备足够的零部件，根据使用寿命期限及时更换高温部件及易损件，保证维护质量。