燃气轮机热端部件寿命的等效运行时间分析

燃气轮机热端部件寿命的等效运行时间分析

潘玉良

中船重工龙江广瀚燃气轮机有限公司 150078

摘要：我国缺乏燃气轮机高温部件寿命检测技术。鉴于目前高温元件的工作条件，应合理评估其寿命。但是，在现实生活中很难对实际运行寿命进行评估，因此在分析燃气轮机的热力元件时，根据影响寿命的主要因素进行情况分析。本文提出了相应的燃气轮机热元件损耗计算模型的计算方法，并建立了专门的热元件监测系统，用于评价该元件的寿命。通过对影响部件寿命的主要因素的分析，采用常用的分析方法，根据等效执行时间分析方法对热部件的寿命进行评价。它旨在为燃气轮机的运行提供基础，并帮助利益相关者评估工作进度。

前言

在科学技术不断发展的今天，最新的燃气轮机技术也优化升级。目前，我国越来越重视其运行管理，在高温高压下高效运行燃气轮机是现代人的追求。对于今天的燃气轮机来说，涡轮进口温度不断升高，相应部件的热负荷也迅速上升。同时，空气和灰尘等环境因素的影响会导致燃气轮机频繁更换和过载变化迅速，从而损坏热部件。因此，有必要对现代燃气轮机的可靠性进行技术维护，有效评估其使用寿命，确保热端部件的可靠性。

1热元件研究概要

高温零件高速运转，因此必须小心损坏和损坏。利益相关者对结构材料的性能和使用寿命进行大量研究。燃气轮机热组件分析主要包括疲劳寿命、蠕变寿命和材料寿命。在使用响应分析方法和叶片系统的概率引入评估疲劳寿命的同时，可以通过建立3D坐标来有效地估计某些分析过程。使用离散度进行预测和膨胀，受高温蠕变影响时使用有限元法，但目前评估热寿命的方法尚不完善。在本文中，分析了燃气轮机热力元件的损伤机理，同时计算了相应的寿命损失，并建立了一个模型，作为累积寿命损失和热力元件改进的基础。

2特定伤害

热端部件是燃气轮机的核心部件。内部结构更多的设计，选择的材料昂贵，因为它耐用。由于加工技术涉及许多过程，燃气轮机的可靠性高度依赖于热端部件。为了延长燃气轮机的寿命并实现燃烧，必须对燃气轮机的使用寿命进行评估。..汽轮机的长期运行。由于在高温高压腐蚀性介质的恶劣条件下运行才能延长燃气轮机部件的使用寿命，因此分析负荷运行温度和介质等因素的影响，调查部件的损坏情况。..目前，高温元件损坏一般可分为三种主要类型：

2.1疲劳损伤疲劳损伤是指在操作过程中发生的重复载荷的累积。一般而言，在受高温影响产生热疲劳的情况下，热元件在启动和停止时在高温条件下运行时间较长，在变负载运行时磨损较多，一般属于低周损坏。对于周期性损坏，覆盖期<105次，高期>105次。

2.2蠕变损伤蠕变损伤是当温度为1400摄氏度时，燃气热机高温部件的弹性性能受温度影响，整体塑性变形增大。在整个机器运行过程中，负载快速旋转，由此产生的拉力使热部件发生非弹性变形。这超出了材料本身在塑性变形过程中所能承受的变形范围。因此，高温零件的变形这一主要损伤是非常严重的，而在蠕变损伤的情况下，变形也是决定零件寿命的主要参数之一。

另外，如果高温端的材料接触温度过高，也会发生塑性变形。当加热温度达到一定程度时，材料的易碎部分就会开裂。由于部件在运行过程中不可避免地会出现裂纹，因此在评估其寿命时分析裂纹的位置和强度。根据裂纹形成的速度，确定是否可以修复裂纹以确保热端。成分。使用寿命。也是燃气轮机高温部件检查和寿命评估时必做的检查项目之一。

2.3腐蚀损坏腐蚀损坏的主要原因是零件在工作过程中，由于空气中的特定湿度和气流的影响，容易发生腐蚀。腐蚀条件分为高温腐蚀和低温腐蚀。在高温下，热端元件的相应保护层往往会在热区损坏，从而影响热端元件的运行，增加整体负荷，缩短其使用寿命。这也是操作过程中常见的损坏方式。

3调整方向

热元件的异常损坏会导致启动和停止、突然的负载变化、减载和紧急停止。在分析时，考虑燃气轮机正常启动和停止之间发生的温度变化，以确定整体的热膨胀和冷却减少循环。由于燃气轮机频繁启停，因此有必要对部件的承载能力进行分析。还研究热端零件的材料疲劳和应力集中零件的裂纹，并根据高温环境下发生的材料蠕变来分析数据。当发电模块上的负载增加或减少时，观察负载的变化和速度的变化。在负载流量期间分析涡轮速度，以控制超速现象并了解热部件的损坏程度。由于温度不平衡，还会出现局部热应力。在传输过程中，还根据内部原因调整发电机的负载，加强急停过程。

4计算

4.1计算预热组件等效时间的选择应根据压缩机、热通道、燃烧器、透明度水平、维护时间和工艺要求而定。同时，对机组在等效时间EOH和启动计数工况下的停机时间进行了分析。在预测燃气轮机的寿命时，分析运行小时数、启动/停止次数、负载特性、燃料特性和水/蒸汽喷射率。这些是影响高温元件使用的主要损坏因素。在调谐模式下，应根据所列条件考虑燃气轮机的寿命限制。另外，在评价使用寿命时，换算成相同的运行时间。计算公式对燃气轮机正常运行时的各项参数进行评估。

EOH=实际执行时间+等效一跳起停次数x等效一跳转执行时间

4.2EOH的影响在目前的燃料性能状态下，相应的启停工况是由于运行过程中启停次数和化合物变化是影响EOH的重要因素，以评估燃气轮机的热力元件.根据现有的电网任务估算燃气轮机的使用寿命。通过对其负载模式运行的分析，组件维护成本与每年的停电次数成正比。因此，在估算热力元件的寿命时，根据设计，根据承载能力和运行方式进行燃气轮机联合循环。要加强对高温部件的检测状态，建立相应的服务/维护体系，不断完善启动/停止间隔的优化，加强间隔的延长，有效降低运行成本。这也是目前的发展方向，对热元件的使用寿命非常重要。

4.3案例分析本文对我国LNG现场F级燃气发动机的当前等效运行时间进行分析，分析当前等效运行时间。根据EOH计算，误差保证小于5%。使用基本参数等分析监控系统数据，以提高可靠而准确的预期寿命。

调查相应单元参数的热量采集组件的命运，并对信号传感器、采集模块、分析模块等进行评估。信号传感器用于监测机组在整个运行过程中的电力负载，以确保信号传输和转换。保修数据采集单元然后将数据发送到分析系统进行分析。根据公式计算燃气轮机热端部件的等效运行时间，估算剩余寿命。

结论

通过对热元件寿命损伤机理的构建，根据相应的影响因素和寿命损失模型总结出评估方法。在计算系数的控制下，监测系统建立在电流元件损耗模型上，分析监测系统和机组参数。这有效地保证了每个组件的寿命评估。这对于监测和分析生命非常有用，也可以为日后提供更多参考。

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