某型船用燃氣輪機燃油系統故障排除與改進

任榮社，劉健鑫，程家勝

(安徽蚌埠海軍士官學校，安徽 蚌埠 233012)

某型船用燃氣輪機燃油系統故障排除與改進

任榮社，劉健鑫，程家勝

(安徽蚌埠海軍士官學校，安徽 蚌埠 233012)

文章分析了某型燃氣輪機燃油系統故障，并從安裝油位傳感器、安裝浮子式截止閥、嚴格控制加油量3方面，提出了對燃氣輪機燃油系統改進的措施。

燃氣輪機；故障；處理；改進措施

船用燃氣輪機大多數是通過航空燃氣輪機改型而來的，它繼承了航空燃氣輪機的特點，即功率密度大、重量輕、可靠性高。因此，在國內外得到廣泛應用。

船用燃氣輪機的工作原理是空氣經過壓氣機，壓力升高，進入燃燒室，在燃燒室內噴入燃料，燃料和空氣混合燃燒，產生高溫高壓氣體，進入增壓渦輪做功，增壓渦輪帶動壓氣機工作，在增壓渦輪內消耗一部分熱能，剩余的大部分熱能在動力渦輪內部做功，推動動力渦輪轉子旋轉，動力渦輪通過減速器帶動主軸和螺旋槳工作，推動船舶運動。由此，可以看出，燃氣輪機的工作與燃料系統的好壞有很大關系，如果燃料系統工作不正常，會使燃氣輪機無法工作，甚至造成燃氣輪機故障[1]。

1 燃油系統組成、工作過程及故障分析

1.1 燃油系統組成和工作過程

某型船用燃氣輪機的燃油系統包括燃油艙、燃油濾清器、駁油泵、燃油日用油柜燃油濾清器、輸油泵、控制閥、噴嘴等。燃油艙用于存儲燃油，并對日用油柜補充燃油。日用油柜保障燃氣輪機日常工作用油[2]。燃氣輪機工作時，控制閥打開，日用油柜的燃油經過燃油濾清器、輸油泵、控制閥和噴嘴，進入燃燒室。停機時，控制閥關閉，停止供油。泄放閥依靠燃油管路壓力控制，燃氣輪機停機后，燃油管路壓力為零，泄放閥打開，噴嘴泄露的燃油經過回油管路的泄放閥進入日用油柜，避免燃油流入噴嘴和燃燒室，啟動時引起爆燃，保證燃氣輪機的正常啟動；燃氣輪機工作時，燃油壓力高，泄放閥關閉。

1.2 燃油系統故障現象

某船在返回港口?？看a頭時，燃氣輪機停止工作，由于燃氣輪機長時間工作，日用燃油柜中燃油減少，輪機部門人員啟動駁油泵向日用油柜補充燃油，在補充一段時間后，煙囪冒黑煙，機艙內出現超溫報警，該報警器的溫度傳感器安裝在燃氣輪機的動力渦輪機殼底部，燃氣輪機已經停機，不可能超溫，我們認為是傳感器誤報警，沒有理會，消除了報警信號。片刻后，溫度報警器再次報警，火災報警器也報警，火災報警器安裝在動力渦輪機匣上部，檢查動力渦輪外殼下部連接法蘭處，發現有火苗，輪機部門人員立即對燃氣輪機的外部和箱裝體進行滅火，外部火被滅之后，又對燃氣輪機內部噴水滅火，火很快被熄滅，煙囪也不再冒煙。

滅火完畢后，對燃氣輪機燃燒室、增壓渦輪和動力渦輪用探傷儀探測，發現有著火痕跡，但沒有明顯損傷，為了安全起見，把燃氣輪機吊出機艙，對其進行全面檢查。

1.3 燃油系統故障分析

從燃氣輪機的工作原理來分析燃氣輪機停機后內部起火的原因。燃氣輪機正常工作時，燃燒室內有燃料燃燒，煙囪有煙冒出；燃氣輪機停機后，油門關閉，控制閥關閉，燃油系統停止了供油，燃燒室沒有燃料，不可能出現冒煙現象[3]。

燃氣輪機停機后，煙囪有煙冒出，說明燃氣輪機內部有燃料燃燒，燃燒必須滿足3個條件，即有火源(溫度)、氧氣和燃料，由于燃氣輪機停機時間短，燃燒室內部部件溫度比較高，可能超過柴油自燃溫度(350 ℃左右)，燃氣輪機內部和大氣相通，氧氣很充足，很顯然，如果有燃油進入燃燒室，就會燃燒。從圖1看出，進入燃燒室的燃油有2路，一路是供油油路，日用油柜燃油經過燃油濾清器、輸油泵、控制閥和噴嘴，進入燃燒室，這一路在燃氣輪機停機后控制閥關閉，不可能有燃油進入燃燒室；另一路是回油油路，很有可能是日用油柜的燃油經過泄油閥進入噴嘴，最后進入燃燒室。

根據分析結果，重點檢查回油油路，拆開連接管(如圖1所示①處)，用駁油泵向日用油柜內駁油，發現有油流出，說明日用油柜燃油過多，進入噴嘴和燃燒室，驗證分析結果，找出了故障原因。

圖1 燃氣輪機供油系統示意圖

2 燃油系統改進措施

這次故障雖然不大，但也造成不小的損失，耽誤船舶的正常工作。造成這次故障的主觀原因是值班人員加油時過于粗心，沒有注意日用油柜油位；客觀原因是燃油系統的泄放管路上的泄放閥在燃氣輪機停機后打開，起到排泄漏油的作用，但不能防止燃油倒流，因此，必須對燃油系統進行改進。

2.1 安裝油位傳感器

在日用油柜上，安裝一個油位傳感器，如圖2所示，當燃油加到一定位置時，油位傳感器動作，自動切斷駁油泵電源，停止駁油，保證日用油柜的燃油不會超過規定油位。從而保證日用油柜燃油不會倒流，進入燃氣輪機。

圖2 安裝油位傳感器

2.2 安裝浮子式截止閥

在日用油柜的泄油口處安裝浮子式截止閥，如圖3所示，類似于抽水馬桶上的截止閥，當油位達到規定高度時，將泄放口關閉，同時發出油滿信號，停止給日用油柜加油。

圖3 安裝浮子閥

2.3 嚴格控制加油量

根據日用油柜的用油量，控制每次加入日用油柜的油量，保證不要加油過多。這就要求輪機人員在加油時，注意觀察日用油柜的油位。

3 結束語

燃氣輪機生產技術難度大，制造成本高，要保證其安全運行，必須對使用和維護燃氣輪機的輪機人員提出很高的要求，加強輪機人員的專業能力培養，同時要提高裝備的自動化程度。

[1] 張旋洲.燃氣輪機運行故障及典型事故 的處理[J].燃氣輪機技術，2006(1):64 -67.

[2] 聶向陽.船用燃氣輪機燃油系統故障簡析[J].中國機械，2014(21):118-119.

[3] 王文杰.某型艦用燃氣輪機燃燒室故障原因分析及排除[J].燃氣輪機技術，2007(2): 64-67.

Fault on fuel system in marine gas turbine is analyzed and measures for improving the fuel system are put forward from the 3 aspects including erecting oil-level sensor,installing float spherical valve and strict control of refueling amount.

gas turbine;fault;treatment;improving measure

任榮社(1962-)，男，陜西銅川人，教授，大學本科，主要從事燃氣輪機教學和故障診斷工作。

U672

10.13352/j.issn.1001-8328.2017.02.008

2016-09-30