燃气轮机中燃气初温过高会有什么影响?
由于重质燃料的火焰辐射强度大,容易造成火焰筒及透平部件局部高温变形,同时为了减轻碱金属化合物、钒化合物对热通道及叶片的高温腐蚀,一般在烧重质燃料时的温控线设定值要比设计值低一些。机组改烧天然气后,想达到提高燃机效率及联合循环效率的目的,必须将温控线设定值提高到接近设计值。如某厂烧原油时将燃机温控线设定为515℃,燃气初温1073℃;烧天然气时将温控线设定为543℃,燃气初温1200℃。若机组在油改气时未进行热通道部件大修及清理叶片积垢,直接将温控线由515℃调整为543℃,燃气初温将由1073℃升高到1200℃。燃气初温的提高会造成以下不利影响:(1)引起叶片腐蚀加重随着初温的提高,沉积在叶片以及金属部件上很多积灰和化合物都将呈熔融状,尤其是烧重质燃料时,碱金属同燃料中含有的硫和氧化物形成Na2SO4和K2SO4。当这些碱金属盐在叶片表面凝结为液滴时,破坏了叶片表面的保护性氧化膜,并阻止这种氧化膜的重新形成,会使硫渗入金属基体,引起硫化和金属的快速腐蚀,引起叶片基体材料中铝和铬元素的贫化。在高温的燃气中,钒化合物形成的钒酸盐粘结在金属部件上,并同燃气轮机叶片的Cr、Ni、Co等元素发生反应,还原成氧钒基化合物。而这些氧钒基化合物和析出的氧再进行反应,生成钒酸盐,形成了周而复始的氧化还原反应,导致叶片腐蚀。(2)引起热通道局部高温燃油燃机运行一定时间后,由于燃料中灰分、杂质和不完全燃烧都会在动静叶片上积灰结垢,长期运行必将造成结垢严重,甚至堵塞冷却孔。如果在这样的条件下,将燃气初温由1073℃提高到1200℃,结垢严重的区域,因得不到良好冷却,导致部分部件产生高温,若这些部件长时间处于高温区,其金属抗疲劳强度和抗蠕变性能降低,金相结构发生变化,造成局部裂纹,甚至掉块。(3)引起透平振动加剧提高初温后,有很多原本附着在火焰筒、过渡段及一级静叶片上的垢物呈熔融状,将被高温气流吹掉,带到后几级。这些熔融化合物随气流做功而温度降低,遇到温度较低的动、静叶片就会粘附在上面。粘附在动叶片上的化合物增多,造成转子质量不平衡,引起振动。
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