长输管道燃气轮机现场运行性能计算及评估

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1、第34卷第1O期(2015．10)(仪表电信)长输管道燃气轮机现场运行性能计算及评估王玮’吴江桥赵忠刚王福宾’王馨研。1中国石油天然气管道局2中国石油天然气管道科学研究院3中油管道物资装备总公司摘要：燃气轮机在天然气长输管道上得到越来越多的应用，但燃气轮机也是输气管道耗能的大设备．压气站95％以上的电能、天然气由燃气轮机消耗。在现场实际运行的过程中，识别出影响燃气轮机性能的参数，建立一套简单、科学、有效的性能监测方法，对于燃气轮机性能评估具有重要意义。以索拉公司大力神13O燃气轮机驱动曼透平公司的RV0

2、50／04离心压缩机为例，进行现场功率计算及评估。结果表明，机组运行工况偏离额定工况较多，尤其是反映压气机状况的排气压力P。偏离较大，另外功率也有较大偏离。因此在确定仪表测量值真实有效的前提下，首先对机组进行水洗清洁，其次要校正压气机可调导叶的角度，对燃料气进行化验，排除过量的重烃组分。通过对燃气轮机性能进行评估，可以随时掌握机组的运行状态。关键词：燃气轮机；性能；监测；功率；评估；修正doi：10．3969／i．issn．1006—6896．2015．10．026燃气轮机是一种先进的成套动力机械装备，

3、在口温度、燃烧空气进口压力损失、大气压力(海发电、油气开采、交通、冶金、化工、舰船动力等拔)、烟囱排气压力损失、动力透平速度、齿轮箱领域得到广泛应用。近年来，随着天然气长输管损失。道的蓬勃发展，燃气轮机驱动离心式压缩机(以下在天然气管输行业，一般不采用齿轮箱调速，简称压缩机组)在天然气长输管道上已经得到越来因此齿轮箱损失不再考虑。动力透平高于或低于最越多的应用。管输企业的天然气和电力能源主要消优转速都会造成功率的下降，转速与功率呈抛物线耗在燃气轮机运行上，约占总消耗量的95％以上。关系；因此在现场进行性

4、能测试时，最好能保证动因此，如果能够在现场科学地监测、评估燃气轮机力透平转速处于最优值，如果无法满足，则需要对的性能，就可为后续的视情维护、大修等提供参转速进行修正。考，对于节能减排意义重大。2．2次要参数除主要因素外，还有一些其他的参数也会对机1性能监测、评估的意义组性能造成一定的影响，如相对湿度、燃料类型、据统计，在一台燃气轮机整个生命周期的总费燃料热值、进口注水量等，但这些参数的影响微乎用中，购买新机组约占7％~10％，维护费用约占其微，或者在特定情况下可以忽略，因此本文不再15％~20％，而运行

5、费用则占到了70％~80％。因考虑。如湿度每增加10％，输出功率下降0．0002％的此，性能评估是燃气轮机日常运行中最重要的工作影响可以忽略。天然气管输行业，燃气轮机的燃料之一。通过对性能的监测、评估，可对燃气轮机运就地取材，采用天然气，正常情况下输送天然气的行起到以下作用：①保持机组较高的可用率；②延组分不会突变，因此其低热值也很稳定，对功率的缓机组老化，使运行区域尽可能地接近额定值；③影响可以忽略。预判故障，避免机组运行在可能导致严重故障的区2．3机组退化域；④延长保养和大修的周期；⑤降低其生命周期

6、通常，当燃气轮机运行80h之后机组就开始退的总成本。化，功率就开始下降。退化分两种情况，一种是2影响现场运行性能的参数可恢复的退化，如因压气机污染导致的效率下降，在实际运行现场，影响燃气轮机性能的参数有可以通过水洗恢复；另一种是不可恢复的退化，即很多，但是基本上可以分为以下3类。老化，这主要是由于磨损、热疲劳等机械原因导致2．1主要参数的，正常的老化都遵循一定的规律，是点火时间的影响燃气轮机性能的主要参数包括燃烧空气进函数，不会突变。如GE公司给出的老化系数是总一68一油气田地面工程(http：／／ww

7、w．yqtdmgc．corn)第34卷第1O期(2015．10)(仪表电信)点火小时数的对数函数，即4现场运行性能计算及评估FH=[一5．88186+2．54425Xlog(5+Hr)]／lO以一台索拉公司大力神130燃气轮机驱动曼透(1)平公司RV050／04离心压缩机为例，进行现场功率实际使用中，公式较复杂，可采用经验数值。计算及评估。该压缩机组应用于青海某压气站，以在机组运行10000h以内，每多运行1h，输出功天然气为燃料。率下降O．00034％；10000h以后，每多运行1h，4．1燃气轮机现

8、场运行功率的计算输出功率下降0．00003％。对于压缩机组来说，获得输出功率有3种方3现场运行性能测试工况及参数法，第一种是在联轴器上安装力矩测量装置直接测3．1运行工况量，这种方法精度最高、不确定性最小，也是实验室采用的方法。然而在现场实际运行中，很难采用在测试过程中应力求保持各种运行参数的稳这种方法，多数情况下只能采取其余两种精度差、定，并接近规定的数值，因此在测试开始前应尽可不确定性高的计算方法。能让机组多运行一段时间，在正式测试开始