第33卷第4期2020年12月Voi. 33 No. 4Dec. , 2020
《燃气轮机技术》GAS TURBINE TECHNOLOGY 某工业型燃气轮机油气分离箱压力异常升高故障分析
岳 彭1，彭 涛2，魏昌淼3，顾凡奇3
（1.海军装备部驻无锡地区军事代表室，江苏 无锡 214151 ；
2.中国船舶集团公司第七O 三研究所，哈尔滨150036；
3.中国船舶集团公司第七O 三研究所无锡分部，江苏 无锡 214151）
摘 要：从燃气轮机的滑油回油系统原理岀发，针对岀现的油气分离箱压力异常升高故障现象进行分析，通
过油气分离箱压力升高可能岀现的原因，对压降调节器及滑油腔石墨密封环进行检查，最终发现压降调节器 销钉断裂是油气分离箱压力陡增的原因，同时石墨密封环也存在一定的磨损，对油气分离箱压力也有一定的 影响。
关 键 词：燃气轮机；油气分离箱；故障
中图分类号:TK478 文献标志码：B 文章编号#1009-2889 （2020） 04-0040-04
燃气轮机由于具有紧凑的结构布局、良好的燃
油经济指标、较高的热效率、良好的可靠度、长久的 使用寿命等优势，被广泛应用于航空、航海、陆航等 军用国防领域，成为新一代的核心动力代表〔一2*。
需求分析文档
燃气轮机属于高速旋转的动力装置，为减少转子与
轴瓦结合面的摩擦和磨损，防止它们腐蚀和表面硬 化，同时需要带走由于摩擦所产生的热量、高温部件
传给滑油的热量以及带走结合面之间形成的硬夹杂
物，需要优良的滑油系统润滑，燃气轮机的滑油系统 大都做成循环式的。在各种系统中，工作过的滑油
经过过滤，将其中的空气分离出去及冷却后，再重新
供往燃气轮机内，燃气轮机能否可靠工作在很大程 度上取决于滑油系统的好坏。
某工业型燃气轮机的滑油系统是强制抽油的压
力循环模式，滑油系统可保证在燃气轮机的所有工 况下对轴承部件、齿轮啮合和燃气轮机其他摩擦零
件进行润滑和冷却。
1某工业型燃气轮机滑油回油系统结 构组成
燃气轮机滑油回油中混有大量的空气，回油泵
抽回乳化液体，还抽回大量游离空气和燃气。滑油
中空气泡的存在增大了管路中的油流阻力，减少了
滑油的比热和热传导系数，使得燃气轮机结合面的
冷却和润滑情况恶化。因此，必须采用专门的措施
拉菲尔
来减少滑油中空气含量的百分比。本型燃气轮机回 油 系统采用 油 气分 器， 通 燃气轮机 承
部件油腔中的油气引入其中，并从油气混合物中分
离出滑油。
燃气轮机透平滑油腔工作过的滑油首先排入油
气分离箱中，进入油气分离箱中的油气混合物经过
压降调节器进入静态油气分离器，静态油气分离器 中分 的 油 油 气分 箱 部的 油 通 油
兼怀子由
油泵循环至滑油箱，见图1所示。
图1滑油回油系统工作原理
收稿日期#2020-07-31改稿日期#2020-08-07我欲横刀向天笑
作者简介：岳彭（1982―），男，江苏徐州人，硕士，从事舰船主动力装备技术工作；通信作者：魏昌淼（1989―），男佞徽淮
北人，从事燃气轮机故障诊断研究工作，E-maiI ：weiicm@ 163. com
。
第4期某工业型燃气轮机油气分离箱压力异常升高故障分析
41
2某工业型燃气轮机油气分离箱压力
及分析
2. 1故障现象
燃气轮机稳定运行约5 000 h ，在0. 4工况
（40% 工况）油气分离箱压力从0.08 MPa 突升
至0.18 MPa ，透平滑油 油回油温度从50 R
至70 °C ，见图2所示。
8
642086
11 11 11 11 1100000000油气分离箱压力-透平滑油腔滑油回油温度-—进口滑油温度
-/o o O 8 7 6o o o o O 5 4 3 2 1O
201
401 601
时间/s
图2燃气轮机油气分离箱压力大现象
随后工况从0.4工 至0.5工 （50%
工况），油气分离箱压力 0. 30 MPa ；燃气轮机油气分离箱压力高，超 工况点， 油气分离箱压力高 ；随后正常停机，终止运行。
萝卜丝的做法
2.2
停机后，运行人员进行相关方面的 ：
1） 油气分离箱压力
器进行打压试验，压
力 器工作正常。
2） 机组全部金属屑捕屑器进行拆检，未发现
异常。
2.3
燃气轮机运行过程中，油气分离箱压力可通
天秤男白羊女压 器（见图3所示） 。机组停机状 ，依 规定，对油气分离箱压力进行 ，压
器 6拧松3圈进行油气分离箱压力预调
，预计油气分离箱压力减小0.18 MPa 。随后进行 压 器 后的验 验，在验 验中，油气
分离箱压力依
并 工
值，机组降工
o
如果滑油腔石 环［3一4*出
损，则
'
空气会进入滑油 ， 油 压力升高，随 油
气分离箱压力升高，
石 环
损故障，见图4所示。
通 分析，此次油气分离箱压力升高
由压
器故障及石 环磨损引起，油气分
箱压力高故障树见图5所示。2.4 分
图5进行故障原因分析及检查：
来自油气分离籠
1—阀;2—波纹管;3—阀座；4—壳体；5 ,9—弹簧；
6,10—调节螺钉；7,12—螺母;8,14—管接头；11—活盖板；13 —罩。
图3压降调节器工作原理图
坚持底线思维石磨密封环
图4滑油腔石墨密封环原理图
图5油气分离箱压力升高原因故障树
1） 压 器分解, 发 接阀与支座的
销钉（见图3的 部件10） ，有明显塑性变形,
见图6所示。
2） 分
发现石 环 损现象。针对石 环
的磨损情况，进行受力分析。
在工作状态下石墨环
面
面均承受一
的压缩空气压力（源于
空气）即8压缩,
面
42燃气轮机技术第33卷
图6销钉断裂图
受动环旋转动压产压缩力将石环推移，即开启压力8开启，受力示意图见图7所示。石环是否发向窜动，取决于面动环旋转产生的压力B开启与面空气产生的压力B压缩是否平衡。
尸压缩
尸压缩
图7石墨密封环气动力受力分析
转速下，的压力B开启不平衡面压缩空气产生的压力B压缩(面密封空气压力，将石环压缩)，即B开启V B压缩，此时动环工作端面与石墨环处于状态。在高转速，动环旋转的动压的开启压力平衡压缩气体的压力，即B开启〉B压缩o时，动环与石环端面小间隙，使B开启、B压平衡，而石环面内空气的力矩远小于的力矩，此时石墨环不发生周向转动。同时，随机组工况的，压空气的压力及工作转速也在不断发生变化，石环与动环的间隙也随着发，B开启与B压缩的平衡，即B开启与B压缩处于平衡一不平衡一平衡的循环状态，时，石环处于轴向微动状态，但由于石的性，石环面处于损状态。
实际工作过程中，石环受接触状态、摩擦受力方面的影响，如配合表面垂直度、平面度、粗糙度超差、配合表面、机组振动、向窜动等，转速下前端面的摩擦力矩大于的摩擦力矩，高转速下B开启与B压缩平衡不能建立等情况的发生，配合端面及面与动环和气封套发运动】损。情，石环会出现工作端面磨损石墨环气封套产生周向转动，石
环面损。
2.5数据分
阅历史，随机组运行时间的，油气分离箱压力有明显象，但随着运行时间的增，油气分离箱压力趋于，为石墨环磨损开口间隙，进入轴承腔的空气对油气分离箱增压效果有限。燃气轮机运行约5000 h，0.4工油气分离箱压力从0.08MPa突升至0.18MPa，压器销油气分离箱通气间隙减小或堵塞，是油气分离箱压力超限的直接。
3故障结论及处理措施
通述分析得出结论：压器销钉受燃气轮机运行的速工影响，销
为线接触，应力，燃气轮机长期运行销钉产生疲劳断裂。
石环磨损是动环轻动或摆动、压器销燃气轮机运行图谱工化剧烈共同作用，使石环与动环的工作环境恶化，不维想工作状态，出，导致石环工作面和损。
压器，石环，装机的接触部件符合图纸装配要求。同时，关部件的装配贴合和紧固质量，在
部件压面贴合的情，再进行紧固和锁紧。
4结论
压器销 ，油气分离箱通气间隙小堵塞，是油气分箱压力超限的直接。石环磨损也进空气进入滑油腔，油气分箱压力进高。
参考文献：
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失效分析与预
第4期某工业型燃气轮机油气分离箱压力异常升高故障分析43防,2006,1(2)：56-60.[4]魏龙•密封技术）M* •北京：化学工业出版社,2009:121-125.
Fault Analysis of Abnormal Pressurr Rist io Oil-gas Separtion Tank
of an Industrial Gas Turine
Yuc Peng1,Peng Tao2,Wci Changmiao3,Gu Fanqi3
(1.Milimm Reprentative0fficc of Naval Equipment Departwent in Wuxi Area,Jiangsu Wuxi214151,China；
2.No.703Rearch Institute of CSSC,Harbin150036,China；
3.Wuxi Division of No.703Rearch Institute of CSSC,Jiangsu Wuxi214151,China)
AbstracC:Bad on the p/nciple of lub/cating oil return system of gas turbine,the fault phenomenon of abnormal pressure ri in w1-gas paration tank is analyzed.Through the possible caus of pressure ri in oil-2as paration tank,the pressure drop mguWtof and graphite al ring in oil chamber are inspected.FinaCy,it is found that the pin fracture of pressure drop revulator is the reason for the pressure increa in oil-2as paration tank,and the graphite al ring also has certain wear and War,which also has certain inluence on the pressure of oil-2as paration Wnk.
Key words：gas turbine；oil-2as paration tank；fault
（上接第6页）
Investigation on Deformation and Stress of a Supercritical CO2
Radial-inUow Turbine under Various Loads
Feng Yongzhi1,Jiang Dongpo1,Li Xiangyu1,Du Qiuwan2,Shan Weiji1,Xic Yonghui3
不爱我就滚(1.Hadian National Engineering Rearch Center-Power Equipment Company Ltd.,Harbin150028,China；
2.M0E Key Laboratory of Thermo-FWin Science and Engineering,Xi A n Jiaotong University,Xi A n710049,China；
3.Shaanxi Engineering Laboratoe of Turbomachinee and Power Equipment,XiCn Jiaotong University,Xi A n710049,China)
AbstracC:The sup—critical carbon dioxide(SC02)power cycle system has been the focus in the advanced power system fields recentW.As the core component of SC02power cycle system,radial-inlow turbine performs significantW for the curity of the whole system.In thispapee,thesteength chaeacteeisticso[aSC02eadiai-in iowtuebineimpe i eeaeeanaiyzed bymeanso[theemai-iuid-soiid coupeingmethod.Theeectso[aaeiouoadson thedisteibutionso[deoemation and equiaaeentstee s ae
eobtained in detaie.It conceudesthattempeeatueeeoad peaysadominanteoeein thedeoemation.Aeeodynamicand centeiugaeeoadshaaeei t eein euenceon the deoemation.Themaximum tota edisp eacement o[the impe e e eis2.421mm undeethecondition with a e eoads,which iocated atthe outer radius of We impylef.Centrifugal load makes We laraest conWCution to We equivalent stress.Temperature load leads to We stress concentration at the leading edge of impefer blade root.In addition,aerodynamic load conWigutes less to the equivalent stress. Undeethecondition with a e eoad\,themaximum equi aa eent\t ee\o oimpe e e ei267.91MPa,eocated atthetean\ition oi e etbetween theimpe e eback and bo\\ection.
Key words：superc/tical carbon dioxide；thermal-Puid-colid coupling method；radial-inlow turbine；deformation；stress
