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燃驱天然气压缩机组是西气东输压气站的关键设备,对该大型设备的性能与维护方案开展研究对于保障压气站安全运行、节省运营成本意义重大。利用仿真代替实际机组进行试验和研究分析其性能,试验周期短,耗费成本低。机组的历史运行数据切实地反映其过去的运行状态,可用来验证仿真的准确性;通过对机组的历史故障数据的研究可用来预测某些部件的故障规律,从而为维护工作提供帮助。因此本文主要对GE公司研制的某燃驱天然气压缩机组的工作过程进行性能仿真,并开展了对西气东输压气站的故障数据的分析和维护工作的研究,开展的工作包括以下几个方面:(1)采用模块化的方法,在Matlab/Simulink平台上分别建立压气机模块、燃烧室模块、涡轮模块、容积模块,转子模块、PID控制模块等模块库,并建立离心式压缩机模块作为燃气轮机的负载,搭建了燃驱天然气压缩机组的动态仿真模型。(2)在验证了燃驱天然气压缩机组系统准稳态计算的准确性的基础上,进行燃驱天然气压缩机组变工况特性的仿真,并对其在典型动态阶跃变化时的动态响应特性进行了研究。(3)开发了基于压气站现场运行数据的燃气轮机稳态计算模型,以运行数据作为模型输入量得到燃气轮机各个截面的性能参数。计算结果可以看出,随着机组运行时间的累计,燃气轮机的性能会产生明显的下降。为科学地评估燃气轮机的性能引入了工程管理中的控制图工具,分析燃气发生器水洗前后压气机效率的变化,分析结果与预期吻合,可作为燃气轮机的水洗维护工作的参考。(4)研究燃气轮机中滑油系统的历史故障记录,发现润滑油滤芯的折旧损坏是最主要故障形式。认为滤芯的寿命服从Weibull分布,基于此开发了滤芯剩余寿命的预测模型,为燃气轮机滑油系统的维护工作提供了合理性意见。本文所开展的工作可用来模拟压气站燃驱天然气压缩机组的动态响应过程,并为系统的维护策略的制定提供参考,对于保障西气东输压气站经济、合理地运行有很强的借鉴意义。