燃機發(fā)電廠燃油分離機故障判斷

俞洪鋒

（臺州發(fā)電廠，浙江臺州318000）

燃機發(fā)電廠燃油分離機故障判斷

俞洪鋒

（臺州發(fā)電廠，浙江臺州318000）

為了滿足燃機發(fā)電廠對燃料油的質(zhì)量要求，油料必須經(jīng)油處理系統(tǒng)的分離機處理。結(jié)合多年實際工作的情況，分析分離機故障的原因，從而提高檢修的效率和質(zhì)量，以保證機組運行的安全性和可靠性。

燃氣輪機；分離機；故障

1 設(shè)備概況

龍灣燃機發(fā)電廠燃油分離機采用Alfa Laval技術(shù)，利用高速旋轉(zhuǎn)的分離盤（4 135 r/min）的離心力去除燃料油中雜質(zhì)（固體和水分），工作原理見圖1。分離機系統(tǒng)采用二級三流程（共6臺分離機）布置，二流程并列運行，一流程備用。分離機是油處理的核心設(shè)備，所有油處理設(shè)備和整套油處理系統(tǒng)都圍繞分離機設(shè)計和布置。油處理系統(tǒng)的大部分缺陷也來自分離機，主要有排渣故障、分離效果差、振動大噪音大、啟動時間長（星-三角切換失敗）等，2004-2010年故障統(tǒng)計情況見表1。

燃機對燃油要求特別高，龍灣發(fā)電廠油處理系統(tǒng)原設(shè)計采用原油，但2005年以后，由于原油價格上漲和來源緊張，改為硫化油，有時甚至是重油渣油。在燃料油油質(zhì)下降的情況下，必須改變油處理工藝，其中油溫從95℃上升到了105℃。油溫的上升對分離機主要的密封件O形圈影響比較大，大大增加了油處理分離機檢修維護的工作量，同時也要求提高故障判斷能力和工作效率。

圖1 分離機離心分離的原理

2 排渣故障的分析與判斷

2．1 排渣原理

分離機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)見圖2。在正常運行時，排渣口必須處于關(guān)閉狀態(tài)，只有在排渣時短暫地打開。當分離機排渣時，操作水模塊中進水電磁閥（如圖3所示）關(guān)閉，壓縮空氣推動操作水活塞向上，瞬間向水室供應(yīng)一定量和壓力的水，使水滿出水室，進入操作滑盤上部。壓縮彈簧使操作滑盤向下打開轉(zhuǎn)筒上的操作水排放口，放出滑動底盤下的操作水?；瑒拥妆P失去支撐，在處理介質(zhì)的作用下向下，從而打開了轉(zhuǎn)筒的排渣口，分離機開始排渣。當操作水進入操作滑盤上部使分離機排渣的同時，進入操作滑盤上部的操作水會通過3個φ3 mm的噴嘴慢慢泄漏（最后會完全泄完，其作用相當于機械的延時關(guān)閉）。壓力下降后，強簧使操作滑盤向上關(guān)閉操作水排放口。這時操作水進水電磁閥已打開，低壓操作水向滑動底盤下部供水，從而使滑動底盤向上關(guān)閉排渣口，排渣結(jié)束。

圖2 分離機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

2．2 故障判斷和處理

綜合分析排渣故障有以下3類。

圖3 操作水模塊

（1）假象排渣故障。表現(xiàn)為有排渣故障報警，在振動值顯示器上有峰值，電流表指示有小波動，現(xiàn)場也能聽到排渣聲，但聲音較輕。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因一般有2個，一是分離機清洗后，內(nèi)部各O形圈都是新?lián)Q的，加上各滑動表面間潤滑不夠，從而造成較大的滑動阻力；二是分離機運行時間較長，有雜質(zhì)進入各滑動表面，從而造成較大的阻力。這類故障一般值班員在運行中就能發(fā)現(xiàn)和處理，只要手動排渣1～2次就能恢復(fù)正常。

（2）分離機排渣后無法關(guān)閉轉(zhuǎn)筒。這類故障較易發(fā)現(xiàn)，表現(xiàn)為電機電流增大，排渣口向渣箱排放處理工質(zhì)，現(xiàn)場能聽到工質(zhì)流動聲。若操作水來源正常，則一般是滑動底盤上的O形圈密封不良造成操作水泄漏或操作滑盤上的3個φ3 mm噴嘴堵塞所致，應(yīng)停機清洗分離機，更換O形圈，疏通噴嘴。

（3）分離機無法排渣。這種故障表現(xiàn)為故障報警后，一般無振動峰值，電機電流無波動，現(xiàn)場也無排渣聲，這類故障出現(xiàn)較多，且較難判斷。這時如果分離機的下部渣箱有連續(xù)的排水聲（有時會出現(xiàn)高位水箱低水位或渣箱高液位報警），同時分離機下部2根透明排水軟管會有水流動。這時如果分離機是空載運行（無工質(zhì)和水加入），關(guān)閉操作水進口閥，流水現(xiàn)象會消失，這樣就可以判斷分離機為內(nèi)通道泄漏。若無排水現(xiàn)象，可能性較大的是操作水模塊故障。內(nèi)通道泄漏時應(yīng)進行分離機解體清洗，重點檢查操作滑盤與彈簧支承座的間隙、彈簧的完好程度及緊力、配水機構(gòu)的O形圈及更換轉(zhuǎn)筒上的密封墊、操作滑盤上的O形圈和6個閥塞。

表1 2004-2010年油處理分離機故障統(tǒng)計情況

操作水模塊故障是最不易發(fā)現(xiàn)的。分離機某次排渣故障，先后進行4次解體檢查都無法排除缺陷，后來發(fā)現(xiàn)原因是操作水活塞卡澀。操作水模塊故障時將無法向分離機提供排渣時所需一定量和壓力的操作水，主要故障有活塞卡澀、電磁閥不動作或泄漏、逆止閥泄漏。另外，當2次排渣間隔時間大于1 h時，若這時油質(zhì)又較差，會使過多的渣積在排渣口上，造成堵塞而無法排渣。

3 分離效果差

分離效果差也是較常見的故障，其原因有：

（1）比重盤的選擇不合適。比重盤的大小主要是根據(jù)油的粘度、密度和分離時的溫度、通量、背壓來選擇。比重盤是通過改變重相液（水）通道流通阻力來決定重、輕二相液體的分界面。當比重盤內(nèi)徑縮小，水側(cè)的流動阻力增大，二相液體分界面向中心移動，重相液就更容易從輕相液（油）出口流出，造成出油含水，處理質(zhì)量不合格；反之則造成出水含油，處理效率下降。當油源變化時，及時調(diào)整比重盤可防止此類缺陷的發(fā)生。這類情況一般發(fā)生在油源有變化，并且分離機2組并列運行時。

（2）在分離機長期運行中，處理工質(zhì)的流通通道上的密封件單列或單個失效。這時若水側(cè)含油，則重點檢查進出口管組件和比重盤周圍的O形圈；若油側(cè)含水，則重點檢查出口管組件O形圈、頂盤上的密封件。當分離機內(nèi)部流通通道的密封件失效后，應(yīng)及時停機對密封件進行更換，并且清洗組件。

4 分離機振動和噪音大

振動大與噪音大往往是相伴而生的，也是分離機最危險的缺陷。當分離機振動大時，應(yīng)該先停機，并在分離機完全停止前，先用聽棒確定振動源。若無法確定，應(yīng)按以下步驟進行檢查：

（1）確定地座螺絲是否正常。

（2）檢查電機與分離機橫軸聯(lián)軸器的情況，包括螺絲是否緊固，聯(lián)軸器的橡皮盤片是否完整、間隙是否合適。

（3）檢查橫軸的情況，包括蝸輪蝸桿的嚙合狀況、相對定位，蝸輪的夾緊環(huán)是否正常，橫軸的跳動度不大于0.1 mm，并檢查潤滑油狀況。

（4）若上述幾步不能排除缺陷，則解體分離機。檢查分離機安裝是否正確，結(jié)渣是否嚴重且不均勻，心軸的晃動度不大于0.05 mm，心軸和刮盤的安裝高度是否合適，必要時進行大修處理。

（5）結(jié)渣狀況對分離機振動影響很大，因此分離機每次停機時，都會加入輕油對內(nèi)部進行清洗。但如果有特別原因，停機未清洗或清洗不完全，并且啟動間隔較長而造成內(nèi)部結(jié)渣塊碎裂，會在下次啟動時造成很大的振動。

此外，分離機啟動失敗的原因往往是電機星-三角切換失敗。在電機規(guī)定加速時間（10 min）內(nèi)，如果電機轉(zhuǎn)速未達到93%額定轉(zhuǎn)速，則電機星-三角切換失敗，分離機停機并發(fā)出警報。這時若分離機無動靜摩擦聲音，無振動異常，則一般是電機方面的故障。

5 結(jié)語

分離機檢修工作量大、強度高，一次徹底的分離機清洗檢查需要3～5人，2個工作日才能完成，大修則要1周時間。再加上分離機工作環(huán)境差（現(xiàn)場噪聲大、溫度高，并存在有毒可燃氣體），因此要求檢修時能正確地判斷故障原因，才能及時快速地排除故障，從而提高運行的安全可靠性。

[1]楊順虎.燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電設(shè)備及運行[M].北京：中國電力出版社，2003.

[2]林公舒.現(xiàn)代大功率發(fā)電用燃氣輪機[M].北京：機械工業(yè)出版社，2007.

[3]丁乙崟.淺論燃氣輪機燃重油[J].燃氣輪機技術(shù)，2000，13（1）∶38-41.

（本文編輯：陸瑩）

Fault Diagnosis of Fuel Oil Centrifuge in Gas Turbine Power Plant

YU Hong-feng
（Taizhou Power Plant，Taizhou Zhejiang 318000，China）

In order to meet the quality requirements on fuel oil in gas turbine power plants,fuel oil should be treated with the centrifuge in oil treatment system.Based on many years of practical experiences，fault cause analysis is performed to enhance the maintenance efficiency and quality and ensure the safety and reliability of unit operation.

gas turbine；centrifuge；fault

TK478

：B

：1007-1881（2012）01-0055-03

2011-11-01

俞洪鋒（1976-），男，浙江諸暨人，助理工程師，從事燃機檢修工作。