淺談GE單軸燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)運(yùn)行啟動(dòng)影響分析

暨穗璘

【摘 要】本文基于筆者多年從事燃?xì)廨啓C(jī)運(yùn)行管理的相關(guān)工作經(jīng)驗(yàn)，以9F燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合啟動(dòng)運(yùn)行中的影響因素為研究對(duì)象，從幾個(gè)方面進(jìn)行了分析探討，全文是筆者長(zhǎng)期工作實(shí)踐基礎(chǔ)上的理論升華，相信對(duì)從事相關(guān)工作的同行有著重要的參考價(jià)值和借鑒意義。

【關(guān)鍵詞】單軸聯(lián)合循環(huán) 燃?xì)廨啓C(jī) 影響 運(yùn)行 啟動(dòng)

【中圖分類號(hào)】TM611.31【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A【文章編號(hào)】1672-5158（2013）02-0415-01

目前，燃?xì)廨啓C(jī)機(jī)組在我國(guó)電力企業(yè)所占比重正在逐步提升，而引進(jìn)機(jī)組的容量也在相應(yīng)增大。燃?xì)廨啓C(jī)機(jī)組與火電燃煤機(jī)組相比具有無(wú)可比擬的調(diào)峰優(yōu)勢(shì)，在基本負(fù)荷工況下，穩(wěn)定運(yùn)行的燃?xì)廨啓C(jī)效率最高，但由于受天然氣供給不足以及電網(wǎng)負(fù)荷的影響，機(jī)組啟、停頻繁，可利用小時(shí)較少。某發(fā)電廠#1燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)機(jī)組的配置型式為1臺(tái)燃機(jī)+1臺(tái)汽機(jī)+1臺(tái)發(fā)電機(jī)+l臺(tái)余熱鍋爐。燃?xì)庖徽羝?lián)合循環(huán)機(jī)組軸系設(shè)備由美國(guó)GE公司制造，型號(hào)為PG9351。

機(jī)組在6年多的時(shí)間內(nèi)啟動(dòng)都達(dá)到了數(shù)百次，經(jīng)過(guò)不斷摸索，對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)在不同季節(jié)的運(yùn)行特性和啟停規(guī)律有了一定的了解。希望通過(guò)對(duì)影響啟動(dòng)成、敗因素的總結(jié)，找到影響燃?xì)廨啓C(jī)啟動(dòng)及運(yùn)行的主要原因和解決方案，以不斷完善機(jī)組運(yùn)行，從而在更安全的前提下充分挖掘機(jī)組的經(jīng)濟(jì)潛力，延長(zhǎng)機(jī)組使用壽命，更好地為電網(wǎng)服務(wù)。

1 燃機(jī)本體的檢查和消缺

1.1 R0葉片和燃機(jī)本體燃燒器的檢查

對(duì)燃燒器和壓氣機(jī)的檢查PG9351的燃燒器和壓氣機(jī)葉片的工作時(shí)間都有嚴(yán)格的規(guī)定，在一定的周期內(nèi)要進(jìn)行檢查和更換，即使發(fā)電任務(wù)比較緊，也必須將機(jī)組停下來(lái)進(jìn)行以上工作以保證設(shè)備的安全。壓氣機(jī)R0級(jí)葉片長(zhǎng)期工作在真空、高速、大流量的環(huán)境中，葉片容易受到空氣中夾帶的雜質(zhì)和水分的侵蝕，長(zhǎng)此以往，葉片的進(jìn)氣邊會(huì)產(chǎn)生腐蝕并發(fā)展為裂紋。為此，GE公司將傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)型R0級(jí)葉片替換為葉根處帶有P形切口的葉片，以提高葉片對(duì)這種惡劣環(huán)境的適應(yīng)性。根據(jù)最近幾年P(guān)—CUT葉片的使用情況來(lái)看，在P形切口的位置產(chǎn)生高應(yīng)力并發(fā)展成裂紋，在多個(gè)燃機(jī)電廠發(fā)現(xiàn)，并出現(xiàn)事故。GE公司逐步認(rèn)識(shí)到P—CUT存在一定的設(shè)計(jì)缺陷，因此，需要對(duì)P—CUT的R0級(jí)葉片進(jìn)行更換，更換為原來(lái)的標(biāo)準(zhǔn)型設(shè)計(jì)，隨后GE公司推出壓氣機(jī)P4升級(jí)包改造，徹底消除在R0上的設(shè)計(jì)缺陷。GE公司對(duì)未進(jìn)行升級(jí)包改造的機(jī)組進(jìn)行定期的UT（超聲波探傷）檢查，一般定位150次啟動(dòng)或運(yùn)行2000小時(shí)以內(nèi)。

對(duì)于調(diào)峰機(jī)組而言，由于低負(fù)荷及點(diǎn)火時(shí)間的增多，燃燒器工作條件惡化，使用壽命縮短，對(duì)應(yīng)的更換周期也就縮短了。由于以上原因，在適當(dāng)?shù)耐C(jī)以后，要相應(yīng)地增加對(duì)燃燒器和熱通道部分的孔探工作。燃機(jī)在運(yùn)行中應(yīng)著重注意排氣溫度異?；蚺艢鉁夭町惓Ｇ闆r，應(yīng)加強(qiáng)檢查分析。若出現(xiàn)異常情況，在排除排氣熱電偶故障的因素后，應(yīng)當(dāng)立即檢查燃燒器是否受損，內(nèi)窺鏡檢查出現(xiàn)排氣熱電偶異常所對(duì)應(yīng)的燃燒器和其相鄰的4-5個(gè)燃燒器的健康狀況。某發(fā)電廠就曾出現(xiàn)過(guò)上述情況，因妥善分析和檢查，及時(shí)安排更換受損的燃燒器部件，重新進(jìn)行燃燒調(diào)整，機(jī)組在重新啟動(dòng)過(guò)程中參數(shù)恢復(fù)正常，避免事故擴(kuò)大化，為安全生產(chǎn)起到保障作用。

對(duì)上述工作的檢查需在軸系靜止的狀態(tài)下進(jìn)行（即停運(yùn)盤車），對(duì)于PG9351機(jī)組為單軸聯(lián)合循環(huán)機(jī)組，燃?xì)廨啓C(jī)與汽輪機(jī)共軸，停用盤車時(shí)汽輪機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)要同時(shí)滿足盤車停用條件，但由于汽輪機(jī)冷卻時(shí)間較長(zhǎng)（需5天時(shí)間），導(dǎo)致葉片檢查需要更多時(shí)間，因此，機(jī)組的可利用率下降。在日常生產(chǎn)和維護(hù)中，擬定機(jī)組停運(yùn)和檢修計(jì)劃顯得尤為重要，在電網(wǎng)允許的條件下，安排正常的消缺和檢查工作，對(duì)機(jī)組的正常運(yùn)行提高可利用率起到關(guān)鍵的作用。

1.2 天然氣供應(yīng)及調(diào)節(jié)系統(tǒng)消缺

以天然氣為燃料的機(jī)組，不可避免地存在天然氣輸送途中的泄漏和其他影響，而燃?xì)廨啓C(jī)對(duì)天然氣入口品質(zhì)、參數(shù)的要求很高，因此，穩(wěn)定的天然氣供應(yīng)及調(diào)節(jié)系統(tǒng)也成為燃?xì)廨啓C(jī)運(yùn)行、啟動(dòng)能否正常的關(guān)鍵。

在天然氣管線上設(shè)置了調(diào)壓裝置，和大多數(shù)電廠一樣，調(diào)壓裝置往往布置在室外，管線調(diào)壓裝置在冬季的防凍就顯得尤為重要。冬季燃?xì)廨啓C(jī)啟動(dòng)時(shí)，由于天然氣壓力波動(dòng)引起的機(jī)組啟動(dòng)失敗，其大都是由于防凍措施不到位、調(diào)壓裝置工作失常造成的。在分析原因之后，對(duì)調(diào)壓裝置加裝了伴熱設(shè)施，在極端惡劣天氣條件下，管線調(diào)壓裝置對(duì)天然氣參數(shù)的維持滿足了燃機(jī)進(jìn)口需求。

天然氣不會(huì)發(fā)生大規(guī)模泄漏，但令人頭痛的是燃料模塊和燃?xì)廨啓C(jī)罩殼內(nèi)的泄漏。為了防止燃料在燃燒器內(nèi)的積存，機(jī)組進(jìn)入啟動(dòng)程序后，燃?xì)廨啓C(jī)先執(zhí)行高盤吹掃程序，隨后點(diǎn)火，避免產(chǎn)生爆燃。燃料模塊內(nèi)燃料的控制閥在多次啟、停和燃燒調(diào)整之后，閥體的嚴(yán)密性不可避免地會(huì)有所下降，這種泄漏發(fā)生在管道內(nèi)，筆者將其稱為內(nèi)漏現(xiàn)象，需更換閥門才能解決。

2 啟動(dòng)過(guò)程中的影響

2.1 振動(dòng)問題

PG9351是單軸機(jī)組，軸系長(zhǎng)，影響整個(gè)軸系振動(dòng)的因素非常多，某發(fā)電廠機(jī)組振動(dòng)總體水平不錯(cuò)，但在啟動(dòng)和加負(fù)荷過(guò)程中，#l瓦和#3振動(dòng)較大并有突竄現(xiàn)象。通過(guò)研究，GE公司的技術(shù)通告并分析相關(guān)數(shù)據(jù)后得出結(jié)論：燃?xì)廨啓C(jī)運(yùn)行時(shí)，由于燃?xì)廨啓C(jī)罩殼內(nèi)的溫度升高導(dǎo)致了燃?xì)廨啓C(jī)#l瓦楔向支撐的縱向延長(zhǎng)，#1瓦中心線抬高，從而容易發(fā)生油膜渦動(dòng)；半倍頻振幅的增加導(dǎo)致了通頻振動(dòng)數(shù)據(jù)的整體抬高。利用停機(jī)對(duì)火焰筒聯(lián)焰管、天然氣及抽氣管道法蘭泄漏進(jìn)行了消缺，在燃機(jī)抽氣冷卻空氣管路發(fā)現(xiàn)管道外露點(diǎn)，造成燃機(jī)罩殼溫度升高，#1瓦支撐形變，對(duì)漏點(diǎn)消除并對(duì)管道法蘭進(jìn)行熱緊。在隨后的啟動(dòng)工作中，解決了運(yùn)行中#1瓦中心線抬高的問題，振動(dòng)已恢復(fù)正常。#3瓦振動(dòng)通過(guò)重新調(diào)整靠背輪中心，并通過(guò)計(jì)算重新加裝平衡塊配重，基本解決了#3瓦振動(dòng)大的問題。

2.2 燃料供給閥門的動(dòng)作

PG9351燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器結(jié)構(gòu)是值班燃料噴嘴擴(kuò)散燃燒方式，主燃料噴嘴預(yù)混燃燒方式。燃機(jī)帶上負(fù)荷并向上加負(fù)荷過(guò)程中，按照機(jī)組帶負(fù)荷的狀態(tài)和溫控曲線，燃燒模式由原來(lái)的PPM（先到預(yù)混）切換至PM（預(yù)混）。在卻換過(guò)程中易出現(xiàn)PM4清吹閥關(guān)閉不上或不到位的情況，機(jī)組在這時(shí)會(huì)出現(xiàn)“閥門錯(cuò)誤”的報(bào)警。機(jī)組保護(hù)動(dòng)作，并跳機(jī)。還有就是燃料控制閥法蘭易發(fā)生天然氣泄漏，導(dǎo)致9A＼9B＼9C報(bào)警，導(dǎo)致安全保護(hù)動(dòng)作，機(jī)組跳閘或停止啟動(dòng)。所以，在停機(jī)后應(yīng)不定期對(duì)燃料模塊主要閥門進(jìn)行檢查和定期試驗(yàn)動(dòng)作，保證閥門開度和行程一致。檢測(cè)開關(guān)時(shí)間，定期檢查閥門泄漏情況，定期進(jìn)行閥門泄漏試驗(yàn)動(dòng)作。如果發(fā)現(xiàn)，閥門動(dòng)作與控制邏輯有出入或出現(xiàn)異常，應(yīng)立即檢查執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)力氣源和液壓油，更換必要的備件。

2.3 啟動(dòng)中的控制和調(diào)節(jié)

燃?xì)廨啓C(jī)啟動(dòng)速度很快，而蒸汽輪機(jī)需要有一定的暖機(jī)時(shí)間，汽輪機(jī)進(jìn)汽時(shí)，進(jìn)汽溫度應(yīng)與汽缸金屬溫度相匹配，同時(shí)注意控制汽缸熱應(yīng)力。隨著燃?xì)廨啓C(jī)排氣溫度的上升，汽輪機(jī)入口處的溫度也在逐步上升，在一定的負(fù)荷工況內(nèi)（由相應(yīng)機(jī)組余熱鍋爐性能決定）減溫水量會(huì)增加，要注意維持蒸汽過(guò)熱度，汽溫的過(guò)高或過(guò)低都會(huì)使機(jī)組保護(hù)動(dòng)作，從而影響啟動(dòng)的進(jìn)行。

3 結(jié)束語(yǔ)

影響燃?xì)廨啓C(jī)運(yùn)行、啟動(dòng)的因素很多，如靜態(tài)變頻控制器、勵(lì)磁系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)等方面的原因。某些元件或設(shè)備的故障最終都會(huì)導(dǎo)致啟動(dòng)無(wú)法進(jìn)行或失敗，本文只對(duì)常見的因素進(jìn)行了探討。隨著對(duì)GE的9F機(jī)組認(rèn)識(shí)的不斷加深，通過(guò)運(yùn)行和檢修人員的不斷努力，會(huì)將這些因素的影響降至最低程度。

參考文獻(xiàn)

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