燃機(jī)煤氣環(huán)管臟污對(duì)燃燒系統(tǒng)影響及清洗工藝的分析

胡有福

（柳州市新和剛電力有限責(zé)任公司 廣西柳州市 545002）

燃機(jī)煤氣環(huán)管臟污對(duì)燃燒系統(tǒng)影響及清洗工藝的分析

胡有福

（柳州市新和剛電力有限責(zé)任公司 廣西柳州市 545002）

燃機(jī)煤氣環(huán)管臟污對(duì)燃燒系統(tǒng)具有破壞性的影響，直接關(guān)系到燃機(jī)的運(yùn)行安全，在本文中，筆者結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，深入分析了燃機(jī)煤氣環(huán)管臟污對(duì)燃燒系統(tǒng)的影響及清洗工藝，以供參考。

臟污；燃燒系統(tǒng)；清洗

1 前言

公司運(yùn)行的兩臺(tái)燃機(jī)（1#為PG5361P型，2#為PG6551B型），經(jīng)深圳南港公司設(shè)計(jì)改造后，均以燒焦?fàn)t煤氣為主，高壓煤氣母管引至氣體閥站，經(jīng)組合閥調(diào)節(jié)控制后送至輪機(jī)間煤氣環(huán)管，煤氣環(huán)管經(jīng)10支煤氣支管接入燃?xì)鈬娮?，送?0個(gè)火焰筒進(jìn)行燃燒。煤氣環(huán)管采用5寸不銹鋼管環(huán)形布置于壓氣機(jī)外殼處，支管采用硬管焊接法蘭連接（1#燃機(jī)）或不銹鋼軟管焊接法蘭連接（2#燃機(jī)），因輪機(jī)間空間狹窄，臟污后極難拆卸檢修清理，只能待機(jī)組大修時(shí)輪機(jī)間吊頂蓋方可進(jìn)行拆卸檢修清洗。

2 存在的問(wèn)題

煤氣環(huán)管大修清洗后，燃機(jī)持續(xù)運(yùn)行7、8個(gè)月時(shí)間時(shí)，檢查發(fā)現(xiàn)煤氣環(huán)管內(nèi)側(cè)壁焦化結(jié)垢物，雖環(huán)管底部加裝有排污罐，只能收集小部份焦垢物，環(huán)管底部，進(jìn)氣口對(duì)面?zhèn)龋鶛z查對(duì)比發(fā)現(xiàn)結(jié)焦垢較厚，臟污焦垢物積多時(shí)極易出現(xiàn)以下故障，制約運(yùn)行安全及運(yùn)行效益。

（1）環(huán)管臟污后，引起環(huán)管內(nèi)氣壓及流速，燃燒分散度數(shù)據(jù)異常，明顯存在高、低溫區(qū)，限制機(jī)組運(yùn)行負(fù)荷，極不經(jīng)濟(jì)。經(jīng)對(duì)比數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)高溫區(qū)出現(xiàn)在環(huán)管的進(jìn)氣口側(cè)，而低溫區(qū)出現(xiàn)在環(huán)管底部或進(jìn)氣口對(duì)面?zhèn)任恢?，與環(huán)管臟污堵塞處位置基本對(duì)應(yīng)。

（2）環(huán)管臟污阻流時(shí)，造成經(jīng)10支煤氣支管進(jìn)入燃燒室氣量不均勻，相鄰燃燒室燃燒過(guò)程存在壓差，引起高溫火焰長(zhǎng)期串燃在聯(lián)焰管處，直接燒壞聯(lián)焰管、火焰筒等熱通道部件（1#燃機(jī)發(fā)現(xiàn)多起聯(lián)焰管、火焰筒燒損故障）。

（3）環(huán)管臟污，冷態(tài)啟機(jī)后，在切氣運(yùn)行時(shí)，松脫的塊粒狀焦垢物極易堵塞噴嘴總成的旋流器氣孔；同樣，臟污狀態(tài)長(zhǎng)期運(yùn)行時(shí)，帶入的焦化物粘在噴嘴總成的燃?xì)馔ǖ纼?nèi)壁處，停機(jī)后處于該處的焦化物易流掛固化封堵燃?xì)馔ǖ罋饪?。啟機(jī)切氣運(yùn)行時(shí)，因某個(gè)噴嘴堵塞嚴(yán)重，造成單點(diǎn)溫度超低，分散度數(shù)值偏大，很低負(fù)荷即達(dá)分散度允許值，機(jī)組無(wú)法提升負(fù)荷。

（4）因燃燒分散度偏高，說(shuō)明引入一噴、一動(dòng)的高溫燃?xì)鉁囟炔痪鶆?，?yán)重影響熱通道部件運(yùn)行壽命及運(yùn)行安全，當(dāng)監(jiān)測(cè)分散度數(shù)據(jù)超過(guò)允許值、及其它燃燒故障條件檢測(cè)到、機(jī)組將以燃燒故障啟動(dòng)遮斷跳停保護(hù)程序，跳停機(jī)組。

（5）環(huán)管臟污周期與機(jī)組大修周期不同，環(huán)管臟污一般在運(yùn)行8個(gè)月后就存在，而機(jī)組大修時(shí)間間隔一般為2.5年，機(jī)組一個(gè)大修周期內(nèi)約有2/3時(shí)間是在臟污狀態(tài)下運(yùn)行，因此，需考慮平時(shí)的小修周期內(nèi)如何進(jìn)行環(huán)管臟污物檢查及清理。

3 處理措施

機(jī)組小修狀態(tài)，環(huán)管整體拆卸清理實(shí)施開(kāi)展不了，因而考慮隔離環(huán)管進(jìn)行化學(xué)溶液循環(huán)沖洗，具體管路隔離及聯(lián)接見(jiàn)圖1。

（1）化學(xué)清洗液選擇固立脫，按1：10稀釋配液；

（2）清洗工藝流程：

①機(jī)組停機(jī)自然冷機(jī)10h后，對(duì)環(huán)管氮?dú)馇宕祾吒蓛?，待拆支管?/p>

②拆卸下10支煤氣支管（拆前做好安裝位置及序號(hào)標(biāo)記），對(duì)環(huán)管進(jìn)氣口法蘭進(jìn)行堵板安裝，在進(jìn)、回水小法蘭處對(duì)環(huán)管進(jìn)行堵板隔離。

③按圖管線示意圖安裝清洗泵、排污管、加熱器等設(shè)備，并進(jìn)行氣密性檢查，尤其是在輪機(jī)間處法蘭接口，軟管接頭處不能存在泄漏。

④清洗過(guò)程：先引熱水啟泵對(duì)環(huán)管進(jìn)行加熱，加入自來(lái)水控制水溫在60℃以下，熱水在環(huán)管內(nèi)循環(huán)以使整個(gè)金屬環(huán)管升溫至50℃——開(kāi)啟底部排污閥排掉沖刷脫落的塊狀焦垢物——排干凈后，關(guān)閉底部排污閥，重新加入熱水及化學(xué)溶劑，按大于（1：10）比例配液——化學(xué)溶液循環(huán)溶解清洗約36h，其間每循環(huán)4h停1h，對(duì)溫度控制在60℃左右，采取補(bǔ)充熱水及開(kāi)加熱器措施，當(dāng)發(fā)現(xiàn)溶液臟污物濃度較高時(shí)可從底部排污水并收集處理，另行加注熱水及固立脫溶劑——清洗36h后，停泵，對(duì)環(huán)管內(nèi)污水收集處理，完成后加注清水進(jìn)行循環(huán)，同時(shí)稍開(kāi)底部排污閥排污水，循環(huán)至水清為止，清洗結(jié)束。

⑤拆管及人工清除：清洗結(jié)束，從底部排污閥排盡清水后，先拆上部堵板，人工引清洗機(jī)水對(duì)環(huán)管內(nèi)壁進(jìn)行沖刷水沖洗（水壓0.3～0.4MPa），清除粘附的殘留焦塊物。

⑥清水沖洗干凈后，拆環(huán)管上的進(jìn)氣堵板、隔離堵板，更換新的金屬墊子重新回裝好，操作氮?dú)鈱?duì)環(huán)管清吹5次。

⑦外觀檢查好，回裝清洗后的煤氣支管，注意對(duì)環(huán)管側(cè)的金屬墊子放正安裝；對(duì)噴嘴總成重新回裝好。

4 環(huán)管清洗聯(lián)接示意圖（如圖1）

圖1 環(huán)管清洗聯(lián)接示意圖

5 環(huán)管清洗后效果

公司兩臺(tái)燃機(jī)在2015年度相繼開(kāi)展了環(huán)管清洗檢修施工，在1#燃機(jī)環(huán)管清洗中（8月27日），發(fā)現(xiàn)環(huán)管底部相對(duì)較臟，整個(gè)環(huán)管通徑底部焦化沉淀物堵塞約1/3。1#燃機(jī)燃燒分散度在清洗完后，整個(gè)低溫區(qū)有較好改善，較好的控制燃燒分散度，負(fù)荷提升不受影響；對(duì)于2#燃機(jī)，清洗時(shí)環(huán)管臟污程度相對(duì)較輕，清洗后相對(duì)低溫區(qū)雖有所改善，但因存在局部的高、低溫區(qū)（原因不明，待查），在某個(gè)負(fù)荷節(jié)點(diǎn)較快拉升分散度，嚴(yán)重制約負(fù)荷的提升。

在相近運(yùn)行環(huán)境、相同負(fù)荷條件下對(duì)1#燃機(jī)燃燒工況進(jìn)行數(shù)據(jù)對(duì)比：

清洗后燃燒分散度數(shù)據(jù)：15.1MW，分散度19.7（如圖2）。

清洗前燃燒分散度數(shù)據(jù)：14.9MW，分散度41.6（如圖3）。

6 改進(jìn)措施

通過(guò)此次環(huán)管清洗，1#燃機(jī)燃燒分散度得以較好解決，2#燃機(jī)因存在其它未明原因影響，存在局部高、低溫點(diǎn)，分散度處于高位；總結(jié)此次施工清洗實(shí)情，待改進(jìn)措施有以下幾點(diǎn)：

（1）對(duì)2#燃機(jī)需多個(gè)部位檢查，如噴嘴總成、煤氣支管、聯(lián)焰管等開(kāi)展詳查，找出局部高、低溫點(diǎn)的原因，盡快解決分散度偏高問(wèn)題。

（2）兩臺(tái)燃機(jī)環(huán)管建議一年實(shí)施化學(xué)清洗一次，相關(guān)的材料附件清洗整理入庫(kù)備用。

（3）對(duì)于彎頭過(guò)多的煤氣支管擇機(jī)改造，降低氣流阻力及焦化物結(jié)垢量；針對(duì)底部焦垢物運(yùn)行在線收集罐，進(jìn)氣口過(guò)小，易堵塞影響運(yùn)行狀態(tài)收集效果，擇機(jī)改用1寸管（現(xiàn)1/2寸），增加在線運(yùn)行收集量。

圖2 清洗后燃燒分散度數(shù)據(jù)

（4）建議在環(huán)管底部安裝一組法蘭，使一段約700mm長(zhǎng)的環(huán)管變?yōu)榭刹鹗剑瑫r(shí)間短的檢修可拆開(kāi)進(jìn)行物理清理。

圖3 清洗前燃燒分散度數(shù)據(jù)

[1]徐綱，房愛(ài)兵，雷宇，俞鑌，劉慶國(guó)，聶超群，黃偉光.燃?xì)廨啓C(jī)中熱值合成氣燃燒室改造技術(shù)——現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試與考核[J].工程熱物理學(xué)報(bào)，2007（06）.

[2]劉聰.不同進(jìn)氣環(huán)境下微型燃?xì)廨啓C(jī)燃燒及污染物排放特性研究[D].中國(guó)礦業(yè)大學(xué)，2015.

TK17

A

1004-7344（2016）07-0236-02

2016-2-9

胡有福（1974-），助理工程師，中專(zhuān)，從事燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電廠運(yùn)行、檢修技術(shù)管理工作。