熱電公司燃機(jī)燃燒室隔熱瓦脫落分析

唐恒達(dá)

摘 要：燃機(jī)因機(jī)動(dòng)性能好且有極強(qiáng)的調(diào)峰能力在現(xiàn)代社會(huì)中扮演著重要角色，隨著我國經(jīng)濟(jì)實(shí)力的日益增強(qiáng)，燃機(jī)在各行業(yè)中被廣泛應(yīng)用，正是因?yàn)閼?yīng)用的廣泛性，燃機(jī)在運(yùn)行過程中出現(xiàn)事故的原因也很多，本文簡要介紹燃機(jī)燃燒室隔熱瓦脫落導(dǎo)致機(jī)組跳閘，并結(jié)合某燃機(jī)電廠在實(shí)際處理過程中的技術(shù)調(diào)整和經(jīng)驗(yàn)總結(jié)進(jìn)行分析介紹。

關(guān)鍵詞：燃燒室隔熱瓦;事故原因;問題措施

1 引言

燃?xì)廨啓C(jī)作為新型的動(dòng)力設(shè)備，具有結(jié)構(gòu)緊湊、運(yùn)行平穩(wěn)、安全可靠、可以快速啟動(dòng)并帶動(dòng)負(fù)載，具有較高的熱效率等優(yōu)點(diǎn)，日益受到人們的重視，應(yīng)用范圍也越來越廣。燃?xì)廨啓C(jī)在航空航天、航海和路上交通等領(lǐng)域占有越來越重要的地位，由于燃機(jī)有較高的熱效率和較小的污染物排放，在發(fā)電和能源部門也日益成為原動(dòng)機(jī)的主流產(chǎn)品，它們一旦出現(xiàn)故障或發(fā)生事故就會(huì)給生產(chǎn)經(jīng)營帶來嚴(yán)重的影響。因此維護(hù)燃?xì)廨啓C(jī)在正常狀態(tài)下運(yùn)行，避免或及時(shí)處理燃?xì)廨啓C(jī)運(yùn)行故障越來越重要。

2 事件描述

機(jī)組處于“二拖一”方式運(yùn)行。#1燃機(jī)負(fù)荷248MW，#2燃機(jī)負(fù)荷248MW，#3汽機(jī)負(fù)荷208MW，機(jī)組總負(fù)荷705MW。熱網(wǎng)供水流量2700t/h，溫度100℃，機(jī)組各運(yùn)行參數(shù)正常。

#1燃機(jī)#1瓦振動(dòng)大保護(hù)動(dòng)作跳閘，機(jī)組總負(fù)荷降至458MW。關(guān)#1燃機(jī)直通調(diào)壓撬進(jìn)、出口手動(dòng)門，關(guān)備用調(diào)壓單元至#1燃機(jī)手動(dòng)門，停運(yùn)#1余熱鍋爐脫硝系統(tǒng)及#1余熱鍋爐煙氣熱網(wǎng)循環(huán)泵。

3 初步原因分析

3.1 調(diào)取#1燃機(jī)各瓦瓦振曲線，如下圖：

#1燃機(jī)各瓦瓦振曲線

根據(jù)曲線可以看出：21：10：44.112 #1瓦振動(dòng)測點(diǎn)1已超過測量量程的20mm/s，測點(diǎn)2達(dá)到17.8mm/s，均超過14.7mm/s跳機(jī)保護(hù)值，觸發(fā)瓦振二取二保護(hù)，動(dòng)作跳閘。#1燃機(jī)在惰走過程中，21：11：20過第一臨界轉(zhuǎn)速時(shí)#1瓦振動(dòng)再次超過20mm/s，比以往歷次停機(jī)惰走過程中的振動(dòng)值明顯增大（一般在5～6mm/s）。21：12：20過第二臨界轉(zhuǎn)速時(shí)#1瓦振動(dòng)9.2mm/s，比以往停機(jī)惰走過程中的振動(dòng)值仍明顯增大（一般在4.3～5.3mm/s）。

3.2 調(diào)取#1燃機(jī)燃燒室振動(dòng)加速度曲線，根據(jù)燃燒室振動(dòng)加速度曲線可以看出：21：10：43.639，#1燃機(jī)燃燒室振動(dòng)加速度測點(diǎn)1達(dá)到5.957g，測點(diǎn)2達(dá)到6.048g。振動(dòng)加速度達(dá)2g時(shí)，如IGV開度95%以上，甩6MW負(fù)荷后，延時(shí)19s跳機(jī);振動(dòng)加速度達(dá)2.5g時(shí)，甩6MW負(fù)荷后，延時(shí)19s跳機(jī);振動(dòng)加速度達(dá)3g時(shí)，甩15MW負(fù)荷，延時(shí)13s跳機(jī);振動(dòng)加速度達(dá)8g時(shí)立即跳機(jī)。

3.3 初步結(jié)論：

根據(jù)上述曲線綜合分析，可以確定熱工各儀表指示正確、保護(hù)動(dòng)作正常，本次跳閘事件由燃機(jī)本體設(shè)備故障引起。

#1燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)組跳閘后，該熱電公司及時(shí)將機(jī)組運(yùn)行工況數(shù)據(jù)和上述曲線傳給燃機(jī)技術(shù)外方;同時(shí)燃機(jī)技術(shù)外方服務(wù)工程師團(tuán)隊(duì)通過遠(yuǎn)程調(diào)取相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行診斷，初步分析為燃機(jī)本體故障。

4 檢查處理

從#1余熱鍋爐0米人孔進(jìn)入燃機(jī)排氣擴(kuò)散段，檢查排排氣擴(kuò)散段內(nèi)保溫情況時(shí)，發(fā)現(xiàn)余熱鍋爐內(nèi)0米爐膛底部有較多金屬碎顆粒，同時(shí)發(fā)現(xiàn)燃機(jī)末級葉片有多處損傷痕跡。

同時(shí)檢查燃機(jī)壓氣機(jī)首級葉片，未見異常。

會(huì)同燃機(jī)制造廠、燃機(jī)技術(shù)外方長協(xié)服務(wù)工程師及保險(xiǎn)公司共同見證，開啟#1燃機(jī)燃燒室人孔對燃燒室進(jìn)行檢查，打開燃燒室上部人孔后檢查發(fā)現(xiàn)有碎裂的陶瓷瓦片脫落到透平第一級靜葉前，上部人孔附近有一隔熱陶瓷瓦塊脫落。

燃機(jī)技術(shù)外方公司派遣負(fù)責(zé)該熱電公司本次燃機(jī)修復(fù)工作的項(xiàng)目經(jīng)理及現(xiàn)場負(fù)責(zé)人到達(dá)現(xiàn)場，會(huì)議確定由燃機(jī)技術(shù)外方公司負(fù)責(zé)組織此次燃機(jī)揭缸、修復(fù)及事件原因分析，揭缸工作人員隨同專用工器具陸續(xù)到位。該公司開始組織拆除#1燃機(jī)透平保溫、罩殼。

完成#1燃機(jī)透平靜葉持環(huán)拆卸吊裝;直接目視觀察到了#1燃機(jī)透平動(dòng)、靜葉外觀情況。

5 最終原因分析

燃機(jī)技術(shù)外方認(rèn)為#1燃機(jī)事件的發(fā)展經(jīng)過是基本明確的，即：高溫?zé)煔鈴?1燃機(jī)燃燒室OT 17-3掛鉤位置的間隙侵入了OT 17陶瓷隔熱瓦下面，導(dǎo)致燃燒室外殼上的掛鉤槽氧化，掛鉤OT 17-1、OT 17-3、OT 18-2、OT 18-4局部過熱;OT 17-3因掛鉤及掛鉤端部過熱超過1000 OH失效、成為第一個(gè)脫落件，引起OT 17陶瓷隔熱瓦間隙進(jìn)一步增大，剩下的OT 17陶瓷隔熱瓦掛鉤載荷增加，然后OT 17-4掛鉤因疲勞或蠕變作用失效，剩下的OT 17陶瓷隔熱瓦掛鉤載荷繼續(xù)增加，進(jìn)而OT 17-1掛鉤因過載——緩慢“拉”斷失效，最終導(dǎo)致OT 17陶瓷隔熱瓦脫落;OT 17瓦塊脫落后堵塞在透平第一級靜葉流道前，透平第二級#14動(dòng)葉片受氣流激振作用、在85分鐘后因高周疲勞失效斷裂，導(dǎo)致#1燃機(jī)動(dòng)平衡失效，振動(dòng)超限保護(hù)動(dòng)作跳閘停運(yùn)。

聯(lián)合調(diào)查組各方一致認(rèn)為引起#1燃機(jī)本次事件的根本原因?yàn)槿紵姨沾筛魺嵬呙撀洹Ｒ虼?，?1燃機(jī)燃燒室陶瓷隔熱瓦脫落的原因分析成為#1燃機(jī)事件的調(diào)查核心。

6 防范措施

6.1 合理安排機(jī)組運(yùn)行方式，嚴(yán)格按規(guī)范組織策劃燃機(jī)的小修、中修、大修等計(jì)劃性檢修;

6.2 加強(qiáng)對燃機(jī)技術(shù)外方燃機(jī)技術(shù)和運(yùn)行參數(shù)的學(xué)習(xí)、分析、理解、掌握，精細(xì)化燃機(jī)運(yùn)行控制;

6.3 加強(qiáng)國內(nèi)燃機(jī)技術(shù)外方燃機(jī)用戶間的日常聯(lián)系、交流，積極參加燃機(jī)技術(shù)外方燃機(jī)用戶交流會(huì)、燃機(jī)年會(huì)等專題性會(huì)議，保持信息暢通、資料共享。

7 結(jié)束語

燃?xì)廨啓C(jī)故障診斷及處理技術(shù)對于燃?xì)廨啓C(jī)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性具有重要的意義，近幾十年來國內(nèi)外專家在這方面進(jìn)行了卓有成效的研究，已經(jīng)建立了一些燃?xì)廨啓C(jī)故障處理的診斷系統(tǒng)，但是燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)及智能控制診斷變化日新月異，涉及到諸多知識領(lǐng)域和理論知識，從而決定了燃?xì)廨啓C(jī)的故障診斷技術(shù)也是一個(gè)不斷更新、不斷變化的技術(shù)領(lǐng)域。

參考文獻(xiàn)

[1]焦樹建.燃?xì)廨啓C(jī)與燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)裝置[M]，中國電力出版社2007.8（2）