三菱M701F4型燃機(jī)BPT偏差大的處理經(jīng)驗(yàn)介紹

摘要：三菱M701F4型燃?xì)廨啓C(jī)排氣監(jiān)測(cè)主要分為溫度檢測(cè)、壓力檢測(cè)、與可燃?xì)怏w含量檢測(cè)。燃機(jī)排氣溫度監(jiān)測(cè)是由 26 個(gè)熱電偶組成的，其中 20 個(gè)熱電偶用于監(jiān)測(cè)BPT（透平葉片通道）的煙氣溫度，6 個(gè)熱電偶用于監(jiān)測(cè)透平排氣系統(tǒng)下游排氣煙道的排氣溫度，在機(jī)組運(yùn)行時(shí)當(dāng)單個(gè) BPT（與平均葉片通道溫度之間）溫差超過(guò)聯(lián)鎖邏輯設(shè)定值時(shí)將激活報(bào)警，燃機(jī)將會(huì)自動(dòng)降負(fù)荷或按照正常停機(jī)步驟自動(dòng)停機(jī)。

關(guān)鍵詞： BPT偏差? 渦旋角度? 錐形濾網(wǎng)

0 引言

燃?xì)廨啓C(jī)具有啟停快，污染排放低等優(yōu)點(diǎn)，近幾年以來(lái)在國(guó)內(nèi)得到了廣泛應(yīng)用，燃機(jī)機(jī)組在投入運(yùn)行后由于諸多方面的原因，往往會(huì)陸續(xù)出現(xiàn)一些故障或缺陷，其中BPT（葉片通道溫度）偏差大這類故障會(huì)直接影響到機(jī)組的安全運(yùn)行。以下詳細(xì)分析介紹了幾起B(yǎng)PT偏差大的處理過(guò)程。

1 公司及機(jī)組概述

1.1公司介紹

某公司位于浙江省中西部，目前僅配置有一套 400MW 級(jí)、“F”系列高效單軸聯(lián)合循環(huán)機(jī)組，機(jī)組由一臺(tái)三菱 M701F4 燃?xì)廨啓C(jī)、一臺(tái)TC2F-35.4蒸汽輪機(jī)和一臺(tái)QFR-480-2-21.5型發(fā)電機(jī)組成，機(jī)組主要是針對(duì)用于基本負(fù)荷的長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行而設(shè)計(jì)的。主機(jī)的布置方式是燃機(jī)、汽機(jī)、發(fā)電機(jī)同軸布置，其中燃機(jī)安裝于罩殼內(nèi)，燃機(jī)燃料采用的是天然氣，在設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的條件下，聯(lián)合循環(huán)機(jī)組的總出力為 458.02MW。

1.2機(jī)組介紹

三菱M701F4型燃機(jī)主要是由帶有進(jìn)口可調(diào)導(dǎo)葉的17級(jí)高效軸流式壓氣機(jī)、20 只繞壓氣機(jī)軸線環(huán)形布置的分管燃燒器的燃燒室，以及4 級(jí)反動(dòng)式葉片的透平段組成，燃機(jī)的特點(diǎn)是高溫透平，其葉片裝有先進(jìn)的冷卻系統(tǒng)并涂有涂層，以改進(jìn)耐熱、耐腐蝕和機(jī)械磨損能力。燃機(jī)的輔助系統(tǒng)主要包括：進(jìn)氣系統(tǒng)，排氣系統(tǒng)，潤(rùn)滑油系統(tǒng)，控制油系統(tǒng)，壓氣機(jī)抽氣和透平冷卻空氣系統(tǒng)，消防系統(tǒng)，燃?xì)饪刂葡到y(tǒng)和燃?xì)廨啓C(jī)控制系統(tǒng)。

1.2.1燃燒器的壓力波動(dòng)監(jiān)測(cè)

燃機(jī)的燃燒器壓力波動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（CPFM）是由20個(gè)動(dòng)壓傳感器和4個(gè)加速度傳感器組成，傳感器可將壓力波動(dòng)信號(hào)傳入燃機(jī)控制系統(tǒng)。CPFM 設(shè)有三個(gè)等級(jí)的保護(hù)功能即：報(bào)警、runback和跳閘。壓力波動(dòng)頻率被分為幾個(gè)頻率帶，每個(gè)頻率帶設(shè)有各自的報(bào)警標(biāo)準(zhǔn)，機(jī)組在運(yùn)行時(shí)需要加強(qiáng)監(jiān)視各個(gè)參數(shù)。

1.2.2燃機(jī)的排氣監(jiān)測(cè)

燃機(jī)排氣系統(tǒng)作用是將燃機(jī)的排氣引入余熱鍋爐，燃機(jī)的排氣監(jiān)測(cè)主要分為溫度檢測(cè)、壓力檢測(cè)、與可燃?xì)怏w含量檢測(cè)。燃機(jī)排氣溫度監(jiān)測(cè)是由 26 個(gè)熱電偶組成，其中 20 個(gè)熱電偶用于監(jiān)測(cè)BPT透平葉片通道的煙氣溫度，6 個(gè)熱電偶用于監(jiān)測(cè)透平排氣系統(tǒng)下游排氣道的排氣溫度。20 個(gè)BPT熱電偶緊靠透平第四級(jí)動(dòng)葉下游安裝在排氣缸內(nèi)，位于高速氣流中的熱電偶，能更快對(duì)溫度的變化做出反應(yīng)，向燃機(jī)控制信號(hào)提供輸入信號(hào)，用于實(shí)現(xiàn)控制、報(bào)警和跳閘功能。溫度保護(hù)中設(shè)置當(dāng)葉片通道熱電偶或排氣熱電偶的平均溫度超過(guò)透平控制系統(tǒng)中溫控線并一直升高到設(shè)定值時(shí)燃機(jī)會(huì)報(bào)警、自動(dòng)停機(jī)或跳閘。

燃機(jī)排氣設(shè)有3只壓力開(kāi)關(guān)，這些壓力開(kāi)關(guān)安裝在排氣道內(nèi)，位于透平和余熱鍋爐之間，監(jiān)測(cè)燃機(jī)排氣壓力，三個(gè)開(kāi)關(guān)中的兩個(gè)開(kāi)關(guān)在壓力達(dá)到設(shè)定值的時(shí)候引起機(jī)組停機(jī)。排氣道內(nèi)還設(shè)有排氣壓力傳感器和壓力表，排氣壓力傳感器向燃機(jī)控制系統(tǒng)提供信號(hào)，用于監(jiān)測(cè)燃機(jī)排氣壓力并能在壓力值超過(guò)設(shè)定值時(shí)報(bào)警。

燃機(jī)排氣道內(nèi)設(shè)有可燃?xì)怏w探測(cè)器，用于監(jiān)測(cè)排氣道內(nèi)燃?xì)鉅顩r。在探測(cè)器和排氣道之間安裝有電磁三通閥，在停機(jī)期間燃?xì)馓綔y(cè)器吸入來(lái)自燃機(jī)排氣道的空氣以檢測(cè)其內(nèi)部是否有燃?xì)庑孤?在燃機(jī)運(yùn)行期間，其中一個(gè)連接打開(kāi)向大氣排放，因此探測(cè)器只能在燃機(jī)停機(jī)期間進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)檢測(cè)到燃?xì)庑孤r(shí)報(bào)警。

2 BPT偏差幾次異常的分析與處理

本公司機(jī)組自2014年投產(chǎn)以來(lái)在滿負(fù)荷運(yùn)行過(guò)程中先后兩次出現(xiàn)過(guò)#9與#16 BPT負(fù)偏差逐漸增大的情況，其中最大BPT負(fù)偏差接近報(bào)警值-30℃。此外還出現(xiàn)了一次機(jī)組降負(fù)荷過(guò)程中燃機(jī)帶75MW左右負(fù)荷時(shí)，#10BPT偏差變化趨勢(shì)大的報(bào)警情況。

2.1? BPT偏差理論分析

BPT 由燃機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)載決定，受到大氣溫度、大氣壓力、進(jìn)口和出口壓損、透平工況的影響。設(shè)置BPT的目的在于燃燒器工作于高溫區(qū)，難以直接監(jiān)測(cè)，若燃燒器發(fā)生損傷，BPT偏差就會(huì)發(fā)生變化，BPT出現(xiàn)偏差意味著透平入口的燃燒室溫度出現(xiàn)偏差，即透平入口每個(gè)葉片通道溫度與平均葉片通道溫度出現(xiàn)了偏差，測(cè)量 BPT 是估算透平入口溫度最有效的方法，可通過(guò)控制燃料流量以保證透平入口氣體溫度穩(wěn)定在允許的范圍內(nèi)。如果 BPT 溫度偏差大，透平葉片就會(huì)受到高熱應(yīng)力，當(dāng)單個(gè) BPT（與平均葉片通道溫度之間）溫差變化率超過(guò)聯(lián)鎖邏輯設(shè)定值時(shí)，激活報(bào)警，燃機(jī)按照正常停機(jī)步驟自動(dòng)停機(jī)。

2.2? BPT偏差可能的產(chǎn)生原因

燃機(jī)燃料經(jīng)過(guò)集管均勻分配給20個(gè)燃燒器，再分配到值班、主A、主B、頂環(huán)噴嘴。當(dāng)20個(gè)燃燒器的燃?xì)饣蚩諝饬髁糠峙洳痪鶗r(shí)，燃燒溫度產(chǎn)生偏差，從而引起B(yǎng)PT偏差。燃料側(cè)主要是噴嘴偏差、燃?xì)夤艿榔?、管道泄漏、堵塞等?？諝鈧?cè)主要有燃燒器偏差、旁路閥偏差、缸體偏差、燃燒器損傷等，由于制造加工精度、預(yù)制工藝的原因，這些偏差是肯定存在的，但是需要在允許范圍內(nèi)。此外還可能有熱電偶方面的問(wèn)題，如果發(fā)現(xiàn)熱電偶存在問(wèn)題，需要改變或調(diào)整熱電偶安裝的位置。

2.3 缺陷的具體處理經(jīng)過(guò)

當(dāng)機(jī)組滿負(fù)荷運(yùn)行發(fā)生#9與#16 BPT負(fù)偏差增大的情況后，檢修人員首先校驗(yàn)檢查了熱電偶經(jīng)確認(rèn)無(wú)異常后，隨后對(duì)燃?xì)夤苈凡糠种攸c(diǎn)是主噴嘴上的錐形濾網(wǎng)清潔度情況進(jìn)行了檢查，并結(jié)合機(jī)組負(fù)荷狀況考慮了渦旋角度。根據(jù)三菱機(jī)組渦旋角度規(guī)定，檢修人員在停機(jī)后重點(diǎn)拆卸檢查了#7和#14燃燒器燃料通道管路阻塞情況，發(fā)現(xiàn)其主噴嘴主A、主B燃料支路上的錐形濾網(wǎng)阻塞很嚴(yán)重，焊渣、鐵屑等雜物較多，阻塞了燃料正常流動(dòng)，從而引起#9和#16BPT負(fù)偏差增大。對(duì)于#10BPT在75MW負(fù)荷時(shí)出現(xiàn)變化趨勢(shì)大的報(bào)警，停機(jī)后根據(jù)旋轉(zhuǎn)角度規(guī)定，檢修人員重點(diǎn)檢查了#4、#5、#6燃燒器主噴嘴濾網(wǎng)，發(fā)現(xiàn)這3只噴嘴濾網(wǎng)阻塞現(xiàn)象均較突出。通過(guò)超聲波清洗機(jī)將這些濾網(wǎng)清洗干凈復(fù)裝后，機(jī)組運(yùn)行時(shí)BPT偏差均已恢復(fù)正常，故障現(xiàn)象得以排除。

3 總結(jié)及建議

（1）基建時(shí)期機(jī)組現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)要高度重視燃?xì)夤苈返那鍧嵍葐?wèn)題，管路的沖管工作要按照規(guī)程要求嚴(yán)格執(zhí)行，確保燃?xì)夤艿老到y(tǒng)的清潔度。

（2）保證燃機(jī)的進(jìn)氣品質(zhì)，天然氣調(diào)壓站、前置模塊過(guò)濾器的過(guò)濾效果應(yīng)良好，其濾芯需要定期更換，過(guò)濾器需要及時(shí)排污。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡(jiǎn)介：

趙景宇（1972），男，工程師，從事燃?xì)廨啓C(jī)設(shè)備的檢修維護(hù)管理工作