9E型燃?xì)廨啓C(jī)安裝調(diào)試技術(shù)探討

彭沖

（中電建湖北電力建設(shè)有限公司，湖北 武漢 430038）

某國(guó)Nandipur工程建設(shè)規(guī)模為1套425MW級(jí)燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組；這套聯(lián)合循環(huán)機(jī)組由3臺(tái)PG9171E型燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)、3臺(tái)余熱鍋爐和1臺(tái)汽輪發(fā)電機(jī)構(gòu)成；1臺(tái)燃?xì)廨啓C(jī)排出的煙氣經(jīng)旁路煙道進(jìn)入1臺(tái)余熱鍋爐；3臺(tái)余熱鍋爐產(chǎn)生的蒸汽單元進(jìn)入汽機(jī)廠房后匯入母管進(jìn)入1臺(tái)汽輪機(jī)作功。其中3臺(tái)燃機(jī)功率分別為95.4MW(環(huán)境溫度30℃，HSFO重油基本工況),鍋爐與汽輪機(jī)機(jī)組整體分配功率大約138.9MW。

1 存在問(wèn)題及現(xiàn)狀

本項(xiàng)目燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組主要由輔機(jī)（Auxiliary）,燃機(jī)（壓氣機(jī)Compressor、燃燒室Combustion chamber、透平Turbine），發(fā)電機(jī)(Generator)三大部分組成。其中，輔機(jī)主要是油系統(tǒng)（軸承潤(rùn)滑油、控制液壓油、發(fā)電機(jī)頂軸油）、相關(guān)的啟動(dòng)裝置（含盤(pán)車(chē)電機(jī)，啟動(dòng)馬達(dá)和液力變扭器）和輔助系統(tǒng)（燃油泵、霧化空氣壓氣機(jī)等）組成；燃機(jī)室由壓氣機(jī)：對(duì)進(jìn)氣增壓；燃燒室：通過(guò)對(duì)壓氣機(jī)的壓縮空氣燃燒加熱，增加工質(zhì)作功；透平：通過(guò)膨脹作功，熱能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能；發(fā)電機(jī)：并網(wǎng)發(fā)電，并通過(guò)主變壓器輸送到132kV升壓站至全國(guó)電網(wǎng)。該項(xiàng)目因巴國(guó)政府換屆等政治原因被一度擱置。因燃機(jī)放置現(xiàn)場(chǎng)達(dá)4年之久，露天風(fēng)吹雨淋，又未進(jìn)行整體盤(pán)動(dòng)等措施，加之燃機(jī)為燃燒重油為原料，導(dǎo)致在安裝和調(diào)試、并網(wǎng)發(fā)電過(guò)程中，發(fā)生了一系列問(wèn)題和缺陷，后在我方的努力下，基本解決了各類(lèi)問(wèn)題并完成了燃機(jī)整套啟動(dòng)并網(wǎng)工作。

2 探討解決方案

2．1 燃機(jī)油循環(huán)

燃機(jī)油循環(huán)是燃機(jī)啟動(dòng)點(diǎn)火前的一項(xiàng)重要工作，主要任務(wù)是保證燃機(jī)主油箱和各類(lèi)油管道清潔并達(dá)到GE公司要求的NAS等級(jí)。主要包括潤(rùn)滑油、液壓油、頂軸油循環(huán)，與汽輪機(jī)油系統(tǒng)不同，燃機(jī)所有油均為VG32透平油，并都取自于輔機(jī)底部油箱。液壓油和頂軸油循環(huán)與潤(rùn)滑油系統(tǒng)類(lèi)似，按GE公司的要求，潤(rùn)滑油系統(tǒng)需達(dá)到8級(jí)，液壓油和頂軸油需達(dá)到5級(jí)，同時(shí)含水率小于100ppm。油循環(huán)過(guò)程中采取的措施主要是斷開(kāi)各軸承進(jìn)油口，并在回油口處加盲板隔離，啟動(dòng)潤(rùn)滑油泵并增加臨時(shí)板式濾油機(jī)24小時(shí)不間斷沖洗過(guò)濾循環(huán)，期間應(yīng)停泵清理主油箱若干次。每臺(tái)燃機(jī)油循環(huán)時(shí)間大約20天左右，取樣合格，達(dá)到了GE的要求。

2．2 CO2噴放試驗(yàn)失敗

作為燃機(jī)啟動(dòng)前的重點(diǎn)系統(tǒng)，CO2滅火系統(tǒng)需要在罩殼內(nèi)完成完全噴放試驗(yàn)（full discharge test）,以檢驗(yàn)罩殼內(nèi)CO2氣體的濃度(見(jiàn)圖1CO2氣體管道在燃機(jī)罩殼內(nèi)的分布)，并同步檢驗(yàn)罩殼的嚴(yán)密性，CO2系統(tǒng)的完整性。2013年5月1日12:00啟動(dòng)開(kāi)始噴放，并記錄罩殼內(nèi)濃度數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)各區(qū)間濃度不合格。濃度不到標(biāo)準(zhǔn)值的一半，試驗(yàn)完成后我方立即組織人員檢查系統(tǒng)。發(fā)現(xiàn)末端噴嘴處有少量水溢出，經(jīng)研究找到了原因。原來(lái)CO2管道系統(tǒng)安裝完成后按GE的手冊(cè)要求，管道需要做水壓試驗(yàn)，試驗(yàn)壓力等于設(shè)計(jì)壓力1.5倍=70bar×1.5=105bar，因水壓試驗(yàn)后并未對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行徹底吹掃，管道系統(tǒng)中存在一定數(shù)量的液體水。當(dāng)CO2噴放試驗(yàn)時(shí)，CO2氣體從氣瓶中噴出來(lái)，此反應(yīng)為氣化反應(yīng)，反應(yīng)過(guò)程大量吸熱，導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)和管道中溫度驟降，觀察氣瓶和管道外壁均有“凝霜”現(xiàn)象，而管道內(nèi)部因存在殘留的水而結(jié)冰，堵塞了管道，后續(xù)氣體不能通過(guò)，試驗(yàn)失敗。二次試驗(yàn)前我方組織人對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行了壓縮空氣吹掃，吹干殘留的水分。后試驗(yàn)一次成功，解決了該問(wèn)題。

圖1 CO2氣體管道在燃機(jī)罩殼內(nèi)的分布

2．3 燃機(jī)霧化空氣溫度高

某日在點(diǎn)火啟動(dòng)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，點(diǎn)火后約5分鐘，準(zhǔn)備并網(wǎng)時(shí)候燃機(jī)跳機(jī)，Mark IV上顯示原因是霧化空氣溫度高。因?yàn)殪F化空氣取自壓氣機(jī)內(nèi)部并經(jīng)霧化空氣壓氣機(jī)壓縮之后在點(diǎn)火噴嘴處與燃油混合，起到了霧化燃油使之燃燒更充分的作用。壓氣本身溫度較高，故系統(tǒng)需要冷卻水降溫，冷卻水系統(tǒng)中有自動(dòng)調(diào)節(jié)溫控閥VTR2-1。該閥設(shè)定值為107±2℃，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)，因項(xiàng)目停工太久，導(dǎo)致該閥門(mén)溫度控制器失效，無(wú)法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)功能。后手動(dòng)調(diào)節(jié)該閥門(mén)至正常，解決該問(wèn)題。

2．4 燃油泵出口旁路門(mén)故障導(dǎo)致點(diǎn)火失敗

某日3#燃機(jī)在啟動(dòng)點(diǎn)火時(shí)發(fā)現(xiàn)，無(wú)論如何努力，總是點(diǎn)火失敗，Mark IV顯示點(diǎn)火流量大，因點(diǎn)火油量主要由主燃油泵出口旁路門(mén)控制，于是開(kāi)啟該閥門(mén)至最大值，仍點(diǎn)火失敗。查就地后發(fā)現(xiàn)，主油泵出口旁路門(mén)（VC3）閥桿斷裂，失去調(diào)節(jié)作用。后現(xiàn)場(chǎng)拆卸該閥門(mén)，采用加工閥桿并焊接的方式重新裝回閥門(mén)，并調(diào)節(jié)行程，再次點(diǎn)火成功。

2．5 重油溫度低無(wú)法投用

南迪普項(xiàng)目燃機(jī)設(shè)計(jì)燃料為輕、重油兩種，一般點(diǎn)火啟動(dòng)并網(wǎng)，至20MW負(fù)荷使用輕油，之后逐步切換至重油。因重油黏度較大，冷態(tài)情況下基本無(wú)法流動(dòng)，故全場(chǎng)重油輸送管道均設(shè)計(jì)了伴熱管道，按GE要求送進(jìn)燃燒室內(nèi)的重油溫度必須控制在115～121℃，溫度區(qū)間極小。這就要求在投重油前，先啟動(dòng)重油前置模塊（供油泵），采取一邊循環(huán)一邊加熱，直至滿(mǎn)足GE要求的溫度區(qū)間。某日系統(tǒng)點(diǎn)火并網(wǎng)一切正常，輕油帶負(fù)荷的同時(shí)，運(yùn)行也啟動(dòng)了重油系統(tǒng)并投了加熱，但加熱半小時(shí)后檢查輕重油切換三通閥（FV358）前溫度始終只有40℃，遠(yuǎn)低于要求的溫度，檢查系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)，重油加熱器內(nèi)蒸汽溫度已到200℃，加熱器出口重油溫度也有150℃，后分析原因，可能是重油過(guò)濾模塊內(nèi)重油溫度較低，造成重油系統(tǒng)無(wú)法循環(huán)流動(dòng)，故現(xiàn)有加熱只是局部加熱。后調(diào)整方法，打開(kāi)重油過(guò)濾模塊排空門(mén)排放，增加系統(tǒng)流動(dòng)速度，溫度逐步回升，并最終達(dá)到115℃，圓滿(mǎn)解決該問(wèn)題。

2．6 燃機(jī)初次啟動(dòng)振動(dòng)大

3#燃機(jī)首次點(diǎn)火沖轉(zhuǎn)時(shí)發(fā)現(xiàn)，Max Vib軸承振動(dòng)較大，尤其時(shí)負(fù)荷間3#軸承，并有連續(xù)不穩(wěn)定的趨勢(shì)，最大時(shí)達(dá)到8～9mm/s，瀕臨警報(bào)值12.7mm/s，對(duì)安裝單位來(lái)說(shuō)，轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械的振動(dòng)和溫度時(shí)衡量安裝好壞的重要指標(biāo)。半小時(shí)后，振動(dòng)恢復(fù)正常，并網(wǎng)后振動(dòng)維持在3～4mm/s。后分析原因，燃機(jī)不同于汽輪機(jī)，因燃燒室內(nèi)最高溫度達(dá)1200℃，設(shè)備受熱之后急劇膨脹，所以輔機(jī)-燃機(jī)，燃機(jī)-發(fā)電機(jī)聯(lián)軸器都是偏心聯(lián)接，燃機(jī)整體朝輔機(jī)膨脹，相應(yīng)燃機(jī)底部前后分別安裝有膨脹點(diǎn)和固定點(diǎn)。燃機(jī)首次膨脹受阻、不均勻膨脹都會(huì)導(dǎo)致劇烈振動(dòng)。應(yīng)就地檢查膨脹情況，特殊時(shí)應(yīng)調(diào)整固定和膨脹點(diǎn)，使燃機(jī)自由膨脹后，振動(dòng)自然恢復(fù)正常。

2．7 IGV角度與轉(zhuǎn)速故障

某日2#燃機(jī)在點(diǎn)火沖轉(zhuǎn)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到1256r/min時(shí)，系統(tǒng)跳閘并發(fā)出故障，IGV angel trouble角度故障。經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)，IGV角度與轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速成一定比例關(guān)系，正常條件下當(dāng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)速上升時(shí)IGV角度會(huì)自動(dòng)調(diào)節(jié)并增大，以滿(mǎn)足一定的進(jìn)氣要求。但Mark Iv上顯示IGV角度已經(jīng)上升，就地檢查發(fā)現(xiàn)，實(shí)際IGV角度并未增加，但液壓油系統(tǒng)完好，IGV執(zhí)行器也無(wú)故障。后經(jīng)繼續(xù)檢查發(fā)現(xiàn)IGV執(zhí)行器90TV-1上電磁閥線(xiàn)圈燒毀，導(dǎo)致液壓油系統(tǒng)無(wú)法正?？刂疲琁GV角度無(wú)法調(diào)節(jié)，更換該線(xiàn)圈后解決該問(wèn)題。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)不段的分析實(shí)踐并總結(jié)，圓滿(mǎn)解決了該9E型燃機(jī)安裝和調(diào)試過(guò)程中出現(xiàn)的各種問(wèn)題，最終實(shí)現(xiàn)了燃機(jī)并網(wǎng)發(fā)電及可靠性運(yùn)行。