M701F3型聯(lián)合循環(huán)機(jī)組啟動(dòng)后無(wú)法點(diǎn)火分析

馮寧

摘要：文章分析了M701F3型燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)機(jī)組無(wú)法點(diǎn)火原因及處置方法，著重梳理該型號(hào)燃?xì)廨啓C(jī)點(diǎn)火流程及相關(guān)邏輯，并分析無(wú)法點(diǎn)火時(shí)機(jī)組狀態(tài)、風(fēng)險(xiǎn)及建議。

關(guān)鍵詞：燃?xì)廨啓C(jī);中間油壓;點(diǎn)火

中圖分類號(hào)：TM611.31? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-957X（2020）21-0116-02

0? 引言

350MW級(jí)、單軸燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)機(jī)組以天然氣為燃料，日啟停調(diào)峰運(yùn)行，燃?xì)廨啓C(jī)采用三菱重工/東方電氣集團(tuán)公司聯(lián)合制造的M701F重型燃?xì)廨啓C(jī)，設(shè)計(jì)功率270MW;汽輪機(jī)采用三菱重工/東方電氣集團(tuán)公司聯(lián)合制造的TC2F-30型汽輪機(jī)，設(shè)計(jì)功率129.8MW。近期，2號(hào)機(jī)組啟動(dòng)過(guò)程中，相繼出現(xiàn)多次燃?xì)廨啓C(jī)無(wú)法點(diǎn)火現(xiàn)象。文章著重梳理該型燃?xì)廨啓C(jī)的點(diǎn)火邏輯，并對(duì)機(jī)組無(wú)法點(diǎn)火現(xiàn)象進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析。

1? 無(wú)法點(diǎn)火現(xiàn)象

3月，2號(hào)機(jī)組啟動(dòng)時(shí)，相繼出現(xiàn)3次燃?xì)廨啓C(jī)無(wú)法點(diǎn)火現(xiàn)象，TCS系統(tǒng)均報(bào)事故油中間油壓低告警。11日，2號(hào)機(jī)組冷態(tài)啟動(dòng)，掛閘后事故油中間油壓3.7MPa，無(wú)法點(diǎn)火，機(jī)組被迫停運(yùn)排查故障。3月16日、17日，2號(hào)機(jī)組啟機(jī)過(guò)程中，再次出現(xiàn)控制油中間油壓低于4MPa，無(wú)法點(diǎn)火現(xiàn)象，持續(xù)幾分鐘后，油壓恢復(fù)正常。

2號(hào)機(jī)組無(wú)法點(diǎn)火的直接原因?yàn)椋狐c(diǎn)火前事故油中間油壓低。造成事故油中間油壓低有AST電磁閥不嚴(yán)或卡澀，中間油節(jié)流孔圈或取樣管異物堵塞等原因。

3月11日，解體2號(hào)機(jī)組控制油危機(jī)遮斷模塊1號(hào)電磁閥組，檢查發(fā)現(xiàn)節(jié)流螺塞有生料帶堵塞部分節(jié)流孔，生料帶疑為儀表或壓力開(kāi)關(guān)拆解維護(hù)時(shí)掉入油管路，清理后起泵試驗(yàn)，油壓恢復(fù)正常。

3月17日、18日，再次對(duì)2號(hào)機(jī)組控制油危機(jī)遮斷模塊進(jìn)行檢查，未發(fā)現(xiàn)明顯異常，初步懷疑16日、17日啟機(jī)過(guò)程中，事故油中間油壓力短時(shí)低的原因?yàn)殡姶砰y組中電磁閥或滑閥關(guān)閉不到位，導(dǎo)致油壓建立緩慢。

下文重新梳理M701F3型燃?xì)廨啓C(jī)的點(diǎn)火邏輯，分析無(wú)法點(diǎn)火時(shí)的機(jī)組狀態(tài)及風(fēng)險(xiǎn)建議。

2? 機(jī)組清吹結(jié)束至點(diǎn)火成功的流程及邏輯

2.1 機(jī)組清吹結(jié)束至點(diǎn)火成功的正常流程

機(jī)組啟動(dòng)清吹550s后，TCS發(fā)出降速至點(diǎn)火轉(zhuǎn)速點(diǎn)火的申請(qǐng)“GT PURGING OFF”，SFC開(kāi)始拖動(dòng)機(jī)組降速至設(shè)定的點(diǎn)火轉(zhuǎn)速。點(diǎn)火轉(zhuǎn)速為大氣溫度的函數(shù)，目的在于修正點(diǎn)火時(shí)大氣溫度對(duì)空氣質(zhì)量流量的影響，防止點(diǎn)火不成功，氣溫越高點(diǎn)火轉(zhuǎn)速越高，反之亦然。大氣溫度20℃對(duì)應(yīng)的點(diǎn)火轉(zhuǎn)速為580r/min。轉(zhuǎn)速降至點(diǎn)火轉(zhuǎn)速后，滿足條件觸發(fā)“GT FUEL RQ”信號(hào)，點(diǎn)火器上電打火，AST電磁閥帶電，建立控制油保安油壓，此時(shí)燃料排空閥關(guān)閉，關(guān)斷閥打開(kāi)，汽輪機(jī)中、低壓主蒸汽閥均全開(kāi)。發(fā)出“FUEL ON”信號(hào)，表示燃料開(kāi)始投入，準(zhǔn)備進(jìn)入燃?xì)廨啓C(jī)點(diǎn)火。檢查滿足點(diǎn)火條件后，觸發(fā)“GT GAS ON”之后機(jī)組以CSO14.5%（預(yù)設(shè)的點(diǎn)火燃料量）的燃料流量按照預(yù)設(shè)值去打開(kāi)主燃料和值班燃料PCV及FCV。當(dāng)位于18號(hào)、19號(hào)燃燒器上的4個(gè)火檢探頭均檢查到火焰后，點(diǎn)火成功，點(diǎn)火器停止打火，自動(dòng)退出點(diǎn)火器。此時(shí)燃?xì)廨啓C(jī)運(yùn)行在“FUEL LIMIT”控制方式下，按預(yù)設(shè)升速率升速。2號(hào)機(jī)組正常啟動(dòng)時(shí)的點(diǎn)火事件動(dòng)作過(guò)程如表1所示。

2.2 具體點(diǎn)火邏輯及分析

2.2.1 GT FUEL RQ（與）邏輯

①非高盤(pán)模式;②MASTER ON;③燃?xì)廨啓C(jī)轉(zhuǎn)速大于點(diǎn)火轉(zhuǎn)速（500r/min）;④SFC運(yùn)行中;⑤以下條件為與后，延時(shí)10s：1）非高盤(pán)模式;2）無(wú)火檢信號(hào);3）SFC在最低速保持信號(hào);4）汽輪機(jī)冷卻蒸汽條件滿足或低壓主蒸汽電動(dòng)門(mén)已開(kāi)且壓力>0.3MPa。

其中汽輪機(jī)冷卻蒸汽條件滿足信號(hào)，由DCS邏輯判斷送出，具體如下（與）：（a）輔汽供低壓缸冷卻蒸汽電動(dòng)門(mén)已開(kāi);（b）低壓缸冷卻蒸汽壓力調(diào)閥投自動(dòng);（c）低壓缸冷卻蒸汽減溫水調(diào)閥投自動(dòng);（d）低壓缸冷卻蒸汽壓力>0.2 MPa;（e）低壓缸冷卻蒸汽溫度>160℃。

分析：根據(jù)上述邏輯可知，當(dāng)需要人為干預(yù)延遲點(diǎn)火時(shí)，只需在降速開(kāi)始時(shí)，人為將汽輪機(jī)冷卻蒸汽條件滿足破壞（可通過(guò)將低壓缸冷卻蒸汽壓力調(diào)閥或減溫水調(diào)閥切手動(dòng)等）即可。此時(shí)機(jī)組尚未掛閘，點(diǎn)火器亦未上電打火。機(jī)組將定速在點(diǎn)火轉(zhuǎn)速，等待點(diǎn)火條件滿足。

2.2.2 GT IGNITER RUN，由點(diǎn)火器的AUTO RUN RQ觸發(fā)（與）邏輯

①EMERGENCY OIL（GAS）SV REQUEST;②未到RTDSPD（燃?xì)廨啓C(jī)轉(zhuǎn)速> 2940r/min）;③無(wú)FLONT（GAS ON延時(shí)10s）。其中EMERGENCY OIL（GAS）SV REQUEST（與）：1）GT FUEL REQUEST;2）GAS REQUEST（此條件任何時(shí)間都為1）;3）燃料放散閥開(kāi)正常。

分析：EMERGENCY OIL（GAS）SV REQUEST條件滿足后，將使4個(gè)AST電磁閥上電，即建立保安油壓。

2.2.3 GT GAS ON（與）邏輯

①M(fèi)ASTER ON;②EMERGENCY OIL（GAS）SV REQUEST;③事故油中間油壓不低;④事故油中間油壓不高;⑤燃料關(guān)斷閥已打開(kāi);⑥燃料放散閥已關(guān)閉。

分析：GT GAS ON與GT FUEL ON（FLON）為同一信號(hào)，條件滿足后使“GT FIRE”置“1”，此時(shí)CSO變?yōu)?4.5%，對(duì)應(yīng)開(kāi)啟主燃料、值班燃料的PCV及FCV。

2號(hào)機(jī)組出現(xiàn)的幾次中間油壓低現(xiàn)象，使得GT GAS ON不滿足，無(wú)法打開(kāi)主燃料、值班燃料的PCV及FCV。但應(yīng)注意此時(shí)機(jī)組已掛閘，點(diǎn)火器已上電打火。

2.2.4 GT GASONT邏輯

與“GT FLONT”相同，為“GT GAS ON”置“1”后，延時(shí)10s觸發(fā)。

分析：FLONT在GT GAS ON置“1”后，延時(shí)10s的目的是等待4個(gè)火檢探頭檢測(cè)是否著火。即燃料投入10s內(nèi)，4個(gè)火檢應(yīng)檢測(cè)到火焰，否則相應(yīng)的FLAME18（A）、（B），F(xiàn)LAME19（A）、（B）報(bào)火焰異常告警。若燃料投入10s后，F(xiàn)LAME18（A）、（B）均未檢測(cè)到火焰或者FLAME19（A）、（B）均未檢測(cè)到火焰，會(huì)觸發(fā)GT TRIP，機(jī)組跳閘。

2.2.5 GT IGNITER STOP邏輯

由IGNITER AUTO STOP RQ觸發(fā)，是AUTO RUN RQ觸發(fā)。FLONT置“1”后，AUTO RUN RQ條件不滿足置“0”，觸發(fā)點(diǎn)火器停止打火。

分析：點(diǎn)火器在燃料投入10s后，不論是否已點(diǎn)著火都將停止打火。

3? 無(wú)法點(diǎn)火時(shí)機(jī)組狀態(tài)

以3月11日2號(hào)機(jī)組冷態(tài)啟動(dòng)為例。當(dāng)日07時(shí)07分，事故油中間油壓低告警，延時(shí)1min來(lái)壓力超時(shí)告警。由上述的正常事件過(guò)程可知，此時(shí)機(jī)組狀態(tài)為AST電磁閥已上電，機(jī)組掛閘，RSV、LPSV、燃料關(guān)斷閥已打開(kāi)，燃料放散閥已關(guān)閉，點(diǎn)火槍已上電打火中。因事故油中間油壓低，造成“GT GAS ON”信號(hào)不滿足，主燃料、值班燃料PSV、FSV無(wú)法打開(kāi)。此時(shí)燃?xì)廨啓C(jī)一直維持點(diǎn)火轉(zhuǎn)速，等待點(diǎn)火條件。

4? 風(fēng)險(xiǎn)分析

機(jī)組啟動(dòng)過(guò)程中，因中間油壓低無(wú)法點(diǎn)火，持續(xù)保持在此種狀態(tài)，有以下幾點(diǎn)風(fēng)險(xiǎn)：①正常情況下點(diǎn)火器打火在20s內(nèi)，但此時(shí)點(diǎn)火器一直處于通電打火狀態(tài)，直到進(jìn)天然氣為止，時(shí)間過(guò)長(zhǎng)易對(duì)點(diǎn)火器造成損傷;②此時(shí)事故油已建壓，燃料關(guān)斷閥已打開(kāi)，且點(diǎn)火器處于正常打火狀態(tài)，一旦主、值班燃料閥不嚴(yán)天然氣漏入，有爆燃熄火可能，對(duì)燃燒部件有較大沖擊;③此時(shí)RSV、LPSV已打開(kāi)，機(jī)組在580r/min左右長(zhǎng)時(shí)間保持，熱態(tài)啟動(dòng)時(shí)爐側(cè)過(guò)冷蒸汽容易凝結(jié)，汽輪機(jī)及其管道有水擊風(fēng)險(xiǎn)。

5? 結(jié)語(yǔ)

M701F型聯(lián)合循環(huán)機(jī)組啟動(dòng)中，因事故油中間油壓低無(wú)法點(diǎn)火時(shí)，鑒于運(yùn)行人員可采取措施有限，且機(jī)組長(zhǎng)時(shí)間保持在低轉(zhuǎn)速運(yùn)行，有較大安全隱患。故運(yùn)行人員應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況及時(shí)申請(qǐng)停機(jī)處理，并按中調(diào)要求啟動(dòng)其他備用機(jī)組。后續(xù)在控制油系統(tǒng)檢修的技術(shù)措施及管理措施上，應(yīng)加強(qiáng)防范及改進(jìn)，避免事件再次發(fā)生。

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