暨穗璘

【摘 要】本文基于筆者多年從事燃氣輪機運行管理的相關工作經驗，以9F燃氣輪機聯(lián)合啟動運行中的影響因素為研究對象，從幾個方面進行了分析探討，全文是筆者長期工作實踐基礎上的理論升華，相信對從事相關工作的同行有著重要的參考價值和借鑒意義。

【關鍵詞】單軸聯(lián)合循環(huán) 燃氣輪機 影響 運行 啟動

【中圖分類號】TM611.31【文獻標識碼】A【文章編號】1672-5158（2013）02-0415-01

目前，燃氣輪機機組在我國電力企業(yè)所占比重正在逐步提升，而引進機組的容量也在相應增大。燃氣輪機機組與火電燃煤機組相比具有無可比擬的調峰優(yōu)勢，在基本負荷工況下，穩(wěn)定運行的燃氣輪機效率最高，但由于受天然氣供給不足以及電網負荷的影響，機組啟、停頻繁，可利用小時較少。某發(fā)電廠#1燃氣蒸汽聯(lián)合循環(huán)機組的配置型式為1臺燃機+1臺汽機+1臺發(fā)電機+l臺余熱鍋爐。燃氣一蒸汽聯(lián)合循環(huán)機組軸系設備由美國GE公司制造，型號為PG9351。

機組在6年多的時間內啟動都達到了數(shù)百次，經過不斷摸索，對燃氣輪機在不同季節(jié)的運行特性和啟停規(guī)律有了一定的了解。希望通過對影響啟動成、敗因素的總結，找到影響燃氣輪機啟動及運行的主要原因和解決方案，以不斷完善機組運行，從而在更安全的前提下充分挖掘機組的經濟潛力，延長機組使用壽命，更好地為電網服務。

1 燃機本體的檢查和消缺

1.1 R0葉片和燃機本體燃燒器的檢查

對燃燒器和壓氣機的檢查PG9351的燃燒器和壓氣機葉片的工作時間都有嚴格的規(guī)定，在一定的周期內要進行檢查和更換，即使發(fā)電任務比較緊，也必須將機組停下來進行以上工作以保證設備的安全。壓氣機R0級葉片長期工作在真空、高速、大流量的環(huán)境中，葉片容易受到空氣中夾帶的雜質和水分的侵蝕，長此以往，葉片的進氣邊會產生腐蝕并發(fā)展為裂紋。為此，GE公司將傳統(tǒng)的標準型R0級葉片替換為葉根處帶有P形切口的葉片，以提高葉片對這種惡劣環(huán)境的適應性。根據最近幾年P—CUT葉片的使用情況來看，在P形切口的位置產生高應力并發(fā)展成裂紋，在多個燃機電廠發(fā)現(xiàn)，并出現(xiàn)事故。GE公司逐步認識到P—CUT存在一定的設計缺陷，因此，需要對P—CUT的R0級葉片進行更換，更換為原來的標準型設計，隨后GE公司推出壓氣機P4升級包改造，徹底消除在R0上的設計缺陷。GE公司對未進行升級包改造的機組進行定期的UT（超聲波探傷）檢查，一般定位150次啟動或運行2000小時以內。

對于調峰機組而言，由于低負荷及點火時間的增多，燃燒器工作條件惡化，使用壽命縮短，對應的更換周期也就縮短了。由于以上原因，在適當?shù)耐C以后，要相應地增加對燃燒器和熱通道部分的孔探工作。燃機在運行中應著重注意排氣溫度異?；蚺艢鉁夭町惓Ｇ闆r，應加強檢查分析。若出現(xiàn)異常情況，在排除排氣熱電偶故障的因素后，應當立即檢查燃燒器是否受損，內窺鏡檢查出現(xiàn)排氣熱電偶異常所對應的燃燒器和其相鄰的4-5個燃燒器的健康狀況。某發(fā)電廠就曾出現(xiàn)過上述情況，因妥善分析和檢查，及時安排更換受損的燃燒器部件，重新進行燃燒調整，機組在重新啟動過程中參數(shù)恢復正常，避免事故擴大化，為安全生產起到保障作用。

對上述工作的檢查需在軸系靜止的狀態(tài)下進行（即停運盤車），對于PG9351機組為單軸聯(lián)合循環(huán)機組，燃氣輪機與汽輪機共軸，停用盤車時汽輪機和燃氣輪機要同時滿足盤車停用條件，但由于汽輪機冷卻時間較長（需5天時間），導致葉片檢查需要更多時間，因此，機組的可利用率下降。在日常生產和維護中，擬定機組停運和檢修計劃顯得尤為重要，在電網允許的條件下，安排正常的消缺和檢查工作，對機組的正常運行提高可利用率起到關鍵的作用。

1.2 天然氣供應及調節(jié)系統(tǒng)消缺

以天然氣為燃料的機組，不可避免地存在天然氣輸送途中的泄漏和其他影響，而燃氣輪機對天然氣入口品質、參數(shù)的要求很高，因此，穩(wěn)定的天然氣供應及調節(jié)系統(tǒng)也成為燃氣輪機運行、啟動能否正常的關鍵。

在天然氣管線上設置了調壓裝置，和大多數(shù)電廠一樣，調壓裝置往往布置在室外，管線調壓裝置在冬季的防凍就顯得尤為重要。冬季燃氣輪機啟動時，由于天然氣壓力波動引起的機組啟動失敗，其大都是由于防凍措施不到位、調壓裝置工作失常造成的。在分析原因之后，對調壓裝置加裝了伴熱設施，在極端惡劣天氣條件下，管線調壓裝置對天然氣參數(shù)的維持滿足了燃機進口需求。

天然氣不會發(fā)生大規(guī)模泄漏，但令人頭痛的是燃料模塊和燃氣輪機罩殼內的泄漏。為了防止燃料在燃燒器內的積存，機組進入啟動程序后，燃氣輪機先執(zhí)行高盤吹掃程序，隨后點火，避免產生爆燃。燃料模塊內燃料的控制閥在多次啟、停和燃燒調整之后，閥體的嚴密性不可避免地會有所下降，這種泄漏發(fā)生在管道內，筆者將其稱為內漏現(xiàn)象，需更換閥門才能解決。

2 啟動過程中的影響

2.1 振動問題

PG9351是單軸機組，軸系長，影響整個軸系振動的因素非常多，某發(fā)電廠機組振動總體水平不錯，但在啟動和加負荷過程中，#l瓦和#3振動較大并有突竄現(xiàn)象。通過研究，GE公司的技術通告并分析相關數(shù)據后得出結論：燃氣輪機運行時，由于燃氣輪機罩殼內的溫度升高導致了燃氣輪機#l瓦楔向支撐的縱向延長，#1瓦中心線抬高，從而容易發(fā)生油膜渦動；半倍頻振幅的增加導致了通頻振動數(shù)據的整體抬高。利用停機對火焰筒聯(lián)焰管、天然氣及抽氣管道法蘭泄漏進行了消缺，在燃機抽氣冷卻空氣管路發(fā)現(xiàn)管道外露點，造成燃機罩殼溫度升高，#1瓦支撐形變，對漏點消除并對管道法蘭進行熱緊。在隨后的啟動工作中，解決了運行中#1瓦中心線抬高的問題，振動已恢復正常。#3瓦振動通過重新調整靠背輪中心，并通過計算重新加裝平衡塊配重，基本解決了#3瓦振動大的問題。

2.2 燃料供給閥門的動作

PG9351燃氣輪機燃燒器結構是值班燃料噴嘴擴散燃燒方式，主燃料噴嘴預混燃燒方式。燃機帶上負荷并向上加負荷過程中，按照機組帶負荷的狀態(tài)和溫控曲線，燃燒模式由原來的PPM（先到預混）切換至PM（預混）。在卻換過程中易出現(xiàn)PM4清吹閥關閉不上或不到位的情況，機組在這時會出現(xiàn)“閥門錯誤”的報警。機組保護動作，并跳機。還有就是燃料控制閥法蘭易發(fā)生天然氣泄漏，導致9A＼9B＼9C報警，導致安全保護動作，機組跳閘或停止啟動。所以，在停機后應不定期對燃料模塊主要閥門進行檢查和定期試驗動作，保證閥門開度和行程一致。檢測開關時間，定期檢查閥門泄漏情況，定期進行閥門泄漏試驗動作。如果發(fā)現(xiàn)，閥門動作與控制邏輯有出入或出現(xiàn)異常，應立即檢查執(zhí)行機構的動力氣源和液壓油，更換必要的備件。

2.3 啟動中的控制和調節(jié)

燃氣輪機啟動速度很快，而蒸汽輪機需要有一定的暖機時間，汽輪機進汽時，進汽溫度應與汽缸金屬溫度相匹配，同時注意控制汽缸熱應力。隨著燃氣輪機排氣溫度的上升，汽輪機入口處的溫度也在逐步上升，在一定的負荷工況內（由相應機組余熱鍋爐性能決定）減溫水量會增加，要注意維持蒸汽過熱度，汽溫的過高或過低都會使機組保護動作，從而影響啟動的進行。

3 結束語

影響燃氣輪機運行、啟動的因素很多，如靜態(tài)變頻控制器、勵磁系統(tǒng)、發(fā)電機等方面的原因。某些元件或設備的故障最終都會導致啟動無法進行或失敗，本文只對常見的因素進行了探討。隨著對GE的9F機組認識的不斷加深，通過運行和檢修人員的不斷努力，會將這些因素的影響降至最低程度。

參考文獻

[1] 鄒志鴻.影響燃氣輪機運行和啟動的幾個因素[J].華電技術，2010（3）.

[2] 王煥平，顧和生.淮南市某抽水站全調節(jié)泵改造[J].排灌機械，2002（1）.