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摘要：燃氣輪機在運行中經(jīng)常會出現(xiàn)燃燒故障，不僅制約了燃氣輪機的使用，甚至影響了工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展。本文以南方某廠9E燃氣輪機燃燒事故為例，對引起事故的主要因素進行了分析，并且有針對性地提出了解決對策，對提高燃氣輪機運行維護質(zhì)量，確保其科學合理應用，具有一定的參考價值。

關(guān)鍵詞：燃氣輪機；燃燒故障；應對分析

引言

南方某廠有2臺S109E型聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組，在某日開機過程中巡檢發(fā)現(xiàn)：3號燃機出現(xiàn)了燃燒事故，有黑煙不斷涌出，隨即運行人員手拍5E按鈕停機。通過檢修人員的詳細查看，發(fā)現(xiàn)有2個火焰筒和1個連接段已經(jīng)全部燒壞，剩下的幾個火焰筒和連接段，在進行了認真的修復以后還能夠再繼續(xù)用一段時間。該9E燃機的燃燒故障導致設(shè)備損壞，不僅給電力企業(yè)造成了一定的經(jīng)濟損失，而且由于設(shè)備搶修需要一定時間，也影響了電網(wǎng)供電可靠性。筆者試就本次9E燃機燃燒故障發(fā)生的原因進行分析，針對不同情況提出幾點應對措施。

1燃氣輪機燃燒故障的概況

某日，某廠3號9E燃機按兩部制調(diào)峰方式熱態(tài)開機（詳見圖1），當3號機負荷帶至80 MW時，排煙分散度TTXSP1：26.7 ℃；負荷升至100 MW時，TTXSP1也升至38.3 ℃，隨后，運行發(fā)現(xiàn)在當前負荷下，TTXSP1有緩慢上升趨勢，半小時內(nèi)升至50 ℃，于是采取降負荷措施，負荷降至85 MW，TTXSP1降至40℃，之后保持在這種狀態(tài)下運行，10分鐘后，突然發(fā)現(xiàn)有黑煙冒出來，隨即停止3號機運行。

通過全面檢查，發(fā)現(xiàn)3號燃機毀損：一是2個火焰筒被燒壞，有1個已經(jīng)燒穿，管體形狀發(fā)生了改變。二是有一個火焰筒燒損的比較嚴重，根部已經(jīng)燒溶，密封處已經(jīng)失去了裙環(huán)，而且絕大部分已經(jīng)變成了黑色，燒溶的地方完全堵住了筒體。三是除了其余的連接段出現(xiàn)了輕微的斑點和斑垢，有1個連接段已經(jīng)全部燒穿，而且燒損嚴重的連接段對應的幾個靜葉凹口處的外表出現(xiàn)了黑煙，有1個還粘上了很多燒溶的金屬碎渣。四是其余的設(shè)施完好無損，基本能夠維持正常運轉(zhuǎn)。

2燃氣輪機發(fā)生燃燒事故的主要影響因素

一般情況下，燃氣輪機運行中，燃料分配、空氣冷卻、葉片污垢、焓降性能、氣體滲漏等因素都會直接影響負荷。因此，雖然火焰筒和連接段出現(xiàn)了部分過熱，但如果并未對流場布局造成很大影響，沒有被完全燒損溶透，燃燒監(jiān)測不會受太大影響。而且燃氣輪機在運轉(zhuǎn)過程中，火焰筒也能夠通過自身的氣膜結(jié)構(gòu)對溫度比較高的燃氣進行阻隔?；鹧嫱脖旧斫Y(jié)構(gòu)非常合理，呈幾何狀，冷卻性能很好，會對外表的溫度進行保護，但是由于連接段表面的冷卻作用不是很突出，里面流經(jīng)的是燃氣輪機初溫，需要承受的溫度比較高，所以經(jīng)常會發(fā)生燒穿的現(xiàn)象。另一方面，燃氣輪機中的燃油一般都有較高的金屬成分，充分燃燒能夠形成一定的結(jié)晶摩擦管道，由于連接段處溫度經(jīng)常較高，摩擦損壞的相對來說也較重，一旦被過熱穿透，內(nèi)壓增大，溫度較高的燃氣就會嚴重的燒損火焰筒。而且連接段由于已經(jīng)嚴重磨損，冷卻空氣瞬間增多，就會直接影響燃氣輪機內(nèi)的空氣分配質(zhì)量。

因此，即使燃氣輪機自身的管道分開燃氣回流結(jié)構(gòu)具有很多優(yōu)勢，但是燃燒部件一旦出現(xiàn)微弱的差異，時間一長就會造成局部設(shè)施發(fā)生毀損，而且很多時候都是出現(xiàn)在連接段燃氣通過的彎曲處。所以，3號燃機在出現(xiàn)燃燒故障之前，部分原件已經(jīng)發(fā)生了磨損，由于運行時間比較長，檢修維護又不及時，如果發(fā)生穿透情況就會出現(xiàn)燃氣輪機的燃燒故障。

3燃燒監(jiān)測設(shè)施存在的質(zhì)量問題

從上述分析可以看出，燃氣輪機的監(jiān)測保護設(shè)施有一定的安全隱患。在燃氣輪機使用中，一旦燃燒原件出現(xiàn)與設(shè)計安裝不一致的問題，監(jiān)測保護裝置就應該發(fā)揮安全預警、動作保護功能，及時切斷燃料，然而監(jiān)測保護設(shè)施沒有發(fā)出報警信號，一般就出現(xiàn)了以下幾種因素。

一是溫度分散保護一般是監(jiān)測設(shè)施的計算依據(jù)，以此判斷燃氣輪機原件的溫度變化程度，理論上雖然沒有問題，可是在燃氣輪機作業(yè)的時候，監(jiān)測保護裝置往往對燃燒設(shè)備的保護無法有效完成，其主要因素就是對溫差情況無法準確地分析。即使排煙的溫差控制在了標準范疇，但是局部的初始溫度卻并非如此，所以在對溫度、燃燒的常規(guī)判斷中，不能單純依據(jù)排煙的溫差指數(shù)來分析。

二是燃氣進入的時候往往有非常大的流量，溫度和壓力等情況不能充分地反饋燃氣輪機的運行狀態(tài)，也不能完整地分析排氣口的溫差變化。雖然一般取的是均值，但是也只有燃氣輪機正常運轉(zhuǎn)的時候，才能夠保證進出口情況的一致性。

三是監(jiān)測保護裝置在定值設(shè)計上不科學，比如，正常情況下，溫度保護一般是68℃，但實際卻并非如此，溫度高于33℃的可能性不是很大，而監(jiān)測保護系數(shù)往往是基于常規(guī)基數(shù)再升高111℃，穩(wěn)定運行以后按照固定速率降低到規(guī)定值，可是保護溫度一旦出現(xiàn)了運行質(zhì)量問題一般不會超過44℃，所以導致監(jiān)測保護裝置的作用無法有效發(fā)揮。

4防止燃氣輪機出現(xiàn)燃燒事故的應對措施

4.1 確保燃料正常輸送。

一是燃氣輸送的雙螺桿泵表面涂層容易出現(xiàn)剝落的碎片，經(jīng)常使閥門或者噴嘴發(fā)生堵塞情況，阻礙燃氣的流通，因此要經(jīng)常進行檢查，確保燃氣輸送效果。二是部分設(shè)施由于發(fā)生磨損，會造成燃氣流量分配不合理，出現(xiàn)燃燒事故，因此要在燃氣輪機水洗的時候，及時對測速齒輪部件的間隙和緊固程度進行檢測。三是燃氣噴嘴進口處一般都安裝看單向閥門，避免在清洗管線的時候燃氣流到管道內(nèi)部，而對流量影響至關(guān)重要的就是閥門的啟閉壓力，所以要定期做好校驗，確保在單向閥門中的啟閉壓力能夠均衡一致，同時要定期監(jiān)測壓力系數(shù)，防止燃氣和霧化的氣體在易燃噴嘴內(nèi)部流通，導致燃氣流量的差異直接制約燃氣噴嘴功能的發(fā)揮。

4.2 及時對設(shè)備運行進行日常檢修。

主要有三種日常檢查辦法。一是直觀肉眼查看，比如，可以在水洗燃氣輪機的養(yǎng)護期，拆開1組對角的燃氣噴嘴，直接用肉眼查看火焰筒、連接段等原件設(shè)施是否出現(xiàn)了質(zhì)量問題，以便及時修復。二是儀器設(shè)施檢測。利用孔窺儀等儀器設(shè)施，對肉眼無法查看出來的燃氣輪機運行中燃氣流通環(huán)節(jié)存在的隱患進行檢查。三是對監(jiān)測保護裝置進行常規(guī)檢修，防止保護動作出現(xiàn)時常，發(fā)生燃燒故障。

5結(jié)束語

很多9E型燃機，在使用的時候，雖然燃燒結(jié)構(gòu)是管道分開的回流形式，有許多優(yōu)越性，然而由于受到設(shè)備安裝、燃燒應用等諸多因素的影響，經(jīng)常會出現(xiàn)一些熱量的差異，時間一長就會發(fā)生燃燒設(shè)備的局部損毀，從而引起燃燒故障。因此，在對燃氣輪機的日常檢查和維護中，要加強技術(shù)管理，并做好數(shù)據(jù)信息的記錄和研究，確保燃氣輪機正常運轉(zhuǎn)，有效地杜絕安全生產(chǎn)事故的發(fā)生。

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