【摘要】關(guān)于GE 6FA分軸燃?xì)? 蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組，在采用兩班制調(diào)峰運(yùn)行，啟動(dòng)頻繁情況下，保證機(jī)組一次啟動(dòng)成功率，以及避免在運(yùn)行中跳閘等事故發(fā)生，根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)在可靠性方面所進(jìn)行的探索。

【關(guān)鍵詞】燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán);啟動(dòng)成功;可靠性;水浴爐;排氣分散度

引言

大唐國(guó)際江山新城熱電工程位于浙江省江山市蓮華山工業(yè)園區(qū)，一期工程2×120MW天然氣—蒸汽聯(lián)合循環(huán)機(jī)組。機(jī)組控制系統(tǒng)為MarK VIe操作系統(tǒng)，所有操作均由MarK VIe操作系統(tǒng)來(lái)完成。整套機(jī)組采用分軸聯(lián)合循環(huán)方式，一套聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組由一臺(tái)燃?xì)廨啓C(jī)、一臺(tái)蒸汽輪機(jī)、兩臺(tái)發(fā)電機(jī)和一臺(tái)余熱鍋爐及相關(guān)設(shè)備組成。1號(hào)、2號(hào)機(jī)組均在2013年05月15日順利通過(guò)96小時(shí)滿負(fù)荷試運(yùn)。

做為浙江省搶建調(diào)峰發(fā)電機(jī)組項(xiàng)目，目前機(jī)組年利用小時(shí)偏低，并且機(jī)組運(yùn)行方式為早啟晚?！皟砂嘀啤保瑱C(jī)組設(shè)備啟動(dòng)頻繁，利用小時(shí)偏低，每次機(jī)組的啟動(dòng)機(jī)會(huì)均很難得，在浙江省實(shí)施“兩個(gè)細(xì)則”考核管理下，如何保證機(jī)組以及設(shè)備的運(yùn)行可靠性顯得尤為重要。目前電廠兩臺(tái)機(jī)組已運(yùn)行3年時(shí)間，我們也探索出了一些提高機(jī)組運(yùn)行可靠性的方法，現(xiàn)做簡(jiǎn)要介紹。

1、提高燃機(jī)天然氣系統(tǒng)閥門動(dòng)作可靠性，保證燃機(jī)一次啟動(dòng)成功

燃?xì)廨啓C(jī)的啟動(dòng)過(guò)程，是由控制系統(tǒng)直接程控控制，啟動(dòng)升速過(guò)程不需要人為干預(yù)，但需要保證啟動(dòng)過(guò)程中各閥門設(shè)備動(dòng)作正常，在啟動(dòng)過(guò)程中，燃機(jī)需要進(jìn)行泄漏檢測(cè)，燃機(jī)輔助關(guān)斷閥（20VS4-4），燃機(jī)速比閥（SRV）以及速比閥后排空閥（20VG-1）應(yīng)正確動(dòng)作。若動(dòng)作不正常則會(huì)導(dǎo)致機(jī)組啟動(dòng)失敗。從目前機(jī)組運(yùn)行情況看，因燃機(jī)天然氣系統(tǒng)閥門問(wèn)題導(dǎo)致啟動(dòng)失敗出現(xiàn)過(guò)多次，多為閥門卡澀，因機(jī)組長(zhǎng)時(shí)間停備，閥門未進(jìn)行活動(dòng)導(dǎo)致開(kāi)關(guān)不到位等情況時(shí)有出現(xiàn)。

1.1 控制氣源故障導(dǎo)致啟動(dòng)失敗。燃機(jī)輔助關(guān)斷閥為氣動(dòng)門，氣源為閥門前管道天然氣，機(jī)組啟動(dòng)之前應(yīng)就地檢查天然氣壓力正常，并且進(jìn)行閥門的傳動(dòng)，在機(jī)組發(fā)啟動(dòng)令之后應(yīng)檢查燃機(jī)輔助關(guān)斷閥開(kāi)啟，閥后壓力正常，若出現(xiàn)壓力偏低或無(wú)壓力應(yīng)及時(shí)就地檢查，在機(jī)組泄漏試驗(yàn)之前排出故障。

案例：2015年12月10日1號(hào)機(jī)組冷態(tài)啟動(dòng)，在燃機(jī)發(fā)啟動(dòng)令之后，監(jiān)盤人員發(fā)現(xiàn)燃機(jī)輔助關(guān)斷閥關(guān)閉狀態(tài)，閥后P1壓力顯示為0，立刻派人就地檢查，就地人員發(fā)現(xiàn)輔助關(guān)斷閥控制氣源關(guān)閉狀態(tài)，立刻開(kāi)啟，P1壓力正常，之后燃機(jī)進(jìn)行泄漏試驗(yàn)，啟動(dòng)正常。此次異常情況因監(jiān)盤人員發(fā)現(xiàn)及時(shí)，未造成機(jī)組啟動(dòng)失敗，因機(jī)組啟動(dòng)時(shí)間較緊，需要監(jiān)視數(shù)據(jù)較多，閥門狀態(tài)應(yīng)在機(jī)組啟動(dòng)之前就確認(rèn)完畢，同時(shí)應(yīng)在啟動(dòng)前進(jìn)行閥門的傳動(dòng)，將隱患排除。

1.2 控制油油質(zhì)不好導(dǎo)致機(jī)組啟動(dòng)失敗。燃機(jī)速比閥（SRV）是由液壓油控制，其主要作用是保證燃機(jī)P2壓力的穩(wěn)定，同時(shí)機(jī)組啟動(dòng)中泄漏試驗(yàn)中應(yīng)正確動(dòng)作，此閥門在機(jī)組啟動(dòng)中出現(xiàn)過(guò)閥門卡澀導(dǎo)致機(jī)組啟動(dòng)失敗，目前發(fā)現(xiàn)的卡澀原因主要從兩個(gè)方面考慮，一方面由于長(zhǎng)時(shí)間停備，閥門活動(dòng)較少，另外可能因控制油油品不合格導(dǎo)致。

案例：2015年06月30日2號(hào)機(jī)組冷態(tài)啟動(dòng)，啟動(dòng)進(jìn)行泄漏試驗(yàn)過(guò)程中，2號(hào)燃機(jī)報(bào)警“GAS LEAK TEST OF SRV FAILED”，2號(hào)燃機(jī)跳閘，后對(duì)燃機(jī)速比閥（SRV）傳動(dòng)，傳動(dòng)過(guò)程發(fā)現(xiàn)閥門動(dòng)作遲緩，檢修對(duì)閥門解體檢查后在液壓控控制油路發(fā)現(xiàn)顆粒雜質(zhì)，清除后閥門動(dòng)作正常。此次異常事件之后，我廠對(duì)燃機(jī)油品檢測(cè)做出了詳細(xì)的規(guī)定，機(jī)組停備期間進(jìn)行盤車前對(duì)油質(zhì)進(jìn)行化驗(yàn)，同時(shí)做好燃機(jī)油濾切換，油濾網(wǎng)切換后需連續(xù)兩次化驗(yàn)油質(zhì)合格。

2、對(duì)天然氣加熱系統(tǒng)進(jìn)行改造，加強(qiáng)系統(tǒng)監(jiān)視，保證機(jī)組運(yùn)行可靠性

為了調(diào)高燃?xì)廨啓C(jī)燃燒效率以及保證燃燒的穩(wěn)定性，燃?xì)廨啓C(jī)對(duì)進(jìn)入燃燒室的天然氣溫度有明確的要求，6FA機(jī)組正常情況下要求天然氣溫度32℃左右，當(dāng)天然氣溫度高于或者低于規(guī)定值時(shí)燃?xì)廨啓C(jī)將會(huì)自動(dòng)停機(jī)甚至跳閘。同時(shí)在機(jī)組正常運(yùn)行中，當(dāng)燃機(jī)TTRF1（測(cè)算燃燒溫度）超過(guò)2000℉，天然氣溫度過(guò)低會(huì)導(dǎo)致韋伯指數(shù)超限，燃機(jī)自動(dòng)減負(fù)荷。因此需要對(duì)天然氣進(jìn)行加熱，我廠實(shí)際運(yùn)行中采用調(diào)壓站天然氣水浴爐通過(guò)熱水換熱器對(duì)天然氣進(jìn)行加熱，兩臺(tái)水浴爐一用一備，每日交替運(yùn)行。由于之前集控室監(jiān)控系統(tǒng)無(wú)法直接監(jiān)視水浴爐，只能通過(guò)天然氣溫度變化間接反映其運(yùn)行情況，存在很大的安全隱患。在很大的安全隱患。

案例：2014年01月20日2號(hào)機(jī)組06：30熱態(tài)啟動(dòng)，燃機(jī)點(diǎn)火后啟動(dòng)1號(hào)水浴爐運(yùn)行，07：30 2號(hào)機(jī)組負(fù)荷帶滿，08：30交接班后，監(jiān)盤人員發(fā)現(xiàn)2號(hào)燃機(jī)速比閥前天然氣溫度降至16攝氏度，派人前往就地檢查水浴爐運(yùn)行情況，在人員還未到達(dá)就地時(shí)，2號(hào)燃機(jī)報(bào)警“L70L-FGWI”韋伯指數(shù)超限，燃機(jī)開(kāi)始甩負(fù)荷，燃機(jī)負(fù)荷在2min中內(nèi)由81MW下降至30MW，之后負(fù)荷穩(wěn)定。就地人員到達(dá)水浴爐后立刻啟動(dòng)2號(hào)水浴爐，停運(yùn)1號(hào)水浴爐，天然氣溫度開(kāi)始緩慢上升，半小時(shí)后燃機(jī)負(fù)荷重新加負(fù)荷，此次異常導(dǎo)致燃機(jī)低負(fù)荷下運(yùn)行接近一小時(shí)，同時(shí)造成汽機(jī)低負(fù)荷運(yùn)行，影響較大。在經(jīng)過(guò)上述事件之后，我廠對(duì)調(diào)壓站水浴爐進(jìn)行了改造，在集控室監(jiān)控畫面增加水浴爐運(yùn)行指示，在光字牌中增加水浴爐運(yùn)行異常報(bào)警，同時(shí)將燃機(jī)前置模塊的天然氣電加熱器保持在備用狀態(tài)，日常加強(qiáng)檢查，在緊急情況下能夠啟動(dòng)，保證天然氣溫度符合要求。

3、對(duì)燃機(jī)排氣溫度測(cè)點(diǎn)熱電偶進(jìn)行保溫改造，提高數(shù)據(jù)可靠性

燃?xì)廨啓C(jī)燃燒系統(tǒng)是燃機(jī)的重要系統(tǒng)，是燃機(jī)輪機(jī)內(nèi)部工作環(huán)境最為惡劣，溫度最高的部件，其可靠性是否符合要求是影響燃?xì)廨啓C(jī)可靠運(yùn)行的重要因素。在燃?xì)廨啓C(jī)運(yùn)行中無(wú)法知道燃燒室、噴嘴以及過(guò)渡段等的工作情況，對(duì)于這些高溫部件無(wú)法通過(guò)直接測(cè)量來(lái)監(jiān)視，只能通過(guò)透平排氣溫度間接反映，GE 6FA機(jī)組在燃機(jī)排氣道設(shè)置21個(gè)熱電偶，通過(guò)熱電偶測(cè)量燃機(jī)排氣溫度，同時(shí)監(jiān)視反映排氣溫度均勻程度的排氣分散度來(lái)確定高溫部件的工作情況。但從我廠的運(yùn)行情況以及同類型機(jī)組的經(jīng)驗(yàn)，目前暫未發(fā)生燃燒部件故障導(dǎo)致的分散度異常情況，但經(jīng)常出現(xiàn)因熱電偶保溫不符合要求，導(dǎo)致測(cè)量數(shù)據(jù)異常而使分散度異常的情況。

GE 6FA機(jī)組分散度保護(hù)跳閘邏輯為：（1）TTXSP1≥TTXSPL，TTXSP2≥TTXSPL且最低熱電偶與次低熱電偶相鄰;（2）TTXSP1≥4*TTXSPL，TTXSP2≥TTXSPL且次低熱電偶與三低熱電偶相鄰;（3）TTXSP3≥0.85*TTXSPL;（4）TTXSP4≥TTXSPL。

以上4個(gè)條件任一條件滿足，延時(shí)9s，燃機(jī)跳閘。

TTXSPL：允許分散度，100℉（37.8℃）-250℉（121.1℃）之間。

案例：2014年10月22日01：00我廠2號(hào)機(jī)組按照調(diào)度要求正常停機(jī)，值長(zhǎng)下令2號(hào)機(jī)組停機(jī)，01：13 3號(hào)發(fā)電機(jī)解列，燃機(jī)解列20s后，因11號(hào)熱電偶溫度為970℉，大于其他各熱電偶溫度（780℉），造成1、2、3、4號(hào)排氣分散度（360℉）均大于排氣允許分散度125℉，致使2號(hào)燃機(jī)跳閘，跳閘首出為L(zhǎng)30SPT "HIGH EXHAUST TEMPERATURE SPREAD TRIP"。跳閘前運(yùn)行情況如下圖1所示：

在之后檢查中發(fā)現(xiàn)11號(hào)熱電偶導(dǎo)線外部保溫有燒糊現(xiàn)象，重新進(jìn)行保溫敷設(shè)。次日機(jī)組啟動(dòng)正常，在之后的機(jī)組運(yùn)行中先后又出現(xiàn)10號(hào)、16號(hào)熱電偶跳變等測(cè)量故障，因發(fā)現(xiàn)較為及時(shí)未造成機(jī)組跳閘，但反映出燃機(jī)排氣熱電偶測(cè)量元件保溫問(wèn)題很嚴(yán)重，因溫感探頭鎧裝接線穿過(guò)高溫區(qū)域的地方保溫不到位，安裝過(guò)程中質(zhì)量把關(guān)不到位，導(dǎo)致測(cè)點(diǎn)多次出現(xiàn)問(wèn)題。之后我廠對(duì)排氣熱電偶的所有保溫進(jìn)行重新敷設(shè)整改，未再次出現(xiàn)此類情況。另外在出現(xiàn)此類熱電偶故障時(shí)，首先要保持當(dāng)前機(jī)組運(yùn)行方式，不要調(diào)整負(fù)荷，聯(lián)系熱工人員對(duì)故障熱電偶進(jìn)行強(qiáng)制，根據(jù)我廠的處理經(jīng)驗(yàn)，將故障熱電偶同相鄰熱電偶進(jìn)行數(shù)據(jù)“并線”處理，即讓11號(hào)熱電偶測(cè)量數(shù)據(jù)直接與10號(hào)或者12號(hào)熱電偶一致，這樣可以保證正常運(yùn)行，若直接強(qiáng)制故障熱電偶數(shù)據(jù)，則在機(jī)組負(fù)荷變化或停機(jī)時(shí)正常熱電偶的測(cè)量數(shù)據(jù)發(fā)生變化，同樣會(huì)導(dǎo)致分散度超過(guò)限值。

4、結(jié)語(yǔ)

大唐江山熱電公司的兩套機(jī)組已運(yùn)行3年多時(shí)間，通過(guò)這三年來(lái)在運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，我們總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，不斷克服困難，形成了適合國(guó)內(nèi)的一套GE 6FA燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)機(jī)組運(yùn)行模式。同時(shí)我們也與國(guó)內(nèi)同類型電廠多次進(jìn)行交流、討論，借鑒其好的運(yùn)行調(diào)整思路，共同研究解決運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，共同提高國(guó)內(nèi)6FA機(jī)組的運(yùn)行可靠性。

參考文獻(xiàn)：

[1]焦樹(shù)建.燃機(jī)-蒸汽聯(lián)合循環(huán)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000.

作者簡(jiǎn)介：張中午（1987-），男，河南鞏義人，本科，浙江大唐國(guó)際江山新城熱電有限責(zé)任公司，助理工程師。研究方向：燃?xì)廨啓C(jī)集控運(yùn)行。