董宏明（中海石油廣東液化天然氣有限公司，廣東珠海519030）

燃?xì)廨啓C(jī)燃料氣閥校驗(yàn)技術(shù)淺析

董宏明（中海石油廣東液化天然氣有限公司，廣東珠海519030）

燃?xì)廨啓C(jī)燃料氣閥在日常運(yùn)行過程中的磨損，及電控元器件的控制曲線的飄移直接影響燃?xì)廨啓C(jī)的啟動(dòng)和運(yùn)行，需要定期進(jìn)行校驗(yàn)，并修改燃燒控制系統(tǒng)中設(shè)定的參數(shù)，以確保閥門控制曲線滿足機(jī)組控制系統(tǒng)要求。

SGT 200-2S;燃?xì)廨啓C(jī);燃料氣控制閥;流量特性曲線

西門子SGT 200-2S DLE型燃?xì)廨啓C(jī)大多用于驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)運(yùn)行，雙軸配置，燃燒控制系統(tǒng)為DLE（干式低排放）式，燃料為天然氣或成品油，有八套燃燒器，每套分別配置1個(gè)主燃燒器和1個(gè)輔助燃燒器。8個(gè)主燃燒器和輔助燃燒器分別由1臺(tái)主燃料氣閥和1臺(tái)輔助燃料氣閥供氣。兩臺(tái)燃料氣閥驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)為電動(dòng)機(jī)，閥體為球閥。該型號(hào)燃?xì)廨啓C(jī)燃燒系統(tǒng)設(shè)計(jì)為預(yù)混式燃燒，兩臺(tái)燃料氣閥門的開度直接控制燃料氣量，從而在啟動(dòng)過程中控制升速速率，及在運(yùn)行過程中控制燃機(jī)轉(zhuǎn)速和燃燒室溫度。由于燃料氣閥在日常運(yùn)行過程中的磨損，及電控元器件的控制曲線的飄移，導(dǎo)致燃料氣控制閥流量特性隨著使用時(shí)間的增加而偏移初始值，需要定期進(jìn)行校驗(yàn)，并修改燃燒控制系統(tǒng)中設(shè)定的參數(shù)，以確保閥門控制曲線與機(jī)組控制系統(tǒng)設(shè)定的參數(shù)一致，確保機(jī)組啟動(dòng)順利和運(yùn)行穩(wěn)定。

1 燃料氣系統(tǒng)配置

供燃燒的燃料氣是從總管分至兩臺(tái)燃料氣閥門（該機(jī)型的燃料氣控制閥典型配置為FISHER V300型閥門），其中輔助燃料氣閥口徑為1寸，主燃料氣閥的口徑為1.5英寸。在停機(jī)狀態(tài)下，兩臺(tái)燃料氣閥門開度設(shè)置為5%，啟動(dòng)燃機(jī)時(shí)，閥門的初始開度也保持在5%。

2 燃料氣閥校驗(yàn)

2.1 校驗(yàn)要求與目的

兩臺(tái)燃料氣控制閥為球閥，由于球閥的流量特性曲線為非線性，因此每臺(tái)閥門的流量特性都會(huì)有一個(gè)突變點(diǎn)，在該開度點(diǎn)以下，閥門不同開度對(duì)應(yīng)的流量差別不大。大于該開度點(diǎn)時(shí)，閥門開度小范圍變化，對(duì)應(yīng)的流量變化會(huì)很大。燃料氣閥檢驗(yàn)的主要的工作就是測(cè)定燃料氣閥的流量突變點(diǎn)。同時(shí)，燃料氣閥在初始開度的泄漏量以及不同開度時(shí)對(duì)應(yīng)的流量測(cè)定是閥門校驗(yàn)的主要工作。1寸的燃料氣閥開度在0%時(shí)的泄漏量高限值為5L/Min，1.5寸的燃料氣閥開度在5%時(shí)的泄漏量高限值為12L/Min。

圖1 流量特性曲線示例

理想的燃料氣閥流量特性曲線如圖1所示。圖中紅色線和藍(lán)色線為根據(jù)閥門流量特性畫出的兩條擬合線，在兩條線的交點(diǎn)垂直畫出的綠色線對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo)值即為閥門的流量突變點(diǎn)。

2.2 校驗(yàn)工具安裝如圖2所示：

圖2 安裝接管示意圖

2.3 校驗(yàn)程序：

1）專用工具的供氣壓力調(diào)節(jié)至4Barg；2）依次打開需要校驗(yàn)的閥門，保持另外一個(gè)閥門在關(guān)位置；3）將調(diào)試用電腦連接燃燒控制系統(tǒng)（ECU），用DC DESK軟件打開參數(shù)調(diào)整界面；4）測(cè)量閥門的泄漏量，并根據(jù)前面提及的泄漏量限值調(diào)整閥門實(shí)際開度，直至泄漏量滿足要求。調(diào)整方法為：將閥門驅(qū)動(dòng)電機(jī)斷電，將閥門開度反饋機(jī)構(gòu)與閥體分離，保持反饋器為某一開度（指反饋值對(duì)應(yīng)的開度）不變的情況下，根據(jù)泄漏量情況，用工具開大或關(guān)小球閥（例如5%的反饋開度根據(jù)需要可以對(duì)應(yīng)閥門4%或6%的開度），然后將反饋機(jī)構(gòu)和閥體重裝好；5）測(cè)量閥門流量特性，通過DC DESK軟件0.1%、0.2%地打開閥門（保持另外一個(gè)閥門關(guān)），并記錄，直至泄漏量達(dá)到測(cè)量工具流量計(jì)的最大值；6）將記錄值標(biāo)注至圖2的坐標(biāo)圖中，并確定閥門突變點(diǎn)；7）將所測(cè)量的實(shí)際閥門開度參數(shù)值修正燃燒控制系統(tǒng)（ECU）中的閥門開度與燃料需求參數(shù)。

3 結(jié)語(yǔ)

燃料氣控制閥是燃?xì)廨啓C(jī)ECU控制系統(tǒng)的主要控制對(duì)象之一，主要用于控制燃燒的燃?xì)饬?，以確保燃燒空燃比在設(shè)計(jì)的最佳范圍，一旦燃料氣量的供應(yīng)偏離設(shè)計(jì)范圍，輕則造成機(jī)組運(yùn)行不穩(wěn)定，嚴(yán)重的會(huì)導(dǎo)致機(jī)組跳機(jī)或爆燃事故，因此閥門流量特性曲線需要定期進(jìn)行測(cè)量并按照實(shí)際情況，修正燃燒控制系統(tǒng)中的相應(yīng)參數(shù)，以達(dá)到控制系統(tǒng)控制參數(shù)與實(shí)際流量特性一致的目的。正常情況下，每年需要對(duì)燃料氣控制閥進(jìn)行校驗(yàn)一次。

隨著運(yùn)行時(shí)間的增加，通常會(huì)因?yàn)殚y芯磨損導(dǎo)致泄漏量過大，造成閥門流量特性曲線中沒有突變點(diǎn)，這種情況已無法通過調(diào)整閥門開度來對(duì)流量特性進(jìn)行修正，只能更換閥門。因此，在燃?xì)廨啓C(jī)在正常運(yùn)行過程中，還需要關(guān)注燃料氣管道的清潔，以保證機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定及延長(zhǎng)燃料氣閥門的使用壽命。

[1]清華大學(xué)熱能工程系動(dòng)力機(jī)械與工程研究所,深圳南山熱電股份有限公司.燃?xì)廨啓C(jī)及燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)裝置：上冊(cè).北京：中國(guó)電力出版社，2015.

[2]曾德堂,譚春青,高慶,等.一種燃?xì)廨啓C(jī)燃料與空氣混合比的控制方法及裝置:,CN104329173A[P].2015.

[3]中國(guó)華電集團(tuán)公司.大型燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)從書:設(shè)備及系統(tǒng)分冊(cè)[M].北京:中國(guó)電力出版社，2015.

[4]蔡志杰.9FA雙燃料燃?xì)廨啓C(jī)燃料和吹掃系統(tǒng)分析[J].發(fā)電設(shè)備,2007,21(2):108-112.