朱放明

摘要：機(jī)組在調(diào)試過程中出現(xiàn)問題，將增加調(diào)試周期，大幅提高調(diào)試成本。本文基于燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)機(jī)組在調(diào)試過程中遇到的問題，對M701F4型燃?xì)廨啓C(jī)調(diào)試期間發(fā)生的如燃機(jī)震動噪音大、天然氣系統(tǒng)泄漏、臨時濾網(wǎng)堵塞等問題進(jìn)行了總結(jié)分類，對問題原因進(jìn)行了深入剖析，并提出優(yōu)化改進(jìn)措施，為同類型燃?xì)庹羝麢C(jī)組的調(diào)試提供了寶貴經(jīng)驗。

關(guān)鍵詞：燃?xì)怆姀S；蒸汽循環(huán)機(jī)組；M701F4；“一拖一”；調(diào)試分析；優(yōu)化措施

中圖分類號：TK26文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編碼：1672-7053（2018）02-0140-02

某電廠采用日本三菱生產(chǎn)的M701F4型燃?xì)廨啓C(jī)組建的“一拖一”多軸聯(lián)合循環(huán)機(jī)組，主要設(shè)備包括M701F4型燃?xì)廨啓C(jī)、燃機(jī)發(fā)電機(jī)、余熱鍋爐、蒸汽輪機(jī)和汽機(jī)發(fā)電機(jī)等部分。在電廠設(shè)備調(diào)試過程中，出現(xiàn)了類似天然氣臨時濾網(wǎng)堵塞、燃機(jī)震動大、天然氣系統(tǒng)泄漏、TCA冷卻水流量低及BPT偏差大等問題，延長了設(shè)備調(diào)試運行周期，增加了調(diào)試成本。因此，對三菱M701F4燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)機(jī)組在調(diào)試過程中產(chǎn)生的問題進(jìn)行深入剖析，并針對相應(yīng)問題提出優(yōu)化改進(jìn)施，可為同類型機(jī)組調(diào)試提供寶貴的經(jīng)驗。

1 M701F4型燃?xì)庹羝麢C(jī)組生產(chǎn)工藝

M701F4重型燃機(jī)本體結(jié)構(gòu)主要可分為進(jìn)氣系統(tǒng)、壓氣機(jī)、燃燒器、透平和排氣系統(tǒng)等部分，輔助系統(tǒng)主要由潤滑油系統(tǒng)、控制油系統(tǒng)和TCA系統(tǒng)等組成。燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)機(jī)組正常運行可分為燃?xì)獍l(fā)電和蒸汽發(fā)電兩部分。

1.1 燃?xì)獍l(fā)電

燃?xì)獍l(fā)電主要由經(jīng)過處理的燃?xì)夂涂諝庠谌紮C(jī)燃燒器內(nèi)燃燒做功，并帶動燃機(jī)發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)來進(jìn)行發(fā)電。天然氣先后經(jīng)過調(diào)壓站、燃料加熱和分配系統(tǒng)等，進(jìn)行過濾、調(diào)壓、計量、加熱等處理，最后通過各噴嘴進(jìn)入燃燒器中。空氣則通過燃機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)過濾作用后，進(jìn)入壓氣機(jī)中壓縮升壓，最后進(jìn)入燃燒器與天然氣進(jìn)行充分的混合燃燒。燃燒過程中產(chǎn)生的高溫高壓煙氣，在燃機(jī)透平中進(jìn)行做功，推動透平轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而帶動壓氣機(jī)和發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。一般來說，壓氣機(jī)耗功約占透平輸出功率的2/3，另外的1/3輸出功率用于帶動發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電能。

1.2 蒸汽發(fā)電

在燃機(jī)透平做功后的煙氣排出至余熱鍋爐，加熱余熱鍋爐各受熱面中的給水、飽和蒸汽，產(chǎn)生符合要求的高溫高壓蒸汽，進(jìn)入汽輪機(jī)中膨脹做功，帶動汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，最終帶動發(fā)電機(jī)做功產(chǎn)生電能輸出。

1.3 聯(lián)合循環(huán)發(fā)電

汽輪機(jī)做功后的乏汽進(jìn)入凝汽器中進(jìn)行冷卻凝結(jié)，然后通過給水系統(tǒng)重新進(jìn)入余熱鍋爐中進(jìn)行除氧、加熱、蒸發(fā)等，形成燃?xì)庹羝h(huán)發(fā)電。

2“一拖一”多軸聯(lián)合循環(huán)機(jī)組調(diào)試問題

2.1 天然氣臨時濾網(wǎng)堵塞

調(diào)試期間，天然氣管道中異物較多，為對燃機(jī)進(jìn)行充分的保護(hù)，防止異物進(jìn)入燃燒器中造成損傷，某電廠在燃?xì)饨K端過濾器后各燃料集管處增設(shè)了臨時濾網(wǎng)。但在調(diào)試期間，即使已對天然氣管道進(jìn)行吹掃，仍會頻繁出現(xiàn)燃機(jī)剛開機(jī)不長時間后，臨時濾網(wǎng)的前后差壓就達(dá)到報警閾值的情況，導(dǎo)致機(jī)組無法繼續(xù)運行，只能停機(jī)將濾網(wǎng)清理干凈后再重新啟機(jī)，大大降低了調(diào)試效率，增加了燃機(jī)的調(diào)試時間。

2.2 TCA冷卻水低流量保護(hù)動作

TCA系統(tǒng)即燃機(jī)透平冷卻空氣系統(tǒng)，其主要功能是為透平轉(zhuǎn)子提供合格的冷卻空氣。TCA冷卻空氣從燃兼壓缸中抽出，經(jīng)過水冷式冷卻器冷卻和濾網(wǎng)過濾后進(jìn)入燃機(jī)轉(zhuǎn)子。TCA冷卻水取自給水系統(tǒng)，為確保TCA的冷卻效果，機(jī)組配置了冷卻水低流量保護(hù)功能。在某電廠調(diào)試過程中，多次觸發(fā)TCA冷卻水低流量保護(hù)動作導(dǎo)致機(jī)組跳閘，使得調(diào)試工作無法順利開展，影響調(diào)試進(jìn)程。

2.3 BPT偏差大保護(hù)動作

BPT即葉片通道溫度，M701F4型燃?xì)鈾C(jī)組配制了20個熱電偶用于測定葉片通道溫度。當(dāng)某個熱電偶測量值與BPT平均溫度（去除最大值和最小值后的平均值）相差大于保護(hù)設(shè)定值都會觸發(fā)BPT分布偏差大保護(hù)動作。M70IF4燃機(jī)規(guī)定，當(dāng)某一點的BPT值與BPT平均溫度的差值大于20℃或小于-30℃，TCS將發(fā)生報警；若偏差大于25℃或小于-40℃，延時30秒自動停機(jī)；若偏差進(jìn)一步擴(kuò)大（大于30℃或小于-60℃）則觸發(fā)跳閘保護(hù)。某電廠調(diào)試過程中，多次因BPT偏差大而導(dǎo)致的跳閘，影響調(diào)試進(jìn)度，且葉片通道溫度偏差大直接導(dǎo)致燃機(jī)葉片經(jīng)受的熱應(yīng)力也大，降低了機(jī)組運行安全和可靠性。

2.4 天然氣系統(tǒng)管道泄露

天然氣易在充氮接頭、管路焊接和連接法蘭等地方出現(xiàn)泄漏，且天然氣管路上設(shè)置的充氮口多采用卡套連接，易導(dǎo)致泄漏隱患，存在安全隱患，一旦遇到火花，后果不堪設(shè)想。天然氣管道出現(xiàn)漏點，只能進(jìn)行停機(jī)整頓處理，確保無任何泄漏后方可進(jìn)行下一步工作，影響了機(jī)組的安全運行和調(diào)試進(jìn)程。

2.5 燃機(jī)振動

某電廠在燃?xì)鈾C(jī)組調(diào)試初期，啟動升速過程中軸承振動超過預(yù)警值。當(dāng)燃機(jī)運轉(zhuǎn)正常后，振動值仍然很大，嚴(yán)重超過標(biāo)準(zhǔn)要求。燃機(jī)振動現(xiàn)象不僅大幅降低了燃機(jī)運行的安全性和可靠性，還嚴(yán)重影響軸承的密封性，且若振動大是由于壓氣機(jī)喘振而導(dǎo)致，還會使壓氣機(jī)出口進(jìn)氣壓力降低，使燃機(jī)不能正常工作。燃機(jī)振動對設(shè)備的損害也是巨大的，會大幅縮短燃機(jī)的使用壽命。

2.6 油系統(tǒng)滲油或漏油

由于本電廠的設(shè)備采用的“一拖一”多軸聯(lián)合模式，因此整套機(jī)組采用單軸的布局方式。由于空間限制及成本考量，采用一套潤滑油箱和交流泵為燃機(jī)本體、汽機(jī)本體及發(fā)電機(jī)各油系統(tǒng)提供供給。在機(jī)組調(diào)試過程中，出現(xiàn)了潤滑油油質(zhì)不合格及濾油時間過程、由于燃機(jī)軸承漏油導(dǎo)致燃機(jī)進(jìn)氣室進(jìn)油、發(fā)電機(jī)進(jìn)油（發(fā)電機(jī)氫氣置換過程中）等問題，嚴(yán)重影響了機(jī)組的安全運行和調(diào)試進(jìn)度。

3 問題原因分析及優(yōu)化措

3.1 天然氣臨時濾網(wǎng)堵塞分析

深入對比剖析臨時濾網(wǎng)堵塞的原因，可歸結(jié)為四種情況。（1）濾網(wǎng)與支架不緊密接觸，氣流沖擊導(dǎo)致間隙；（2）濾網(wǎng)間管道吹掃結(jié)束后，通氣時間間隔長，管道保護(hù)效果差；（3）上游供氣管網(wǎng)吹掃不徹底，或后期施工導(dǎo)致的金屬焊渣等雜物較多；（4）Y型濾網(wǎng)受熱效應(yīng)影響變形，導(dǎo)致實際高度與設(shè)計值存在誤差，存在一定的間隙。

采取的應(yīng)對措施：（1）采用專用清洗劑及超聲清洗工藝對臨時濾網(wǎng)進(jìn)行徹底清洗或更換新濾網(wǎng)；（2）管道吹掃后要做好成品保護(hù)，碳鋼管道要充氮保養(yǎng)；（3）Y型濾網(wǎng)加裝密封圈，確保密封良好的密封性；（4）可在上游過濾器處增加高溫磁棒，防止金屬雜質(zhì)進(jìn)入下游。

3.2 TCA冷卻水低流量保護(hù)分析

TCA系統(tǒng)存在的問題可概況為以下幾類：（1）升降負(fù)荷時，TCA出口冷卻水到高壓汽包或凝汽器的切換過程中，由于流量擾動較大可能導(dǎo)致冷卻水流量過低；（2）冷卻水至汽包的調(diào)節(jié)門未形成閉環(huán)控制，存在較大隱患；（3）發(fā)生高壓旁路系統(tǒng)快關(guān)時，會導(dǎo)致TCA冷卻水進(jìn)出口壓差降低，流量降低觸發(fā)保護(hù)機(jī)制。

采取的應(yīng)對措施：（1）調(diào)整TCA出口冷卻水回高壓汽包和凝汽器的特性曲線，改善開關(guān)速度，確保兩種模式間的切換不發(fā)生冷卻水流量大幅波動；（2）調(diào)整TCA流量跳閘保護(hù)曲線，設(shè)定好減溫水低流量報警值。同時，加強(qiáng)巡視監(jiān)管，確保減溫水流量不低于設(shè)定值。

3.3 BPT偏差大保護(hù)分析

BPT偏差大導(dǎo)致跳機(jī)的原因可能是熱電偶的正負(fù)極接反，或是未正確連接屏蔽線，最終導(dǎo)致無法實現(xiàn)溫度補償。另外，還可能存在TCS顯示與保護(hù)信號不一致的情況，導(dǎo)致保護(hù)效率低，保護(hù)誤動率高。針對BPT偏差大的原因，主要采取以下措施：（1）認(rèn)真校正BPT熱電偶，測量根部標(biāo)準(zhǔn)信號是否正確，同時確保溫度顯示及變化正確。做好冷態(tài)信號相互對比工作，確保熱電偶的正確性和靈敏性。（2）改善BPT溫度顯示和保護(hù)系統(tǒng)，實現(xiàn)可靠保護(hù)。

3.4 天然氣系統(tǒng)管道泄露分析

針對采樣管等測量點處易泄漏的問題，可將卡套連接方式轉(zhuǎn)換為焊接連接，消除安全隱患；同時，需要添加密封圈等密封裝置，降低天然氣泄漏率；對于已發(fā)現(xiàn)的因焊接工藝不過關(guān)或因管路損耗而導(dǎo)致的焊縫開裂等情況，要進(jìn)行重新焊接或封焊。

3.5 燃機(jī)振動分析

燃機(jī)振動的主要原因有兩個：（1）燃機(jī)轉(zhuǎn)子質(zhì)量不均衡，旋轉(zhuǎn)過程中由于轉(zhuǎn)子的不均衡性導(dǎo)致運轉(zhuǎn)不平衡，產(chǎn)生較大的振動；（2）燃機(jī)運轉(zhuǎn)過程中，存在壓氣機(jī)旋轉(zhuǎn)失速的現(xiàn)象。

針對以上問題，主要采取以下措施：（1）在調(diào)試前，要求廠家對燃機(jī)轉(zhuǎn)子進(jìn)行均衡性試驗，消除由于轉(zhuǎn)子的不均衡性導(dǎo)致經(jīng)的振動；（2）若存在壓氣機(jī)旋轉(zhuǎn)失速的現(xiàn)象，可對葉片進(jìn)行重新的計算選型，更換新設(shè)計的葉片；（3）燃機(jī)啟動時，增大IGV開度，并緊固機(jī)構(gòu)連桿螺栓，確保IGV系統(tǒng)正常；（4）修改燃機(jī)啟動時靜態(tài)變頻啟動裝置退出時間；（5）燃機(jī)啟動時，打開高壓防喘放氣閥，轉(zhuǎn)速達(dá)到一定值后關(guān)閉。

3.6 油系統(tǒng)滲油或漏油分析

通過對調(diào)試過程中出現(xiàn)的漏油滲油情況的分析，其主要原因可以總結(jié)為以下幾點：（1）在前期進(jìn)行油管道清理時，由于清理不夠徹底導(dǎo)致油的循環(huán)時間過長。（2）燃機(jī)軸承端蓋未能完全密封，導(dǎo)致油流入進(jìn)氣室。（3）在置換氫氣時，由于氫壓上升，排氫調(diào)節(jié)油箱旁路閥關(guān)閉，排氫調(diào)節(jié)油箱出油閥未打開，造成發(fā)電機(jī)內(nèi)進(jìn)油。（4）用潤滑油對機(jī)組的軸承進(jìn)行首次潤滑清洗過程中，由于潤滑油箱油煙風(fēng)機(jī)未運轉(zhuǎn)，軸承回油不暢，造成油進(jìn)入發(fā)電機(jī)油煙風(fēng)機(jī)。

針對滲油、漏油的問題，在調(diào)試過程中一定要加強(qiáng)清洗力度，注重質(zhì)量驗收過程中的特別注意檢測系統(tǒng)管路、閥門等的密封、清洗情況。同時，機(jī)組的首次投入使用過程中，嚴(yán)格按照規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化的操作流程來進(jìn)行。

4 結(jié)語

基于某M701F4型燃?xì)鈾C(jī)組在調(diào)試過程中遇到的天然氣濾網(wǎng)堵塞、TCA冷卻水低流量保護(hù)及BPT偏差大等問題，對調(diào)試過程中問題進(jìn)行深入剖析、總結(jié)分析，制定了相應(yīng)的技術(shù)策略。一方面可為同行業(yè)同型號燃機(jī)機(jī)組提供借鑒和參考的價值，另一方面可大幅提高機(jī)組的使用壽命，產(chǎn)生更高的經(jīng)濟(jì)回報率。

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