摘要：三菱M701F4型燃氣輪機排氣監(jiān)測主要分為溫度檢測、壓力檢測、與可燃氣體含量檢測。燃機排氣溫度監(jiān)測是由 26 個熱電偶組成的，其中 20 個熱電偶用于監(jiān)測BPT（透平葉片通道）的煙氣溫度，6 個熱電偶用于監(jiān)測透平排氣系統(tǒng)下游排氣煙道的排氣溫度，在機組運行時當單個 BPT（與平均葉片通道溫度之間）溫差超過聯(lián)鎖邏輯設定值時將激活報警，燃機將會自動降負荷或按照正常停機步驟自動停機。

關鍵詞： BPT偏差? 渦旋角度? 錐形濾網(wǎng)

0 引言

燃氣輪機具有啟停快，污染排放低等優(yōu)點，近幾年以來在國內得到了廣泛應用，燃機機組在投入運行后由于諸多方面的原因，往往會陸續(xù)出現(xiàn)一些故障或缺陷，其中BPT（葉片通道溫度）偏差大這類故障會直接影響到機組的安全運行。以下詳細分析介紹了幾起B(yǎng)PT偏差大的處理過程。

1 公司及機組概述

1.1公司介紹

某公司位于浙江省中西部，目前僅配置有一套 400MW 級、“F”系列高效單軸聯(lián)合循環(huán)機組，機組由一臺三菱 M701F4 燃氣輪機、一臺TC2F-35.4蒸汽輪機和一臺QFR-480-2-21.5型發(fā)電機組成，機組主要是針對用于基本負荷的長期連續(xù)運行而設計的。主機的布置方式是燃機、汽機、發(fā)電機同軸布置，其中燃機安裝于罩殼內，燃機燃料采用的是天然氣，在設計標準規(guī)定的條件下，聯(lián)合循環(huán)機組的總出力為 458.02MW。

1.2機組介紹

三菱M701F4型燃機主要是由帶有進口可調導葉的17級高效軸流式壓氣機、20 只繞壓氣機軸線環(huán)形布置的分管燃燒器的燃燒室，以及4 級反動式葉片的透平段組成，燃機的特點是高溫透平，其葉片裝有先進的冷卻系統(tǒng)并涂有涂層，以改進耐熱、耐腐蝕和機械磨損能力。燃機的輔助系統(tǒng)主要包括：進氣系統(tǒng)，排氣系統(tǒng)，潤滑油系統(tǒng)，控制油系統(tǒng)，壓氣機抽氣和透平冷卻空氣系統(tǒng)，消防系統(tǒng)，燃氣控制系統(tǒng)和燃氣輪機控制系統(tǒng)。

1.2.1燃燒器的壓力波動監(jiān)測

燃機的燃燒器壓力波動監(jiān)測系統(tǒng)（CPFM）是由20個動壓傳感器和4個加速度傳感器組成，傳感器可將壓力波動信號傳入燃機控制系統(tǒng)。CPFM 設有三個等級的保護功能即：報警、runback和跳閘。壓力波動頻率被分為幾個頻率帶，每個頻率帶設有各自的報警標準，機組在運行時需要加強監(jiān)視各個參數(shù)。

1.2.2燃機的排氣監(jiān)測

燃機排氣系統(tǒng)作用是將燃機的排氣引入余熱鍋爐，燃機的排氣監(jiān)測主要分為溫度檢測、壓力檢測、與可燃氣體含量檢測。燃機排氣溫度監(jiān)測是由 26 個熱電偶組成，其中 20 個熱電偶用于監(jiān)測BPT透平葉片通道的煙氣溫度，6 個熱電偶用于監(jiān)測透平排氣系統(tǒng)下游排氣道的排氣溫度。20 個BPT熱電偶緊靠透平第四級動葉下游安裝在排氣缸內，位于高速氣流中的熱電偶，能更快對溫度的變化做出反應，向燃機控制信號提供輸入信號，用于實現(xiàn)控制、報警和跳閘功能。溫度保護中設置當葉片通道熱電偶或排氣熱電偶的平均溫度超過透平控制系統(tǒng)中溫控線并一直升高到設定值時燃機會報警、自動停機或跳閘。

燃機排氣設有3只壓力開關，這些壓力開關安裝在排氣道內，位于透平和余熱鍋爐之間，監(jiān)測燃機排氣壓力，三個開關中的兩個開關在壓力達到設定值的時候引起機組停機。排氣道內還設有排氣壓力傳感器和壓力表，排氣壓力傳感器向燃機控制系統(tǒng)提供信號，用于監(jiān)測燃機排氣壓力并能在壓力值超過設定值時報警。

燃機排氣道內設有可燃氣體探測器，用于監(jiān)測排氣道內燃氣狀況。在探測器和排氣道之間安裝有電磁三通閥，在停機期間燃氣探測器吸入來自燃機排氣道的空氣以檢測其內部是否有燃氣泄漏;在燃機運行期間，其中一個連接打開向大氣排放，因此探測器只能在燃機停機期間進行檢測，當檢測到燃氣泄漏時報警。

2 BPT偏差幾次異常的分析與處理

本公司機組自2014年投產(chǎn)以來在滿負荷運行過程中先后兩次出現(xiàn)過#9與#16 BPT負偏差逐漸增大的情況，其中最大BPT負偏差接近報警值-30℃。此外還出現(xiàn)了一次機組降負荷過程中燃機帶75MW左右負荷時，#10BPT偏差變化趨勢大的報警情況。

2.1? BPT偏差理論分析

BPT 由燃機轉速和負載決定，受到大氣溫度、大氣壓力、進口和出口壓損、透平工況的影響。設置BPT的目的在于燃燒器工作于高溫區(qū)，難以直接監(jiān)測，若燃燒器發(fā)生損傷，BPT偏差就會發(fā)生變化，BPT出現(xiàn)偏差意味著透平入口的燃燒室溫度出現(xiàn)偏差，即透平入口每個葉片通道溫度與平均葉片通道溫度出現(xiàn)了偏差，測量 BPT 是估算透平入口溫度最有效的方法，可通過控制燃料流量以保證透平入口氣體溫度穩(wěn)定在允許的范圍內。如果 BPT 溫度偏差大，透平葉片就會受到高熱應力，當單個 BPT（與平均葉片通道溫度之間）溫差變化率超過聯(lián)鎖邏輯設定值時，激活報警，燃機按照正常停機步驟自動停機。

2.2? BPT偏差可能的產(chǎn)生原因

燃機燃料經(jīng)過集管均勻分配給20個燃燒器，再分配到值班、主A、主B、頂環(huán)噴嘴。當20個燃燒器的燃氣或空氣流量分配不均時，燃燒溫度產(chǎn)生偏差，從而引起B(yǎng)PT偏差。燃料側主要是噴嘴偏差、燃氣管道偏差、管道泄漏、堵塞等。空氣側主要有燃燒器偏差、旁路閥偏差、缸體偏差、燃燒器損傷等，由于制造加工精度、預制工藝的原因，這些偏差是肯定存在的，但是需要在允許范圍內。此外還可能有熱電偶方面的問題，如果發(fā)現(xiàn)熱電偶存在問題，需要改變或調整熱電偶安裝的位置。

2.3 缺陷的具體處理經(jīng)過

當機組滿負荷運行發(fā)生#9與#16 BPT負偏差增大的情況后，檢修人員首先校驗檢查了熱電偶經(jīng)確認無異常后，隨后對燃氣管路部分重點是主噴嘴上的錐形濾網(wǎng)清潔度情況進行了檢查，并結合機組負荷狀況考慮了渦旋角度。根據(jù)三菱機組渦旋角度規(guī)定，檢修人員在停機后重點拆卸檢查了#7和#14燃燒器燃料通道管路阻塞情況，發(fā)現(xiàn)其主噴嘴主A、主B燃料支路上的錐形濾網(wǎng)阻塞很嚴重，焊渣、鐵屑等雜物較多，阻塞了燃料正常流動，從而引起#9和#16BPT負偏差增大。對于#10BPT在75MW負荷時出現(xiàn)變化趨勢大的報警，停機后根據(jù)旋轉角度規(guī)定，檢修人員重點檢查了#4、#5、#6燃燒器主噴嘴濾網(wǎng)，發(fā)現(xiàn)這3只噴嘴濾網(wǎng)阻塞現(xiàn)象均較突出。通過超聲波清洗機將這些濾網(wǎng)清洗干凈復裝后，機組運行時BPT偏差均已恢復正常，故障現(xiàn)象得以排除。

3 總結及建議

（1）基建時期機組現(xiàn)場安裝時要高度重視燃氣管路的清潔度問題，管路的沖管工作要按照規(guī)程要求嚴格執(zhí)行，確保燃氣管道系統(tǒng)的清潔度。

（2）保證燃機的進氣品質，天然氣調壓站、前置模塊過濾器的過濾效果應良好，其濾芯需要定期更換，過濾器需要及時排污。

參考文獻：

[1]東 方 汽 輪 機 有 限 公 司.G324A-000106DSM M701F4 燃氣蒸汽聯(lián)合循環(huán)機組運行維護手冊[Z]. 四川德陽：東 方 汽 輪 機 有 限 公 司，2013.

[2] 東 方 汽 輪 機 有 限 公 司.E1-S4-85896 燃氣輪機控制設定[Z]. 四川德陽：東 方 汽 輪 機 有 限 公 司，2013.

作者簡介：

趙景宇（1972），男，工程師，從事燃氣輪機設備的檢修維護管理工作