彭沖

（中電建湖北電力建設(shè)有限公司，湖北 武漢 430038）

某國Nandipur工程建設(shè)規(guī)模為1套425MW級燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組；這套聯(lián)合循環(huán)機(jī)組由3臺PG9171E型燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)、3臺余熱鍋爐和1臺汽輪發(fā)電機(jī)構(gòu)成；1臺燃?xì)廨啓C(jī)排出的煙氣經(jīng)旁路煙道進(jìn)入1臺余熱鍋爐；3臺余熱鍋爐產(chǎn)生的蒸汽單元進(jìn)入汽機(jī)廠房后匯入母管進(jìn)入1臺汽輪機(jī)作功。其中3臺燃機(jī)功率分別為95.4MW(環(huán)境溫度30℃，HSFO重油基本工況),鍋爐與汽輪機(jī)機(jī)組整體分配功率大約138.9MW。

1 存在問題及現(xiàn)狀

本項目燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組主要由輔機(jī)（Auxiliary）,燃機(jī)（壓氣機(jī)Compressor、燃燒室Combustion chamber、透平Turbine），發(fā)電機(jī)(Generator)三大部分組成。其中，輔機(jī)主要是油系統(tǒng)（軸承潤滑油、控制液壓油、發(fā)電機(jī)頂軸油）、相關(guān)的啟動裝置（含盤車電機(jī)，啟動馬達(dá)和液力變扭器）和輔助系統(tǒng)（燃油泵、霧化空氣壓氣機(jī)等）組成；燃機(jī)室由壓氣機(jī)：對進(jìn)氣增壓；燃燒室：通過對壓氣機(jī)的壓縮空氣燃燒加熱，增加工質(zhì)作功；透平：通過膨脹作功，熱能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能；發(fā)電機(jī)：并網(wǎng)發(fā)電，并通過主變壓器輸送到132kV升壓站至全國電網(wǎng)。該項目因巴國政府換屆等政治原因被一度擱置。因燃機(jī)放置現(xiàn)場達(dá)4年之久，露天風(fēng)吹雨淋，又未進(jìn)行整體盤動等措施，加之燃機(jī)為燃燒重油為原料，導(dǎo)致在安裝和調(diào)試、并網(wǎng)發(fā)電過程中，發(fā)生了一系列問題和缺陷，后在我方的努力下，基本解決了各類問題并完成了燃機(jī)整套啟動并網(wǎng)工作。

2 探討解決方案

2．1 燃機(jī)油循環(huán)

燃機(jī)油循環(huán)是燃機(jī)啟動點火前的一項重要工作，主要任務(wù)是保證燃機(jī)主油箱和各類油管道清潔并達(dá)到GE公司要求的NAS等級。主要包括潤滑油、液壓油、頂軸油循環(huán)，與汽輪機(jī)油系統(tǒng)不同，燃機(jī)所有油均為VG32透平油，并都取自于輔機(jī)底部油箱。液壓油和頂軸油循環(huán)與潤滑油系統(tǒng)類似，按GE公司的要求，潤滑油系統(tǒng)需達(dá)到8級，液壓油和頂軸油需達(dá)到5級，同時含水率小于100ppm。油循環(huán)過程中采取的措施主要是斷開各軸承進(jìn)油口，并在回油口處加盲板隔離，啟動潤滑油泵并增加臨時板式濾油機(jī)24小時不間斷沖洗過濾循環(huán)，期間應(yīng)停泵清理主油箱若干次。每臺燃機(jī)油循環(huán)時間大約20天左右，取樣合格，達(dá)到了GE的要求。

2．2 CO2噴放試驗失敗

作為燃機(jī)啟動前的重點系統(tǒng)，CO2滅火系統(tǒng)需要在罩殼內(nèi)完成完全噴放試驗（full discharge test）,以檢驗罩殼內(nèi)CO2氣體的濃度(見圖1CO2氣體管道在燃機(jī)罩殼內(nèi)的分布)，并同步檢驗罩殼的嚴(yán)密性，CO2系統(tǒng)的完整性。2013年5月1日12:00啟動開始噴放，并記錄罩殼內(nèi)濃度數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)各區(qū)間濃度不合格。濃度不到標(biāo)準(zhǔn)值的一半，試驗完成后我方立即組織人員檢查系統(tǒng)。發(fā)現(xiàn)末端噴嘴處有少量水溢出，經(jīng)研究找到了原因。原來CO2管道系統(tǒng)安裝完成后按GE的手冊要求，管道需要做水壓試驗，試驗壓力等于設(shè)計壓力1.5倍=70bar×1.5=105bar，因水壓試驗后并未對系統(tǒng)進(jìn)行徹底吹掃，管道系統(tǒng)中存在一定數(shù)量的液體水。當(dāng)CO2噴放試驗時，CO2氣體從氣瓶中噴出來，此反應(yīng)為氣化反應(yīng)，反應(yīng)過程大量吸熱，導(dǎo)致整個系統(tǒng)和管道中溫度驟降，觀察氣瓶和管道外壁均有“凝霜”現(xiàn)象，而管道內(nèi)部因存在殘留的水而結(jié)冰，堵塞了管道，后續(xù)氣體不能通過，試驗失敗。二次試驗前我方組織人對整個系統(tǒng)進(jìn)行了壓縮空氣吹掃，吹干殘留的水分。后試驗一次成功，解決了該問題。

圖1 CO2氣體管道在燃機(jī)罩殼內(nèi)的分布

2．3 燃機(jī)霧化空氣溫度高

某日在點火啟動過程中發(fā)現(xiàn)，點火后約5分鐘，準(zhǔn)備并網(wǎng)時候燃機(jī)跳機(jī)，Mark IV上顯示原因是霧化空氣溫度高。因為霧化空氣取自壓氣機(jī)內(nèi)部并經(jīng)霧化空氣壓氣機(jī)壓縮之后在點火噴嘴處與燃油混合，起到了霧化燃油使之燃燒更充分的作用。壓氣本身溫度較高，故系統(tǒng)需要冷卻水降溫，冷卻水系統(tǒng)中有自動調(diào)節(jié)溫控閥VTR2-1。該閥設(shè)定值為107±2℃，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)，因項目停工太久，導(dǎo)致該閥門溫度控制器失效，無法實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)功能。后手動調(diào)節(jié)該閥門至正常，解決該問題。

2．4 燃油泵出口旁路門故障導(dǎo)致點火失敗

某日3#燃機(jī)在啟動點火時發(fā)現(xiàn)，無論如何努力，總是點火失敗，Mark IV顯示點火流量大，因點火油量主要由主燃油泵出口旁路門控制，于是開啟該閥門至最大值，仍點火失敗。查就地后發(fā)現(xiàn)，主油泵出口旁路門（VC3）閥桿斷裂，失去調(diào)節(jié)作用。后現(xiàn)場拆卸該閥門，采用加工閥桿并焊接的方式重新裝回閥門，并調(diào)節(jié)行程，再次點火成功。

2．5 重油溫度低無法投用

南迪普項目燃機(jī)設(shè)計燃料為輕、重油兩種，一般點火啟動并網(wǎng)，至20MW負(fù)荷使用輕油，之后逐步切換至重油。因重油黏度較大，冷態(tài)情況下基本無法流動，故全場重油輸送管道均設(shè)計了伴熱管道，按GE要求送進(jìn)燃燒室內(nèi)的重油溫度必須控制在115～121℃，溫度區(qū)間極小。這就要求在投重油前，先啟動重油前置模塊（供油泵），采取一邊循環(huán)一邊加熱，直至滿足GE要求的溫度區(qū)間。某日系統(tǒng)點火并網(wǎng)一切正常，輕油帶負(fù)荷的同時，運(yùn)行也啟動了重油系統(tǒng)并投了加熱，但加熱半小時后檢查輕重油切換三通閥（FV358）前溫度始終只有40℃，遠(yuǎn)低于要求的溫度，檢查系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)，重油加熱器內(nèi)蒸汽溫度已到200℃，加熱器出口重油溫度也有150℃，后分析原因，可能是重油過濾模塊內(nèi)重油溫度較低，造成重油系統(tǒng)無法循環(huán)流動，故現(xiàn)有加熱只是局部加熱。后調(diào)整方法，打開重油過濾模塊排空門排放，增加系統(tǒng)流動速度，溫度逐步回升，并最終達(dá)到115℃，圓滿解決該問題。

2．6 燃機(jī)初次啟動振動大

3#燃機(jī)首次點火沖轉(zhuǎn)時發(fā)現(xiàn)，Max Vib軸承振動較大，尤其時負(fù)荷間3#軸承，并有連續(xù)不穩(wěn)定的趨勢，最大時達(dá)到8～9mm/s，瀕臨警報值12.7mm/s，對安裝單位來說，轉(zhuǎn)動機(jī)械的振動和溫度時衡量安裝好壞的重要指標(biāo)。半小時后，振動恢復(fù)正常，并網(wǎng)后振動維持在3～4mm/s。后分析原因，燃機(jī)不同于汽輪機(jī)，因燃燒室內(nèi)最高溫度達(dá)1200℃，設(shè)備受熱之后急劇膨脹，所以輔機(jī)-燃機(jī)，燃機(jī)-發(fā)電機(jī)聯(lián)軸器都是偏心聯(lián)接，燃機(jī)整體朝輔機(jī)膨脹，相應(yīng)燃機(jī)底部前后分別安裝有膨脹點和固定點。燃機(jī)首次膨脹受阻、不均勻膨脹都會導(dǎo)致劇烈振動。應(yīng)就地檢查膨脹情況，特殊時應(yīng)調(diào)整固定和膨脹點，使燃機(jī)自由膨脹后，振動自然恢復(fù)正常。

2．7 IGV角度與轉(zhuǎn)速故障

某日2#燃機(jī)在點火沖轉(zhuǎn)過程中，發(fā)現(xiàn)當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到1256r/min時，系統(tǒng)跳閘并發(fā)出故障，IGV angel trouble角度故障。經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)，IGV角度與轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速成一定比例關(guān)系，正常條件下當(dāng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)速上升時IGV角度會自動調(diào)節(jié)并增大，以滿足一定的進(jìn)氣要求。但Mark Iv上顯示IGV角度已經(jīng)上升，就地檢查發(fā)現(xiàn)，實際IGV角度并未增加，但液壓油系統(tǒng)完好，IGV執(zhí)行器也無故障。后經(jīng)繼續(xù)檢查發(fā)現(xiàn)IGV執(zhí)行器90TV-1上電磁閥線圈燒毀，導(dǎo)致液壓油系統(tǒng)無法正常控制，IGV角度無法調(diào)節(jié)，更換該線圈后解決該問題。

3 結(jié)語

通過不段的分析實踐并總結(jié)，圓滿解決了該9E型燃機(jī)安裝和調(diào)試過程中出現(xiàn)的各種問題，最終實現(xiàn)了燃機(jī)并網(wǎng)發(fā)電及可靠性運(yùn)行。