新型燃气轮设备调试中问题的剖析及治理

由于主燃料成分及热值的改变，与燃用天然气的燃机相比，我公司机组在硬件和软件上都有较大的改动。因此，在调试及运行过程中不免出现了一些故障。本文针对调试及运行生产中出现的一些典型故障，如燃机定速后火焰熄灭、辅助液压油泵不退出等进行了分析，探讨了排除运行故障的方法和消除缺陷的措施，现介绍如下。

1燃机定速后火焰熄灭

1. 1现象

燃机转速达到95% 98% SPD（额定转速）时火焰渐弱，到100%SPD时火焰很微弱， 3 5s后因火焰丢失遮断停机。在95% 100%SPD过程中，转速越大火焰越弱且有断火现象。

1. 2原因分析

分析燃机在95% 98%SPD前后火焰强度的4组瞬间记录值，可知火焰在95% SPD之前还比较强，但在97% SPD之后火焰开始变弱。在燃机转速达到95% 98% SPD时，转速逻辑14HS触发，燃机有如下动作：（ 1）压气机防喘放气阀关闭；（ 2） VA13- 13、VA13- 14开启，利用压气机排气对燃气喷嘴清吹冷却保护；（ 3）88TK- 1，88TK- 2投入，冷却透平二级静叶；（ 4）辅助滑油泵88QA和辅助液压油泵88HA停。

确认无误后，通过分析，初步判断可能引起火焰熄灭的原因为：（1） 95% 98% SPD时，燃机处于升速状态，火焰不稳定。而此时压气机防喘放气阀关闭，进入燃烧室的空气流量突然增大，从而吹熄火焰；（2）由于95% 98%SPD时，空气清吹系统VA13 - 13、VA13- 14开启，利用压气机排气对燃气喷嘴清吹，这股清吹空气可能将本不稳定的火焰吹熄；（ 3）燃烧室一、二次风配比不合理。

需要说明的是， PG6581B机组燃烧天然气时没有配置空气清吹系统。在烧天然气的燃烧室中，气体燃料喷嘴隐藏在空气旋流器流道中，受到空气旋流器冷却空气的保护，故无需另外的清吹保护系统。

本机组的主燃料是中热值煤气，由于气体燃料成份和热值的变化，煤气燃烧室的气体燃料喷嘴改动较大。在烧轻柴油时气体燃料喷嘴没有工作，没有燃料气及冷却空气的保护，因此必须安装空气清吹系统来冷却保护气体燃料喷嘴。具体措施是：在燃用液体燃料（轻柴油）期间，从压气机排气系统AD9抽取一定量的压缩空气注入气体燃料系统，从气体燃料喷嘴头部射入燃烧室，达到冷却气体燃料喷嘴的效果，确保机组稳定安全运行。

针对以上分析，我们设计了两个试验：（ 1）关闭防喘放气阀对火焰强度的影响通过修改程序，设定防喘放气阀在并网前不关闭。再次启机，发现当转速达到95% 98%SPD时，火焰较稳定，定速后火焰没有熄灭，且火焰强度较定速前略强。由此说明，防喘放气阀的关闭是火焰熄灭的主要原因。

（ 2）关闭空气清吹阀对火焰强度的影响在转速达95%SPD前强制VA13- 13、VA13- 14关闭，从95%SPD到定速的过程中，火焰强度与不强制其关闭时相比较变化不明显（见）。由此说明， 95% 98% SPD时，空气清吹系统VA13- 13、VA13- 14的开启对火焰强度无明显影响。

1. 3故障处理

通过修改程序，将防喘放气阀设定在并网后关闭，避免了此时空气流量和压力的突然波动对本不稳定火焰的影响。实践表明，修改程序后的机组火焰稳定，再没有发生过类似的故障。

2辅助液压油泵不退出

2. 1现象

燃机定速后辅助液压泵不退出，手动退出后发现液压油母管压力在3s内降为7 2MPa，然后迅速下降到4 0MPa，继续下降为0.

2. 2原因分析

产生上述现象的可能原因有：（ 1）主液压油泵故障，无流量，无压力；（ 2）主液压油泵出口管线破裂或法兰（或连接螺纹）松开；（ 3）主液压油泵溢流阀VR21故障。打开辅助液压油泵右侧油箱盖板后发现，在定速后辅助液压油泵依然运行，此时只有辅助液压油泵的溢流阀处有油溢出，当手动停辅助液压油泵后，辅助液压油泵和主液压油泵的溢流阀都没有油溢出，这说明VR21没有漏油，排除原因（ 3） ；在拆开主液压油泵出口单向阀前的连接螺纹后，发现在定速状态下，主液压油泵出口管有油流出，但无压力。由于液压油泵出口管线在油箱内，且在油面上，从油箱外无法判断管线是否破裂；接下来的分析发现，运行时主液压油泵进出口管都较热，说明油泵有流量，但不一定打压；另外运行时主液压泵无异常；基本排除原因（ 1）。停机后，解开液压泵出口连接螺纹和出口管线与单向阀前的连接螺纹，从燃机清吹用压气机出口接橡胶管连接已解开的出口管线入单向阀前的螺纹，用0 8MPa的压缩空气吹入时发现油箱中有较大的气流声，而这段管线的另一端只有很少的气，初步判断在油箱中的主液压油泵出口管线破裂或法兰（或连接螺纹）松开。

2. 3处理措施

处理此故障*好是将油箱中润滑油抽出，然后将松开的法兰或者连接螺纹紧固，清理油箱后再将润滑油注入油箱。由于没有现成的储存润滑油的容器（油桶、油罐） ，需现场制作，时间较长并且容易造成润滑油的二次污染。同时因燃机未开车，从而导致约40 000Nm 3 / h的合成煤气放空，约每小时3万元，浪费很大。为了赶时间和减少损失，决定在油箱上部另配管线，将主液压油泵出口与其溢流组合阀前的连接螺纹用干净的不锈钢管连接，氩弧焊焊接，绕开原有故障管线。这样不到6小时管线配好，重新启机，故障清除。以后，有机会再将原有故障管线修复，拆另配的临时管线。

3可转导叶（ IGV）不跟随

3. 1现象

在燃油启机过程中，当转速达到约85 5% SPD时由于可转导叶IGV不跟随，机组遮断。

3. 2原因分析正常开机过程中，燃机转速升至85 5% 87% SPD过程中， IGV应从34。

升到57。。此过程中， IGV不跟随原因可能为：（ 1）液压油系统故障；（ 2）可转导叶IGV机械故障；（ 3）电液伺服阀故障。

对可转导叶IGV进行静态标定时发现，设定任意角度时可转导叶IGV反馈固定为34，不跟随。进行多次标定后仍然如此，决定首先检查液压油系统。同时，找出对润滑油进行的分析报告，各项指标合格。对此故障，我们进行了以下试探性处理：（ 1）更换可转导叶IGV液压油管路过滤器；（ 2）微开液压油管线各放气阀放气。再次对可转导叶IGV进行标定， IGV角度跟随恢复正常，再次启机，开车成功。由此判定可能由于机组停车时间较长，油路系统进入了空气，导致了启机过程中的可转导叶IGV不跟。因此，以后在长时间停机后的开机前，我们都对各油系统（燃油系统、润滑油系统、液压油系统、遮断油系统）进行排气处理，再未发生类似事故。

4启动雾化空气压缩机过载

4. 1现象机组停机约20天后，燃机在作开机准备时发现启动雾化空气压缩机过载，电机发热，无法启动；对雾化空气压缩机盘动时，发现无法盘动。

4. 2原因分析产生上述现象的原因可能有：（ 1）电机故障；（ 2）压缩机轴弯曲变形；（ 3）压缩机叶轮锈蚀。

解开轴承套，分离电机轴与压缩机轴，盘动电机轴非常轻松，而压缩机轴依然不动，由此排除原因（ 1） ；对轴进行打表标定，没有弯曲，排除原因（ 2）。

解体压缩机后发现压缩机叶轮已锈蚀连接为一体。

因此，压缩机叶轮的严重锈蚀是引起启动雾化空气压缩机过载的原因。通过对燃机周围环境和运行情况进行分析，得出可能引起叶轮严重锈蚀的原因为：（ 1）我公司为化工企业，厂区内空气中H 2 S、SO 2等酸性气体浓度较高，容易发生酸性腐蚀；（ 2）燃气轮机周围为余热锅炉和空分界区，此两界区经常有蒸汽放空，致使燃气轮机现场空气湿度较大；（ 3）由于巡检、停车维护保养不及时，雾化空气压缩机在停运期间未曾手动盘车。

4. 3故障处理将叶轮取出，用煤油和120目砂纸将叶轮和压缩机内腔的锈迹除去，用抹布擦净后回装。在日常运行维护中，增加对启动雾化空气压缩机的盘车维护，规定每周盘车三次；并且在每次燃气轮机启动完成，启动雾化空气压缩机退出后，打开启动雾化空气压缩机出口放空阀，将压缩机内的残存空气及时排空，防止压缩机内热空气冷却析水而引起腐蚀。停机时照样定期盘车（包括其它转动设备） ，维护保养，定期更换润滑油。再次启动，运转正常，故障消除。

5结束语

我公司的燃气轮机组采用自主创新的新型多喷嘴水煤浆气化炉造气所得的中压合成煤气为主燃料，是国内**台以中热值煤气为燃料的机组。在调试运行过程中，由于原设计燃机前置系统不能完全满足燃机快速启动、安全经济运行的需要，我们对燃油、煤气、氮气等前置系统进行了改造。改造后前置系统已能满足燃机变工况、气油切换等安全运行的需要。通过一年多的运行维护实践，使我们的故障排除能力有了很大的提高，产生了显著的经济效益。在几次循环流化床锅炉故障时，依靠燃气轮机的余热锅炉产生的中压蒸汽，确保了整个化工系统的安全运行，避免了几次大系统的停车。燃气轮机联合循环在化工系统中的作用日益显著。燃气发电是一项复杂的技术密集型的系统工程，我们渴望通过技术交流使我们的故障排除能力得到进一步提高，共同提高燃气轮机联合循环机组运行的可靠性。