楊立國(guó)

中國(guó)航發(fā)燃?xì)廨啓C(jī)有限公司 遼寧 沈陽(yáng) 110000

一、故障現(xiàn)象及分析

新疆哈密煤化工尾氣綜合利用宣力發(fā)電項(xiàng)目新建2臺(tái)9E燃機(jī)聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組及公輔設(shè)施。2016年9月20日，#1機(jī)組第5次點(diǎn)火達(dá)到3000r/min，在全速空載狀態(tài)下運(yùn)行約20分鐘時(shí)，出現(xiàn)排煙溫度分散度超限，引起機(jī)組故障跳機(jī)。

1、故障分析。故障樹(shù)分析(FTA)作為一種由上往下的演繹式失效分析法，利用布林邏輯組合低階事件，分析系統(tǒng)中不希望出現(xiàn)的狀態(tài)，用

來(lái)了解系統(tǒng)失效的原因，確認(rèn)某一安全事故或是特定系統(tǒng)失效的發(fā)生率。首先通過(guò)對(duì)頂事件產(chǎn)生的原因進(jìn)行系統(tǒng)和全面的分析排查，以故障樹(shù)的形式將所有導(dǎo)致該故障發(fā)生的根源逐一羅列。

一般而言，造成運(yùn)行中機(jī)組排煙分散度高主要有以下幾種情況:

1)測(cè)量元件及線路問(wèn)題

a)排煙熱電偶損壞或者開(kāi)路；

b)端子排上出現(xiàn)接觸不良，使得測(cè)量值遠(yuǎn)遠(yuǎn)偏于實(shí)際值。

2)燃料系統(tǒng)和燃料噴嘴

a)連接燃料噴嘴的軟管破損活法蘭漏氣，造成進(jìn)噴嘴燃料量異常；

b)燃油分配器出口壓力不均；

c)霧化空氣氣動(dòng)參數(shù)；

d)燃料噴嘴受異物影響堵塞；

e)燃料噴嘴燒蝕。

3)燃燒室部件

a)燃燒室外缸或端蓋受損，泄露；

b)火檢或火花塞連接固定處泄露；

c)聯(lián)焰管外管套泄露。

4)燃燒熱部件

a)火焰筒燒穿、破裂或變形；

b)過(guò)渡段燒穿、破裂或變形；

c)聯(lián)焰管燒損。

5)透平噴嘴

a)透平一級(jí)噴嘴燒損；

b)透平一級(jí)噴嘴冷卻孔受堵，葉片變形等。

6)水洗引起

a)88TK風(fēng)機(jī)風(fēng)管大量進(jìn)水；

b)排氣缸大量積水。

2、故障定位。通過(guò)對(duì)故障樹(shù)6個(gè)底事件的分析排查，逐層收網(wǎng)，定點(diǎn)擊破，定位故障原因?yàn)殪F化空氣溫度過(guò)低。這是由于燃料在該狀態(tài)下為輕柴油(該機(jī)組起動(dòng)過(guò)程使用的燃料為輕柴油，當(dāng)機(jī)組加負(fù)載至約3MW時(shí)才能將輕柴油切成較低熱值的煤氣)，而在燃燒輕柴油時(shí)霧化空氣也會(huì)伴隨油進(jìn)入噴嘴，起到油霧化作用。

回放霧化空氣在運(yùn)行過(guò)程中各項(xiàng)歷史參數(shù)(壓力、溫度等)的變化，與排煙溫度分散度曲線進(jìn)行對(duì)比分析，霧化空氣的溫度曲線與排煙溫度分散度曲線有一定的關(guān)聯(lián)性。再次起機(jī)試驗(yàn)，通過(guò)調(diào)節(jié)霧化空氣冷卻器閉式水進(jìn)口閥門的開(kāi)度，將霧化空氣溫度由原來(lái)80℃升至95℃，發(fā)現(xiàn)排煙溫度分散度收斂，后經(jīng)過(guò)幾次反復(fù)試驗(yàn)，繼續(xù)將霧化空氣升溫，升至103℃之后分散度開(kāi)始逐漸接近理想值；霧化空氣再升高，超過(guò)103℃后發(fā)現(xiàn)排煙溫度分散度又開(kāi)始變大。之后幾次起機(jī)監(jiān)視霧化空氣溫度，讓其保持在一定的溫度范圍內(nèi)，燃機(jī)未發(fā)生排氣溫度分散度故障問(wèn)題，排故措施有效。

一般而言，在正常運(yùn)行中機(jī)組各排煙溫度應(yīng)當(dāng)是均勻而且穩(wěn)定的。所以，一旦在運(yùn)行中出現(xiàn)各熱電偶測(cè)量值偏大的情況，則說(shuō)明燃燒系統(tǒng)很有可能已經(jīng)出現(xiàn)的故障。如在一定時(shí)間內(nèi)偏差未減小甚至出現(xiàn)了不斷惡化的情況，則對(duì)燃機(jī)的安全正常運(yùn)行會(huì)帶來(lái)極大的危害。所以，在運(yùn)行中加強(qiáng)對(duì)排煙分散度的監(jiān)視，也是對(duì)燃機(jī)噴嘴、燃燒室、過(guò)渡段和透平等高溫部件工作運(yùn)行狀況的整體評(píng)估。

二、排煙溫度分散度―影響燃機(jī)正常運(yùn)行的重要參數(shù)

作為在燃機(jī)運(yùn)行中一項(xiàng)重要的指標(biāo)，監(jiān)視排煙溫度分散度的狀況是非常重要的，尤其是在滿負(fù)荷的情況下。

首先，應(yīng)該盡量把排煙溫度分散度控制在比較小的范圍內(nèi)運(yùn)行。從其他類型燃機(jī)的運(yùn)行和檢修情況來(lái)看，平時(shí)運(yùn)行時(shí)排煙溫度分散度高的機(jī)組，其熱通道部件的損壞遠(yuǎn)大于排煙溫度分散度低的機(jī)組。有些機(jī)組雖然運(yùn)行時(shí)排煙溫度分散度只是接近報(bào)警值，但其熱部件的損壞也已相當(dāng)嚴(yán)重。因此，只有確保小的排煙溫度分散度，才能確保整個(gè)熱通道中有比較均勻的溫度場(chǎng)，使熱通道部件有較長(zhǎng)的使用壽命。

其次，必須嚴(yán)密監(jiān)視排煙溫度分散度的變化。當(dāng)短時(shí)期內(nèi)排煙溫度分散度有較大的變化時(shí)，說(shuō)明有新的故障產(chǎn)生，應(yīng)該認(rèn)真分析，逐項(xiàng)排查，盡早排除故障，使排煙溫度分散度恢復(fù)正常。第三，當(dāng)排煙溫度顯示某些點(diǎn)超溫報(bào)警甚至達(dá)到停機(jī)值時(shí)，說(shuō)明上游很可能出現(xiàn)溫度場(chǎng)不均勻情況，尤其是在報(bào)警的點(diǎn)相鄰時(shí)。雖然它們只是報(bào)警而不是真正達(dá)到停機(jī)，但從保護(hù)熱通道部件的角度出發(fā)，應(yīng)盡量避免在該情況下長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，最好的方法是降低負(fù)荷，待以后查找原因，消除故障。

三、結(jié)語(yǔ)

霧化空氣的溫度對(duì)燃機(jī)排煙溫度分散度有很大的影響，排煙溫度分散度在一定程度上能夠及時(shí)快速的反應(yīng)出機(jī)組運(yùn)行的實(shí)際情況。所以在機(jī)組試運(yùn)期間要時(shí)刻監(jiān)視霧化空氣溫度變化及排煙溫度分散度顯得尤為重要。當(dāng)排煙溫度分散度大或者排煙溫度場(chǎng)不均勻時(shí)，控制系統(tǒng)會(huì)及時(shí)發(fā)出報(bào)警，提醒運(yùn)行人員采取對(duì)應(yīng)措施，或者直接發(fā)出停機(jī)指令，以防止事故進(jìn)一步擴(kuò)大。