燃氣輪機燃燒故障原因與檢修策略探究

萬欣

摘 要：隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，電力能源需求量也在不斷增加，為了滿足人們電力需求，需要加大力度研究。電力資源作為電力生產(chǎn)主要設備之一，燃氣輪機發(fā)揮了重要作用，本文就燃氣輪機燃燒故障展開研究，主要分析了汽輪機燃燒故障原因，并提出了一些防范措施和檢修策略，以供參考。

關(guān)鍵詞：燃氣輪機;燃燒故障;檢修

城市用電需求量不斷增加，燃氣和蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機組應用越發(fā)廣泛，我國開始加大力度引進燃氣輪機設備，將其作為重要重型發(fā)電機。而設備使用時受到各種因素影響，容易發(fā)生燃燒事故，影響燃氣輪機安全穩(wěn)定運行，因此為保證燃氣輪機運行，需要對燃氣輪機燃燒故障展開深入分析。

一、燃氣輪機燃燒故障情況

本研究以本公司PG9型燃氣輪機為例展開研究，根據(jù)規(guī)定，該設備正常運行狀態(tài)下采用180號重油燃料，自投產(chǎn)以來遇到了很多問題，其中由于燃燒故障導致的跳級、停機時間原因難以查明，導致再次啟動受到影響。對此，本文就此展開研究。根據(jù)控制系統(tǒng)監(jiān)視燃機發(fā)現(xiàn)，燃機排氣部位順著圓周方向均勻分布一些排氣熱電偶，用于對燃機排氣溫度進行檢測，在機組發(fā)生燃燒惡化事故時，排氣溫度會呈現(xiàn)明顯分散現(xiàn)象，若是排氣溫度分散度過大則會導致燃燒故障報警[1]。實際運行時，排氣分散度變大發(fā)生原因較多，例如噴嘴被卡住、熱電偶異常等等。

二、燃氣輪機燃燒故障原因與防范措施

（一）燒損故障

1號燃機投產(chǎn)應用后，正常運行狀態(tài)下由于排氣溫度分散度變大而出現(xiàn)停機，通過檢修更換燃油噴嘴逆止閥之后，燃機啟動直到全速再次由于排氣溫度分散變大出現(xiàn)跳機現(xiàn)象。之后，通過反復更換逆止閥、噴嘴、流量分配器等部件后仍然無改善效果，最后檢查火焰筒、過渡段發(fā)現(xiàn)燃機下有幾個火焰筒、過渡段以及聯(lián)焰管存在燒損現(xiàn)象。通過檢查更換重新將燃機啟動，此時排氣分散度已經(jīng)正常。

事故原因：燃燒室部位啟動失敗是由于泄油閥堵塞，底部輕重油集取。燃油逆止閥出現(xiàn)泄露是由于燃油在高負荷跳機之后進行燃油沖洗導致清油進入到燃燒室中。而泄油閥堵塞導致輕油在燃燒室底部集聚，導致爆燃現(xiàn)象出現(xiàn)，進而使過渡段、燃燒室出現(xiàn)燒損問題[2]。而在這一現(xiàn)象出現(xiàn)后，壓氣機排氣通過燒出孔油進入到熱通道，混合高溫燃機導致該部位燃氣溫度下降，進而使燃機排氣溫度下降。

針對上述故障及其發(fā)生原因，本人提出在啟停燃機時，需要檢查啟動失敗的泄油閥運行是否正常。燃機高負荷運行下發(fā)生跳機現(xiàn)象，可以在冷拖下使用輕油對其沖洗。而對燃機可以采用通風清吹措施避免發(fā)生逆止閥泄露和輕油進入出現(xiàn)爆燃現(xiàn)象。燃機在使用輕油進行沖洗時，需要加大力度監(jiān)視燃機排氣溫度，若是排氣溫度升高需要即可停止。開缸大修完成后，需要沖洗燃機燃油管路，同時清理干凈缸內(nèi)。

（二）管道堵塞

本公司燃機運行一段時間后發(fā)現(xiàn)，2號燃機高負荷運行時會出現(xiàn)排氣分散度明顯上升的現(xiàn)象，通過檢查可以發(fā)現(xiàn)，14路燃油噴嘴逆止閥前有明顯壓力上升問題，其中有些部位壓力相對于其他各點壓力明顯隨著負荷增加而上升。高負荷狀態(tài)下，重油壓力明顯出現(xiàn)劇烈波動，停機之后更換燃油噴嘴，盡管排氣分散度改善但是仍然存在壓力偏高現(xiàn)象。對此，通過機組檢修由專業(yè)清洗人員徹底清洗燃油管道，該問題得以解決。

事故原因：燃油噴嘴異物會導致旋流器孔堵塞，其逆止閥卡住會導致逆止閥無法全部打開。燃機長期運行會有大量油垢在燃油管道導致內(nèi)徑縮小進而出現(xiàn)節(jié)流現(xiàn)象。積碳、積垢都是由于運行時間長而缺乏定期清理導致的，問題越嚴重高負荷下的主燃油泵出口壓力會上升，導致主燃油泵的出口泄壓閥動作，卸掉壓力進而引發(fā)熄火跳閘故障。

針對上述故障及其發(fā)生原因，本人提出控制重油濾網(wǎng)，盡量減少燃機重油雜質(zhì)。燃機燒重油運行穩(wěn)定時要盡量降低重油溫度，防止重油析出碳物質(zhì)導致管道積碳。所用抑釩劑時要盡量選擇不易結(jié)垢的[3]。此外，需要定期檢查維護燃油噴嘴，及時更換堵塞部件。

（三）分配器故障

2號燃機水洗完成后發(fā)現(xiàn)排氣分散度變大，負荷為75WM時由于排氣分散度變大出現(xiàn)跳機現(xiàn)象。檢查后發(fā)現(xiàn)，負荷增加導致排氣分散度也變大，通過更換燃油噴嘴和逆止閥后，全速狀態(tài)下的燃機排氣分散度仍然比較大，對燃油噴嘴、逆止閥再次檢查后并未發(fā)現(xiàn)任何異常現(xiàn)象，最終只能將流量分配器更換，運行恢復正常。

故障原因：本公司所用燃油流量分配器均為齒輪形式，是在大齒輪周上嵌合14對尺寸一致嚙合小齒輪，基于齒輪轉(zhuǎn)速流量相同這一原理將燃油分成14路。流量分配器解體之后可以發(fā)現(xiàn)，有組小齒輪進油部位由于長期運行出現(xiàn)磨損，導致該組齒輪的進油量和出油量都有增加，使燃油流量無法均勻分配，出現(xiàn)燃燒故障。

針對上述故障及發(fā)生原因，本人提出在運行過程中需要加大力度監(jiān)測燃油噴嘴止逆閥的閥前壓力變化，若是壓力有偏差則需要及時檢查故障發(fā)生原因，消除故障。定期維護檢查流量分配器。若是燃機在停機狀態(tài)下仍然較高，則需要及時檢查轉(zhuǎn)速探頭以及流量分配器，查看這兩個部件是否出現(xiàn)故障[4]。

結(jié)束語：

綜上所述，燃氣發(fā)電裝置中，燃氣輪機屬于核心部件，其影響著發(fā)電效率以及安全生產(chǎn)，要想保證燃氣輪機始終處于安全、高效運行狀態(tài)，相關(guān)部門需要做好維護檢修工作，并了解故障排除措施，明確預維護方法，預測設備存在的潛在故障，并排除故障、

參考文獻：

[1]李德兵.燃氣輪機燃燒室部件故障研究[J].熱力透平，2020，49（2）：3.

[2]黃偉，張澤發(fā).基于相似度分析的電站燃氣輪機燃燒室故障預警研究[J].上海電力大學學報，2020，36（3）：5.

[3]夏小勇，查獻剛，張新儀.某發(fā)電廠燃氣輪機燃燒脈動超限的原因分析[J].燃氣輪機技術(shù)，2020，33（3）：4.

[4]王軍.火電廠汽輪機的常見故障和檢修策略分析[J].內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟，2020（5）：1.