汪習文
(中海油能源發(fā)展采油服務公司,天津塘沽,郵編:300452)
透平是以連續(xù)流動的氣體為工質的旋轉熱力機械。它是由壓氣機、燃燒室和渦淪三大部分以及相應輔助設備等組成的成套動力裝備。圖1是燃氣輪機簡單工作循環(huán)原理圖:
圖1 燃氣輪機組工作原理圖
簡單的說就是一個熱力學原理:
進氣----壓縮---燃燒---膨脹做功---排氣
工作原理:它以空氣做為工質,工作時,壓氣機從外界大氣中吸入空氣,并把它進行壓縮,經過壓縮的氣體進入燃燒室,與噴入的燃料相混合,點火燃燒,燃燒后產生高溫高壓的熱能和壓力能。具有高溫高壓的熱能和壓力能進入渦輪膨脹作功,推動壓氣機轉子以及動力透平一起做高速旋轉運動,從而驅動其他機械及發(fā)電機發(fā)電。產生的廢氣則排放到大氣中。這樣完成了一個熱力學循環(huán),能量轉變過程即:透平先將燃料中的化學能轉變?yōu)闊崮?,然后將熱能轉變?yōu)闄C械能或其他能,機械能又帶動發(fā)電機轉化為電能。
201 1年2 月24日,SolarC機在做完月度保養(yǎng)后進行啟機試運行。在選擇燃油模式啟動時,出現點火失敗故障。
啟機過程中發(fā)現透平在冷機狀態(tài)下選擇柴油啟機點不著火,但選擇天燃氣啟機時點火正常。透平在熱機狀態(tài)下柴油點火正常,點火成功后透平爬升速度很快,油氣切換也正常。
透平在熱機狀態(tài)下柴油能夠點火正常,在熱機和冷機狀態(tài)天然氣點火均正常,這種情況說明:
1)選擇天燃氣模式啟機正常,說明透平火花塞打火沒有問題,至少火花塞能夠打火,只是點火時火
花大小不能確定;
表1 Solar Turbine柴油點火故障及處理方法表
2)天燃氣點火成功說明啟機時點火空氣肯定有供給,但供氣壓力大小不能確定;
3)熱機時柴油點火成功說明點火柴油肯定有供給,但是點火時柴油供油量多少不能確定;
4)熱機柴油點火成功后,透平爬升速度很快,油氣切換也正常。這表明燃料噴嘴肯定有柴油供給;
5)透平在熱機狀態(tài)下點火正常,且爬升速度較快,由此可以看出柴油運行時燃料噴嘴的燃料噴入量較為正常,但柴油霧化是否良好不能確定。
綜合以上的分析,可以初步確認的是透平在冷機狀態(tài)下點火不成功的原因主要有柴油、濾器、流量調節(jié)閥等因素,相應地處理方法歸納如表1:
Solar Turbine柴油點火失敗后,在機組允許可再次使用柴油模式點火時,要注意觀察柴油供給點火管線的壓力和流量及電子流量調節(jié)閥的開度。如果點火仍然失敗,可改用天然氣模式再次啟動。
如果天然氣模式點火成功,可證明:火花塞,On-Line Filter,無故障;點火探頭,儀表信號傳輸均正常。天然氣模式點火成功且天然氣切換柴油模式正常;證明燃燒室噴嘴正常。應從柴油流量及點火空氣兩方面著重檢查。
首先檢查自清潔濾器,因為自清潔濾器是經常被我們忽略的問題,并且每次洗車時沒有更換自清濾器;檢查自清濾器后再檢查高壓濾器和雙聯濾器。柴油供給也可從柴油泵出口壓力方面著手檢查,低壓油泵出口壓力一般在50-170kPa,高壓油泵出口壓力一般在3.7-6.8MPa??蓹z查泵壓是否在此范圍內。節(jié)流孔板的臟堵也可造成柴油供給異常,節(jié)流孔板FO934臟堵會導致點火油路中泄放油量減少,而FO936臟堵則會造成點火用油減少。柴油過多,過少都會導致點火失敗。
另外也可手動調整燃油控制閥供油量調節(jié)桿(縮短2扣,延長2扣,各分2次進行)打開燃油控制閥ELF344的閥蓋,對點火燃油供油量調節(jié)桿進行調節(jié)(縮短1扣,分2次進行;延長1扣,分2次進行)。分別調節(jié)主柴油路和點火油路閥門開度。
點火空氣供給壓力不足,霧化空氣量太小導致柴油霧化效果不好也可導致點火失敗,此類故障可從以下器件查找:點火空氣壓力調節(jié)閥,電磁閥L348-2/L350-1和L348-1,On-Line Filter臟堵和點火管線臟堵四方面考慮。首先可對點火管線吹掃,排除其臟堵的可能。其次可手動調節(jié)點火空氣壓力調節(jié)器(增大2扣,減小2扣,各分2次進行),如果繼續(xù)點火失敗,可更換On-Line Filter,再次試點火,如仍點火失敗懷疑電磁閥L348-2/L350-1和L348-1動作不靈敏,可考慮更換新閥。
以上便是可能導致SOLAR C機點火失敗的原因及故障的簡單排除方法。經過對主柴油路,點火油路及點火空氣路自身的檢查,清洗節(jié)流孔板,更換柴油了濾器,更換空氣路電磁閥等措施,找到了最終導致SOAR C機點火失敗的根本原因為:點火空氣路電磁閥L350-1閥芯動作失靈,空氣通道不通暢,造成空氣節(jié)流損失大,壓力降低,霧化空氣量太小造成柴油霧化不良,從而導致點火失敗。
[1]《工程設施操作手冊》第八冊 海洋石油開發(fā)工程設計﹝塘沽﹞公司 1994年1月
[2]《工程操作培訓手冊》第八冊 PL19-3一期生產項目組 2002年5月
[3]《Solar Technical Training》 A Caterpillar Company 2004年