M701F3型燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室壓力波動(dòng)大跳閘原因分析及處理方法

宋飛翔

（中海福建燃?xì)獍l(fā)電有限公司，福建 莆田 351156）

三菱M701F3型燃?xì)廨啓C(jī)采用預(yù)混與擴(kuò)散相結(jié)合的燃燒方式，以保證低負(fù)荷工況下燃燒的穩(wěn)定性和高負(fù)荷工況下較低的NOx。預(yù)混燃燒的穩(wěn)定范圍較窄，易產(chǎn)生燃燒振蕩現(xiàn)象。燃燒振蕩發(fā)生時(shí)，聲波、流體力學(xué)和放熱之間相互作用，放熱量和燃燒壓力大幅波動(dòng)，使系統(tǒng)性能下降并降低燃燒室的使用壽命，嚴(yán)重時(shí)直接損壞熱部件。

為了保護(hù)熱部件，M701F3型燃?xì)廨啓C(jī)采用了CPFM （燃燒壓力波動(dòng)監(jiān)視系統(tǒng)） 對(duì)燃燒狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)。當(dāng)燃燒振動(dòng)壓力達(dá)到保護(hù)設(shè)定值時(shí)，機(jī)組跳閘以保護(hù)熱部件。

1 異?，F(xiàn)象

2018年9月7日21：30某燃?xì)怆姀S(chǎng)#1機(jī)負(fù)荷由360 MW降至300 MW，降負(fù)荷率4 MW/min。負(fù)荷降至355 MW時(shí)TCS報(bào)"#13燃燒室壓力波動(dòng) HH4 BAND LIMIT"、"#13燃燒室壓力波動(dòng) HH4 BAND ALARM"、"#14燃燒室壓力波動(dòng) HH4 BAND LIMIT"、"#14燃燒室壓力波動(dòng) HH4 BAND ALARM"、"#13加速度 HH4 BAND PRE-ALARM"、"COMBUSTION PRESS FLUCTUATION HI TRIP"機(jī)組跳閘。

9月8日#1機(jī)全天最高負(fù)荷300 MW，未出現(xiàn)報(bào)警。

9月9日早上啟機(jī)過(guò)程中，升負(fù)荷率4 MW/Min。負(fù)荷337 MW時(shí)TCS報(bào)"#14燃燒室壓力波動(dòng) HH4 BAND LIMIT"、"#14燃燒室壓力波動(dòng) HH4 BAND ALARM"、"#14燃燒室壓力波動(dòng) HH4 BAND LIMIT"、"#14燃燒室壓力波動(dòng) HH4 BAND ALARM"、"13加 速 度 HH4 BAND PRE-ALARM"，降負(fù)荷至330 MW后穩(wěn)定，后未再升負(fù)荷。

2 原因分析

CPFM聯(lián)鎖跳閘保護(hù)邏輯是當(dāng)某頻段同時(shí)出現(xiàn)兩個(gè)及以上燃燒器CPFM LIMIT-ALARM，CPFM發(fā)送跳機(jī)信號(hào)至TPS，保護(hù)動(dòng)作跳機(jī)。本次跳機(jī)出現(xiàn)比較突然，無(wú)預(yù)報(bào)警。根據(jù)燃?xì)廨啓C(jī)的原理，從以下幾方面分析。

（1） 按三菱的技術(shù)規(guī)范，最大升降負(fù)荷率為16.7 MW/min，本次負(fù)荷速率為4 MW/min，因此排除負(fù)荷率大而導(dǎo)致燃燒調(diào)節(jié)失衡。

（2） 查詢(xún)功率歷史曲線(xiàn)，跳機(jī)前功率無(wú)波動(dòng)，排除電網(wǎng)擾動(dòng)使發(fā)電機(jī)功率突變而影響到燃燒。

（3） 聯(lián)系LNG接收站，天然氣熱值和成份較前幾日無(wú)明顯變化，排除天然氣熱值變化造成燃燒不穩(wěn)。

（4） 9月4日進(jìn)行過(guò)離線(xiàn)水洗，比較水洗前后壓氣機(jī)的效率只提升約1%，效率提升不多，說(shuō)明壓氣機(jī)空氣進(jìn)氣量沒(méi)明顯增加，燃空比屬正常范圍，且水洗后4日、6日機(jī)組運(yùn)行均正常，所以認(rèn)為跟葉片水洗無(wú)關(guān)。

（5） 將9月7日跳機(jī)前機(jī)組運(yùn)行數(shù)據(jù)與8月份機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，認(rèn)為機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)量BPT與EXT等與GT功率無(wú)明顯異常，GT控制項(xiàng)目IGV、CSO、PLCSO及燃料系統(tǒng)均沒(méi)有異常。

（6） 對(duì)比BYPASS開(kāi)度曲線(xiàn)發(fā)現(xiàn)，9月7日在高負(fù)荷階段BYPASS開(kāi)度明顯偏大，說(shuō)明走旁路的空氣量偏大，使得進(jìn)入燃燒室的空氣偏少，燃空比不匹配，產(chǎn)生高頻振動(dòng)跳閘。

（7） BYPASS異常開(kāi)大的原因查看A-CPFM數(shù)據(jù)[CORRECTION LOG DISPLAY]后發(fā)現(xiàn)，從9月4日開(kāi)始，多次發(fā)生#17傳感器Low band報(bào)警A-CPFM自動(dòng)修正，并且在不同負(fù)荷段也發(fā)生此情況。

綜上所述，分析認(rèn)為是由于#17壓力波動(dòng)傳感器劣化，輸出信號(hào)偏低，發(fā)生Low band報(bào)警，引起機(jī)組A-CPFM自動(dòng)修正過(guò)量，使運(yùn)行點(diǎn)處于不穩(wěn)定邊界，最終導(dǎo)致#13、#14燃燒器HH4頻燃燒振動(dòng)，機(jī)組跳閘。

3 處理辦法

在未更換#17壓力波動(dòng)傳感器之前，將#17壓力波動(dòng)傳感器輸出強(qiáng)制為零；擇機(jī)更換#17壓力波動(dòng)傳感器。在A(yíng)-CPFM計(jì)算機(jī)上將控制參數(shù)恢復(fù)至#17號(hào)壓力波動(dòng)傳感器劣化之前，步驟如下：

（1） GT停機(jī)后，對(duì)#17傳感器解線(xiàn)。

（2） GT停機(jī)后，在邏輯頁(yè)GC101A SG02中對(duì)PLCSO設(shè)定變更的母函數(shù)ACPFM011-FX101重新設(shè)定，設(shè)定變更完畢后，將其邏輯上傳、下載到EMS電腦上，設(shè)定值如圖1所示。

圖1 PLCSO重置

（3） 刪 除#17燃 燒 器 從2012/9/4 00：00至2012/9/10 00：00的CPFA數(shù)據(jù)。

（4） 在OPS電腦GT OPERATION畫(huà)面上實(shí)施A-CPFM OFF→RESET→ON，消除不良的修正記錄。

（5） 在A(yíng)-CPFM電腦上對(duì)A-CPFM進(jìn)行RESET復(fù)位，消除報(bào)警數(shù)據(jù)。

4 防范措施

壓力波動(dòng)傳感器屬于高精密儀器，長(zhǎng)期工作在高溫區(qū)，其性能易劣化，因此需定期檢查A-CPFM數(shù)據(jù)，特別是機(jī)組水洗后、天然氣成份變化、燃燒調(diào)整后、運(yùn)行工況變化時(shí)。檢查步驟如下：

（1） 檢查A-CPFM計(jì)算機(jī)correction output頁(yè)面，首先reset停機(jī)后的報(bào)警值，檢查是否仍有報(bào)警，記錄報(bào)警信息和修正信息及修正原因；

（2） 檢查A-CPFM計(jì)算機(jī)alarm display頁(yè)面，首先reset停機(jī)后的報(bào)警值，檢查是否仍有報(bào)警，記錄報(bào)警信息；

（3） 檢查A-CPFM計(jì)算機(jī)symtem settings頁(yè)面，首先reset停機(jī)后的報(bào)警值，檢查是否仍有報(bào)警，記錄報(bào)警信息；

（4） 檢查A-CPFM計(jì)算機(jī)sensor abnormal頁(yè)面，檢查是否有傳感器異常，并記錄傳感器編號(hào)；

（5） 檢查A-CPFM計(jì)算機(jī)correction log 頁(yè)面，檢查修正信息及修正原因；

（6） 檢查A-CPFM計(jì)算機(jī)correction detail頁(yè)面，檢查修正詳細(xì)信息及修正原因；

（7） 檢查A-CPFM計(jì)算機(jī)plant status頁(yè)面，檢查機(jī)組狀態(tài)，記錄異常信息。