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      9E型燃?xì)廨啓C(jī)安裝調(diào)試技術(shù)探討

      2020-03-30 16:19:42彭沖
      中國(guó)設(shè)備工程 2020年2期
      關(guān)鍵詞:罩殼重油燃機(jī)

      彭沖

      (中電建湖北電力建設(shè)有限公司,湖北 武漢 430038)

      某國(guó)Nandipur工程建設(shè)規(guī)模為1套425MW級(jí)燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組;這套聯(lián)合循環(huán)機(jī)組由3臺(tái)PG9171E型燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)、3臺(tái)余熱鍋爐和1臺(tái)汽輪發(fā)電機(jī)構(gòu)成;1臺(tái)燃?xì)廨啓C(jī)排出的煙氣經(jīng)旁路煙道進(jìn)入1臺(tái)余熱鍋爐;3臺(tái)余熱鍋爐產(chǎn)生的蒸汽單元進(jìn)入汽機(jī)廠房后匯入母管進(jìn)入1臺(tái)汽輪機(jī)作功。其中3臺(tái)燃機(jī)功率分別為95.4MW(環(huán)境溫度30℃,HSFO重油基本工況),鍋爐與汽輪機(jī)機(jī)組整體分配功率大約138.9MW。

      1 存在問(wèn)題及現(xiàn)狀

      本項(xiàng)目燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組主要由輔機(jī)(Auxiliary),燃機(jī)(壓氣機(jī)Compressor、燃燒室Combustion chamber、透平Turbine),發(fā)電機(jī)(Generator)三大部分組成。其中,輔機(jī)主要是油系統(tǒng)(軸承潤(rùn)滑油、控制液壓油、發(fā)電機(jī)頂軸油)、相關(guān)的啟動(dòng)裝置(含盤(pán)車(chē)電機(jī),啟動(dòng)馬達(dá)和液力變扭器)和輔助系統(tǒng)(燃油泵、霧化空氣壓氣機(jī)等)組成;燃機(jī)室由壓氣機(jī):對(duì)進(jìn)氣增壓;燃燒室:通過(guò)對(duì)壓氣機(jī)的壓縮空氣燃燒加熱,增加工質(zhì)作功;透平:通過(guò)膨脹作功,熱能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能;發(fā)電機(jī):并網(wǎng)發(fā)電,并通過(guò)主變壓器輸送到132kV升壓站至全國(guó)電網(wǎng)。該項(xiàng)目因巴國(guó)政府換屆等政治原因被一度擱置。因燃機(jī)放置現(xiàn)場(chǎng)達(dá)4年之久,露天風(fēng)吹雨淋,又未進(jìn)行整體盤(pán)動(dòng)等措施,加之燃機(jī)為燃燒重油為原料,導(dǎo)致在安裝和調(diào)試、并網(wǎng)發(fā)電過(guò)程中,發(fā)生了一系列問(wèn)題和缺陷,后在我方的努力下,基本解決了各類(lèi)問(wèn)題并完成了燃機(jī)整套啟動(dòng)并網(wǎng)工作。

      2 探討解決方案

      2.1 燃機(jī)油循環(huán)

      燃機(jī)油循環(huán)是燃機(jī)啟動(dòng)點(diǎn)火前的一項(xiàng)重要工作,主要任務(wù)是保證燃機(jī)主油箱和各類(lèi)油管道清潔并達(dá)到GE公司要求的NAS等級(jí)。主要包括潤(rùn)滑油、液壓油、頂軸油循環(huán),與汽輪機(jī)油系統(tǒng)不同,燃機(jī)所有油均為VG32透平油,并都取自于輔機(jī)底部油箱。液壓油和頂軸油循環(huán)與潤(rùn)滑油系統(tǒng)類(lèi)似,按GE公司的要求,潤(rùn)滑油系統(tǒng)需達(dá)到8級(jí),液壓油和頂軸油需達(dá)到5級(jí),同時(shí)含水率小于100ppm。油循環(huán)過(guò)程中采取的措施主要是斷開(kāi)各軸承進(jìn)油口,并在回油口處加盲板隔離,啟動(dòng)潤(rùn)滑油泵并增加臨時(shí)板式濾油機(jī)24小時(shí)不間斷沖洗過(guò)濾循環(huán),期間應(yīng)停泵清理主油箱若干次。每臺(tái)燃機(jī)油循環(huán)時(shí)間大約20天左右,取樣合格,達(dá)到了GE的要求。

      2.2 CO2噴放試驗(yàn)失敗

      作為燃機(jī)啟動(dòng)前的重點(diǎn)系統(tǒng),CO2滅火系統(tǒng)需要在罩殼內(nèi)完成完全噴放試驗(yàn)(full discharge test),以檢驗(yàn)罩殼內(nèi)CO2氣體的濃度(見(jiàn)圖1CO2氣體管道在燃機(jī)罩殼內(nèi)的分布),并同步檢驗(yàn)罩殼的嚴(yán)密性,CO2系統(tǒng)的完整性。2013年5月1日12:00啟動(dòng)開(kāi)始噴放,并記錄罩殼內(nèi)濃度數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)各區(qū)間濃度不合格。濃度不到標(biāo)準(zhǔn)值的一半,試驗(yàn)完成后我方立即組織人員檢查系統(tǒng)。發(fā)現(xiàn)末端噴嘴處有少量水溢出,經(jīng)研究找到了原因。原來(lái)CO2管道系統(tǒng)安裝完成后按GE的手冊(cè)要求,管道需要做水壓試驗(yàn),試驗(yàn)壓力等于設(shè)計(jì)壓力1.5倍=70bar×1.5=105bar,因水壓試驗(yàn)后并未對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行徹底吹掃,管道系統(tǒng)中存在一定數(shù)量的液體水。當(dāng)CO2噴放試驗(yàn)時(shí),CO2氣體從氣瓶中噴出來(lái),此反應(yīng)為氣化反應(yīng),反應(yīng)過(guò)程大量吸熱,導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)和管道中溫度驟降,觀察氣瓶和管道外壁均有“凝霜”現(xiàn)象,而管道內(nèi)部因存在殘留的水而結(jié)冰,堵塞了管道,后續(xù)氣體不能通過(guò),試驗(yàn)失敗。二次試驗(yàn)前我方組織人對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行了壓縮空氣吹掃,吹干殘留的水分。后試驗(yàn)一次成功,解決了該問(wèn)題。

      圖1 CO2氣體管道在燃機(jī)罩殼內(nèi)的分布

      2.3 燃機(jī)霧化空氣溫度高

      某日在點(diǎn)火啟動(dòng)過(guò)程中發(fā)現(xiàn),點(diǎn)火后約5分鐘,準(zhǔn)備并網(wǎng)時(shí)候燃機(jī)跳機(jī),Mark IV上顯示原因是霧化空氣溫度高。因?yàn)殪F化空氣取自壓氣機(jī)內(nèi)部并經(jīng)霧化空氣壓氣機(jī)壓縮之后在點(diǎn)火噴嘴處與燃油混合,起到了霧化燃油使之燃燒更充分的作用。壓氣本身溫度較高,故系統(tǒng)需要冷卻水降溫,冷卻水系統(tǒng)中有自動(dòng)調(diào)節(jié)溫控閥VTR2-1。該閥設(shè)定值為107±2℃,經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn),因項(xiàng)目停工太久,導(dǎo)致該閥門(mén)溫度控制器失效,無(wú)法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)功能。后手動(dòng)調(diào)節(jié)該閥門(mén)至正常,解決該問(wèn)題。

      2.4 燃油泵出口旁路門(mén)故障導(dǎo)致點(diǎn)火失敗

      某日3#燃機(jī)在啟動(dòng)點(diǎn)火時(shí)發(fā)現(xiàn),無(wú)論如何努力,總是點(diǎn)火失敗,Mark IV顯示點(diǎn)火流量大,因點(diǎn)火油量主要由主燃油泵出口旁路門(mén)控制,于是開(kāi)啟該閥門(mén)至最大值,仍點(diǎn)火失敗。查就地后發(fā)現(xiàn),主油泵出口旁路門(mén)(VC3)閥桿斷裂,失去調(diào)節(jié)作用。后現(xiàn)場(chǎng)拆卸該閥門(mén),采用加工閥桿并焊接的方式重新裝回閥門(mén),并調(diào)節(jié)行程,再次點(diǎn)火成功。

      2.5 重油溫度低無(wú)法投用

      南迪普項(xiàng)目燃機(jī)設(shè)計(jì)燃料為輕、重油兩種,一般點(diǎn)火啟動(dòng)并網(wǎng),至20MW負(fù)荷使用輕油,之后逐步切換至重油。因重油黏度較大,冷態(tài)情況下基本無(wú)法流動(dòng),故全場(chǎng)重油輸送管道均設(shè)計(jì)了伴熱管道,按GE要求送進(jìn)燃燒室內(nèi)的重油溫度必須控制在115~121℃,溫度區(qū)間極小。這就要求在投重油前,先啟動(dòng)重油前置模塊(供油泵),采取一邊循環(huán)一邊加熱,直至滿(mǎn)足GE要求的溫度區(qū)間。某日系統(tǒng)點(diǎn)火并網(wǎng)一切正常,輕油帶負(fù)荷的同時(shí),運(yùn)行也啟動(dòng)了重油系統(tǒng)并投了加熱,但加熱半小時(shí)后檢查輕重油切換三通閥(FV358)前溫度始終只有40℃,遠(yuǎn)低于要求的溫度,檢查系統(tǒng)發(fā)現(xiàn),重油加熱器內(nèi)蒸汽溫度已到200℃,加熱器出口重油溫度也有150℃,后分析原因,可能是重油過(guò)濾模塊內(nèi)重油溫度較低,造成重油系統(tǒng)無(wú)法循環(huán)流動(dòng),故現(xiàn)有加熱只是局部加熱。后調(diào)整方法,打開(kāi)重油過(guò)濾模塊排空門(mén)排放,增加系統(tǒng)流動(dòng)速度,溫度逐步回升,并最終達(dá)到115℃,圓滿(mǎn)解決該問(wèn)題。

      2.6 燃機(jī)初次啟動(dòng)振動(dòng)大

      3#燃機(jī)首次點(diǎn)火沖轉(zhuǎn)時(shí)發(fā)現(xiàn),Max Vib軸承振動(dòng)較大,尤其時(shí)負(fù)荷間3#軸承,并有連續(xù)不穩(wěn)定的趨勢(shì),最大時(shí)達(dá)到8~9mm/s,瀕臨警報(bào)值12.7mm/s,對(duì)安裝單位來(lái)說(shuō),轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械的振動(dòng)和溫度時(shí)衡量安裝好壞的重要指標(biāo)。半小時(shí)后,振動(dòng)恢復(fù)正常,并網(wǎng)后振動(dòng)維持在3~4mm/s。后分析原因,燃機(jī)不同于汽輪機(jī),因燃燒室內(nèi)最高溫度達(dá)1200℃,設(shè)備受熱之后急劇膨脹,所以輔機(jī)-燃機(jī),燃機(jī)-發(fā)電機(jī)聯(lián)軸器都是偏心聯(lián)接,燃機(jī)整體朝輔機(jī)膨脹,相應(yīng)燃機(jī)底部前后分別安裝有膨脹點(diǎn)和固定點(diǎn)。燃機(jī)首次膨脹受阻、不均勻膨脹都會(huì)導(dǎo)致劇烈振動(dòng)。應(yīng)就地檢查膨脹情況,特殊時(shí)應(yīng)調(diào)整固定和膨脹點(diǎn),使燃機(jī)自由膨脹后,振動(dòng)自然恢復(fù)正常。

      2.7 IGV角度與轉(zhuǎn)速故障

      某日2#燃機(jī)在點(diǎn)火沖轉(zhuǎn)過(guò)程中,發(fā)現(xiàn)當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到1256r/min時(shí),系統(tǒng)跳閘并發(fā)出故障,IGV angel trouble角度故障。經(jīng)分析發(fā)現(xiàn),IGV角度與轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速成一定比例關(guān)系,正常條件下當(dāng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)速上升時(shí)IGV角度會(huì)自動(dòng)調(diào)節(jié)并增大,以滿(mǎn)足一定的進(jìn)氣要求。但Mark Iv上顯示IGV角度已經(jīng)上升,就地檢查發(fā)現(xiàn),實(shí)際IGV角度并未增加,但液壓油系統(tǒng)完好,IGV執(zhí)行器也無(wú)故障。后經(jīng)繼續(xù)檢查發(fā)現(xiàn)IGV執(zhí)行器90TV-1上電磁閥線(xiàn)圈燒毀,導(dǎo)致液壓油系統(tǒng)無(wú)法正??刂疲琁GV角度無(wú)法調(diào)節(jié),更換該線(xiàn)圈后解決該問(wèn)題。

      3 結(jié)語(yǔ)

      通過(guò)不段的分析實(shí)踐并總結(jié),圓滿(mǎn)解決了該9E型燃機(jī)安裝和調(diào)試過(guò)程中出現(xiàn)的各種問(wèn)題,最終實(shí)現(xiàn)了燃機(jī)并網(wǎng)發(fā)電及可靠性運(yùn)行。

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