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燃气轮机起动高温故障及应对措施

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摘要:塔里木油田正在全面推进3000万t大油气田建设,目标明确,意义重大。油气田生产的特点是不可中断性,这对电力系统的稳定、连续供电提出了严格的要求,肩负着重大的责任。油田电力系统中仍有孤网运行的电站,发电机组都处于高负荷长周期运转中,这导致燃气轮机的故障率比以往有了较大的增加,对生产造成影响,还有发生安全事故的可能性。

关键词:燃气轮机;起动高温;分析和处理

随着当前生态污染的不断加重,为了有效地替代燃煤发电模式,各种新能源发电模式越来越多。随着西气东输工程的不断建成,我国可用天然气资源越来越多,利用天然气发电的应用也越来越多。燃气轮机是整个燃气发电中的关键设备,其工作状态的好坏直接影响到了整个发电生产,因此做好其故障维护工作非常重要。目前燃气轮机高温起动故障的出现,直接影响到了机组的正常运转,有必要对该故障进行进一步的分析,并找出故障应对的方法。

1燃气轮机高温起动故障

燃气电站使用的一台燃气轮机,其可以正常进行点火,点火时的燃烧室温度也比较正常,但当转速到达62%后,燃烧室的温度出现了正常的下降,但当机组的转速超过80%时,机组的温度会快速上升,然后受到机组保护程序的作用,机组就会高温关停,在关停的瞬间燃气轮机进气口有明显的振动声响。该故障的产生直接导致设备瘫痪,对电力生产造成了非常大的影响。为了找到故障发生的原因,技术人员分别从安全角度和技术角度进行了故障分析。从技术的安全角度上来说,机组关停属于正常的保护现象,从技术的角度上来看,并结合设备的工作温度-速度曲线,设备在运转的过程中,确实存在异常现象的出现,这说明设备在硬件上肯定存在着一定的故障。为了有效找到故障发生的原因,做了如下的故障排查工作。

1.1防喘振阀和执行机构的检查和测试

首先对防喘振阀的各种密封圈进行了检查,后对喘振阀的执行机构进行了检查,然后对防喘振阀的进气和排气管线的堵塞情况进行了检查,最后还利用强制信号对防喘振阀的实际工作情况进行了验证。

1.2对VGV执行机构液压缸行程进行校对

由于机组没有为专门调校VGV设置液压油泵,导致机组前置和后置交流滑油泵无法满足VGV动作的最小压力,只能启动机组,让机械泵的润滑油压力达到VGV动作的油压要求,但由于VGV液压缸的行程受到机组起动时序的控制,并不直接受到VGV校验程序的控制,这会让VGV校验无法正常进行。为此,使用变频交流调速电机来直接带动燃气轮机,将燃气轮机的转速控制在20%,并在此情况下对VGV液压缸的行程进行了比较。经过现场的测量发现,在相同设定值的情况下,故障机VGV液压缸的行程要比正常的短9.6mm,燃气轮机在停机时的进气振动是由于在停机的过程中可转导叶不在真实需要的位置,这会导致气流状态异常机组的喘振和高温关停。

2故障原因的分析

通过对设备的故障检测,知道了故障源主要来自于VGV液压缸,其故障的原因可能是VGV液压缸实际伸缩绝对长度与反馈绝对长度有偏差,偏差最大可以达到8mm。透平进气口的振动声响可能直接来源于在停机过程中可转导叶不在真实需要的位置,这会导致气流状态的异常。为了进一步弄清故障发生的原因,对VGV控制油路安全阀、调压阀、滤器、机械泵和液压泵的工作状态进行了检查,并在滤器后接了一个压力表,可以观察到机组盘车的油压约为320kPa,可以满足VGV执行液压缸工作的要求。又对VGV两端电磁阀线圈的工作状态进行了检查,检查发现电磁阀线圈的电阻值为4.5Ω,绝缘值大于2MΩ,正常工作时存在着一定的发热情况,但这比较正常,可以基本判断VGV电磁阀的状况比较正常。首先对隔离栅进行了检查,结果发现故障机的隔离栅不论是装在哪台机组上,其反馈电压都会大于5V的额定电压,且液压缸也出现了不能完全打开的现象,这可以初步判定为试隔离栅故障引起的。随后,又对反馈电位计的工作情况进行了检查,将故障机的反馈电位计装在了正常的燃气轮机上,结果设备工作一切正常,VGV液压缸的伸出行程也完全满足了要求,这说明反馈电位计是一切正常的。随后我们给故障的燃气轮机装上了正常的隔离栅,结果燃气轮机又恢复了正常的工作,故障现象完全得到了排除,燃气轮机在启动的过程中,再也没有出现高温停机的状况。

3结束语

随着我国对绿色发展的不断重视,对燃气轮机发电的应用越来越多。燃气轮机作为燃气发电的核心设备,对发电效率和安全生产起着至关重要的作用。为了让燃气轮机处于高效的运转状态,一定要做好对其维护和故障检修工作,掌握典型故障的排除方法,还要做好对设备的预维护,做好设备维护档案,提前预测出设备的潜在故障,提前进行排除。针对燃气轮机启动高温的问题,应该采用故障逐步排除的方法,对造成故障可能的因素进行一个一个的排除,这样肯定就会发现故障的直接原因。

参考文献

[1]李尚贵,郭海军,熊莲,等.二氧化碳催化加氢合成低碳醇研究进展[J].化工进展,2011,(S1):11-12.

作者:程小强 单位:塔里木油田分公司塔西南勘探开发公司

内燃机与动力装置杂志责任编辑:张雨    阅读:人次
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