9E燃气轮机_启动过程中燃油过流量遮断_故障分析及处理
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0引言燃气轮机具有结构紧凑、启动速度快、运行状态平稳等优点,但是燃气几轮发生故障的频率也比较高,对设备的正常运行造成了严重的干扰。
1燃机启动过程中热挂问题及处理燃气机轮启动时排气温度升高,但是按照控制规范,燃油流量会继续增加,而燃机运转速度维持不变,会导致转速下降,处于“热挂”状态,随后燃机的转速下降会导致燃机启动失败。
出现启动热挂问题与燃机性能恶化有关,具体影响因素包括:燃油流量分配器卡涩、进气滤网堵塞、燃油母管压力释放阀泄露、燃机的控制系统发生故障、燃油雾化不良、透平出力不足。
处理热挂问题的要点有三个方面:一是需要定期清洗压气机,将流道内的油污、污垢等清除干净,保证运行状态正常;二是需要及时清洗透平热通道,清除通道内的灰尘,保证透平出力充足,在燃气启动时确保燃机的运转速度;三是在出现热挂问题时,可以减少燃油流量,让运行点下移,再增加燃油流量。
2压气机喘振及处理压气机喘振通常发生在燃机启动和停机过程中,主要有两种类型,一是突变失速所导致的喘振,二是渐变叶片排失速引起的喘振。
处理这个问题主要有四种方法,从压气机的中间级放气,也可以末级放气;选用可调进口导流叶片和静叶片;在压气机中应用多转子技术;应用机匣处理技术。
另外对于高压比压气机可以采取双转子结构防止喘振。
3燃机大轴弯曲及处理发生燃机大轴弯曲问题通常有三方面原因:一是在燃机运行时汽温汽压值超过了紧急停机值,但是并没有进行停机操作;二是管理人员并没有很好的落实防范措施和管理制度;三是没有充分重视停机过程中发生的一些异常状况,未能深入分析这些异常状态出现的原因。
处理这个故障问题的具体措施包括:设备管理者需要依据燃机的制造标准以及运行的具体特性制定不同状态下的燃机运行曲线,包括启动时曲线和停机时曲线,将典型曲线编入运行规程;针对滑参数停机的情况,需要专业技术人员制定滑参数停机方案以及对应的防范措施,加强对技术人员的培训和管理,确保其严格按照专业人员制定的方案完成各项操作;定期检查机组监测仪表的状态,保证仪表完好,运行状态准确,尤其需要加强对大轴弯曲表、振动表、气缸金属温度表的校验和检查;在遇到特殊情况且汽温汽压值达到了停机标准时,一定要立即进行停机操作,比如主、再热蒸汽温度在10min内突然下降50摄氏度、高压外缸上和下缸温差超过50摄氏度、高压内缸上和下缸温差超过35摄氏度等。
9E燃机的IGV控制及常见故障分析9E燃机的IGV控制及常见故障分析摘要本文主要介绍了格尔木300 MW燃气电站燃气轮机进口可调导叶(IGV)系统。
从理论的角度分析了该系统的工作原理,说明了在机组中的作用,介绍了该系统容易出现的故障及解决方法。
关键词燃气轮机;IGV系统;控制1 概述早期的IGV控制方式与缺点。
早期的压气机进口导叶被控制在两个固定位置上,称为双位置控制方式。
在启动和停机的过程中,为了避免压气机在低转速下发生喘振,IGV处在关小的位置,当机组达到运行转速时,IGV调整到全开角度(86°),改善燃气轮机的热效率。
IGV的角度检测一般使用了33TV限位开关(只能指示开位置和关位置),控制方式简单。
这种方式在联合运行时,降负荷运行能力较差,部分负荷时整体热效率下降较多,不具备IGV温控功能。
2 系统的控制作用与原理2.1 系统的控制作用1)处于启机或停机的过程中,燃气轮机转子以部分转速旋转,为了避免压气机出现喘振而调节IGV角度。
IGV的调节范围是34°-57°。
2)IGV温控。
为了充分的利用高温烟气的热量节约能源,我厂采用联合循环方式,在部分负荷运行时适当关小IGV,维持较高的排气温度,提高了锅炉和汽轮机的效率,使联合循环的总效率得到提高。
IGV的调节范围是57°-86°。
3)燃气轮机启动时,IGV处于最小开度,将减小流经压气机的空气流量,降低启动功率。
4)在燃气轮机正常运行时,压气机的耗功大约占到了透平输出功率的2/3。
在机组甩负荷时,控制系统通过开大IGV的角度来增加进气量,以增大压气机耗功,抑制转速飞升,防止超速。
2.2 系统的工作油源IGV系统的工作油源取自两路:第一路是来自液压油母管,主要是作为电液伺服阀90TV-1的控制油以及IGV动作油缸的工作压力油;第二路是来自润滑油系统经20TV-1电磁阀控制,作为IGV跳闸放油切换阀VH3的工作压力油。
9E燃气轮机运行故障的分析与处理随着我国经济的发展,对节能减排的重视程度也越来越深化,高效率、低排放的燃气轮机发电,逐渐成为主流的发电方式。
燃气轮机具有占地少,负荷调峰快,供电可靠性高等优点。
同时能利用其余热进行供热,具有良好的能源效益,环境效益,社会效益。
本文就9E 燃机出现的一些运行故障进行详细分析,希望带给大家参考意义。
标签:9E燃气轮机;运行故障引言9E 燃气轮机是一种以空气为和燃气为介质,空气通过压气机送往燃烧室,和燃料喷嘴喷入的燃气混合燃烧,形成高温、高压的燃气。
通过透平喷嘴和动叶膨胀做功,推动透平转子带动压气机和发电机转子一起高速旋转,实现了气体燃料的化学能转化为机械能,并输出电能。
做功后燃气轮机排气可以引入余热锅炉,由余热锅炉产生的蒸汽带动汽轮机进行发电和供热,实现能源的高效、综合利用。
1燃气轮机运行简介1燃气轮机运行原理最简单的燃气轮机装置包括三个主要部件:压气机、透平和燃烧室。
燃气轮机的工作过程是,压气机(即压缩机)连续地从大气中吸入空气并将其压缩;压缩后的空气进入燃烧室,与喷入的燃料混合后燃烧,成为高温燃气,随即流入燃气涡轮中膨胀做功,推动涡轮叶轮带着压气机叶轮一起旋转;加热后的高温燃气的做功能力显著提高,因而燃气涡轮在带动压气机的同时,尚有余功作为燃气轮机的输出机械功。
燃气轮机由静止起动时,需用起动电机带着旋转,待加速到能独立运行后,起动电机才脱开。
[1] 。
2燃气轮机故障及事故的处理原则在燃气轮机运行过程中,机组出现故障,运行人员应该遵循以下处理原则:2.1在运行过程出现异常时,运行人员应迅速定位异常发生位置,根据运行规程和相关数据参数及时判断和分析,迅速的找准故障发生原因,并及时处理。
如果判断故障相对严重时,应按规程及时停机,防止事故的进一步发展和扩大。
2.2在由于事故造成停机事件后,应着重监视燃机的排气温度、滑油油回油温度、轮间温度以及各轴承振动是否在正常值,机组缸体有无摩擦异响等。
9E燃气轮机DLN1.0燃烧切换异常问题分析、判断及处理发布时间:2023-02-23T02:34:07.357Z 来源:《中国电业与能源》2022年19期作者:赵暾1,万洪军2,王晓东3[导读] 9E燃气轮机DLN1.0低氮燃烧技术在燃烧模式切换时,赵暾1,万洪军2,王晓东3东莞深燃天然气热电有限公司,广东东莞,523281摘要:9E燃气轮机DLN1.0低氮燃烧技术在燃烧模式切换时,可能发生切换失败,无法进入预混稳定燃烧模式,甚至回火。
其中空气进气滤网,在潮湿阴雨天气时差压大幅增加,如处理不当,会诱发燃烧模式异常及燃料喷嘴损坏。
关键词:燃烧模式;喷嘴烧蚀;进气滤差压机组概况广东某电厂建有两套S109E型燃气-蒸汽联合循环热电联产机组,装机容量2×180MW,于2014年对两台PG9171E型燃气轮机进行干式低NOx燃烧(DLN1.0)技术改造,改造后机组在基本负荷下NOx排放量低于30mg/m3。
DLN技术的关键在于采用富氧均相预混燃烧,这种通过增加火焰锋面空燃比的燃烧方式有效降低了燃烧室内部火焰温度,进而抑制热力型NOx产生,从而大幅降低电厂烟气排放氮氧化物总量。
1 故障现象某日,该厂3号燃气轮机按电网调度指令调开,点火、暖机、升速、并网及低负荷运行均稳定正常。
待余热锅炉、汽轮机准备完毕后,机组按值长令接带高负荷。
当负荷升至90MW时,燃烧模式切换出现异常,机组突发“燃烧室一区自动重点火”、“扩散贫-贫模式排放高”报警,同时燃烧室一区出现火焰,机组进入扩散贫-贫模式(EXT_LL),未能正常进入预混稳定模式(PM-SS)。
运行人员降负荷到50MW,退出扩散贫-贫模式(EXT_LL),之后重新升负荷,再次进行预混切换模式(PM_XFER),但仍然失败。
专业技术人员梳理报警清单,未发现有价值信息;对火焰强度、排气温度等信号反馈进行动态观察,各项运行参数较为稳定、无明显异常。
鉴于机组无法正常运行,在扩散贫-贫燃烧模式下不宜长时间停留,被迫向调度申请故障停机。
9E型燃气轮机辅助联轴器事故分析和日常维护探讨摘要:联轴器的齿套、齿轮常发生磨损而导致安全事故。
给企业正常运行带来影响,究其原因,主要由配件质量、润滑系统振动异常或摩擦。
本文阐述了9E型燃气轮机的辅助联轴器基本结构,对其故障过程及其原因展开详细分析,并提出了辅助联轴器的检修、维护要点。
关键词:9E型燃气轮机;辅助联轴器;事故分析;日常维护;探讨某燃机发电厂使用的蒸汽联合燃气轮机是从美国GE企业进口的PG9171E型机组,1999年正式投入使用。
机组燃用的原油燃料,迄今运行近48 000小时。
燃气轮机在点火与升速,主要由启动、盘车电机经液力变矩器、辅助联轴器、辅助齿轮箱等盘动主轴来带动。
机组运行期间,辅机依靠主轴借助辅助联轴器而带动。
辅助联轴器处于燃气轮机的主轴与辅助齿轮箱中间,主要用于连接与传递扭矩。
一旦产生故障,机组则停止运行,甚至产生燃气轮机的主轴热弯曲现象,以下对辅助联轴器展开详细分析。
一、9E燃气轮机的辅助联轴器结构分析9E燃气轮机的辅助联轴器为充油式,由齿套、齿毂、浮动轴和附件组成,具体结构如图所示:图1-辅助联轴器的组件构成图在联轴器齿套内的内齿轮齿同齿毂的外凸齿啮合,齿毂用花键或双平键配合到浮动轴上,齿套同齿毂产生的枢轴作用补偿辅助齿轮箱同燃气轮机轴的微小不对中。
在齿毂同齿套之间的相对轴向滑动允许燃气轮机相对于辅助齿轮箱的轴向移动。
置于联轴器法兰凹槽里和位于齿套和齿毂之间的“O”型圈来密封联轴器的润滑油。
二、辅助联轴器的故障过程及其原因分析(一)故障阐述1998年下半年,本公司1号燃气机应用美国产9E型重型的燃气轮机,投入使用以来,次年十月十日晚八点零三分,此机组以联合循环的形式运行,负荷由50MW升到70MW,四分钟以后,1、2号轴承的振动从正常升到1.04cm/s,(1.27cm/s会发生自动报警;2.54cm/s时会发生跳机现象),经过相关工作人员的检查以后,发现燃机本体部分存在明显的震动感,其它部分没有异常情况,于是把负荷降到50MW,轴承的振动曾经有所回落,达到0.99cm/s,又过了几分钟,继续隆低负荷为30MW时,在此降负荷期间,最大的振动BB-MAX忽然升高,达到1.52cm/s,把机组即刻紧急停车。
9E燃气轮机燃油系统故障的分析一、概述我厂1#机组是GE公司生产的PG9171E型重型燃气轮机,于2001年建成投产,采用一拖一的联合循环方式,两班制运行,燃机使用重油燃料,至今已运行了18000小时。
2004年5月,燃油系统出现了一系列问题,包括停机熄火后旁路烟囱出现白烟、燃油喷嘴背压异常、燃油分配器损坏等,经过现场检修人员坚持不懈的努力,这些问题最终得到了解决。
二、问题的现象和分析9E机组燃油系统的主要部件包括燃油截止阀VS-1、电磁离合器20CF-1、主燃油泵PF-1、燃油流量分配器FD1-1、燃油伺服阀65 FP 和旁路阀VC3-1、双联高压燃油滤,14个燃油喷嘴及单向阀、燃油喷嘴前排污阀VP-1,2。
其流程为:由轻/重油切换阀过来的燃油通过燃油截止阀后,经通过电磁离合器由辅助齿轮箱驱动的主燃油泵增压,通过高压燃油滤后,由燃油流量分配器等量将燃油送入14个燃油喷嘴(喷嘴前有单向阀,要求点火时燃油压力在8bar左右),机组所需燃油量由控制系统根据不同的工况通过伺服阀调节旁路阀的开度来精确控制,在燃油流量分配器和燃油喷嘴之间有一个喷嘴背压选择阀,通过切换手轮可观察到1~14#喷嘴的背压情况和燃油泵的进、出口压力。
喷嘴前排污阀的作用主要用于停机后燃油管路的冲洗和在日常燃油系统检修需要时将管道存油排尽。
下面将具体介绍月亮湾电厂燃机运行中燃油系统出现的一些故障。
1、旁路烟囱停机熄火后冒白烟在5月中旬,燃机出现正常停机熄火后旁路烟囱冒白烟现象,冒烟的时间较长,一般要持续3小时以上。
当时挡板已关闭,并在烟囱口处闻到柴油味,确认是从燃机内部排出的油烟,而在MARK V控制 屏上无火焰信号,说明没有在燃烧室中燃烧。
这种现象在2003年下半年曾出现过。
更换所有14个燃油喷嘴单向阀后,问题未再出现。
这次检修人员同样进行了单向阀的更换工作,但只维持了两次正常起停,就又出现同样的问题,通过检查发现燃油截止阀存在关闭不严的情况。
9E型燃气轮机压气机断叶片分析摘要9E型燃气轮机压气机是目前燃气机领域比较先进的设备,其在实际应用中给企业带来了一定效益。
然而9E型燃气轮机压气机毕竟是机器,其在运转过程中总会出现一些问题,特别是燃气轮机压气机叶片的断裂问题。
一旦出现叶片问题就会影响9E型燃气轮机压气机正常运行。
为了保证9E型燃气轮机压气机正常运行,就应该对其叶片断裂原因进行分析。
本文主要从9E型燃气轮机压气机故障、9E型燃气轮机压气机断叶片进行分析两方面出发,对9E型燃气轮机压气机断叶片进行分析。
关键词9E型;燃气轮机压气机;断叶片叶片作为燃气轮机压气机重要零件,其质量如何直接影响燃气轮机整体功能发挥和使用安全。
毕竟燃气轮机机片对自身材料特征、形状特点、尺寸要求长度及流体动力学特性等要求较高。
但因叶片是受使用寿命限制的,其在长期运行过程中会有一定破损,甚至产生一些裂纹。
即便是美国GE公司的9E型燃气轮机压气机是比较先进的设备,但是其叶片在长期运行过程中也难免受到一些损伤,而使其不能更好的发挥其作用。
如何更好的对9E型燃气轮机压气机断叶片进行相应分析,已经成为相关部门值得思索的事情。
1 9E型燃气轮机压气机故障某电厂9E型燃气轮机压气机在实际运行过程中,其轴承监测显示其速度在增加,经过一段观察之后,发现增加的幅度与美国GE公司设定的报警值还有一定距离,且机组能持续运行,因此,并未采取相应措施。
然而随着机组持续运行,突然发出报警信息,燃气机组也因排气超温而自动跳闸,发电机短路跳闸、高振动跳闸停机。
所有跳闸前后时间与正常停机惰走时间一致的,其惰走之后为正常盘车。
为了弄清其原因,工作人员对燃烧室进行了检验,然而在启动燃烧室中的排放管线的时候失败,却发现燃烧室内存有一些块状金属物,将火嘴拆开检查后,发现叶片残块。
再对其进行目视检查时,发现压气机第1~15级叶片处于完好状态,但是在对第1~16级页顶及各级动叶进行检查的时候,却发现其内缸中有明显的擦痕,对第16级叶片检查时,也出现了不同程度的擦痕。
试析9E燃机燃烧故障的分析与处理摘要:燃气轮机在运行中经常会出现燃烧故障,不仅制约了燃气轮机的使用,甚至影响了工业生产的发展。
本文以南方某厂9E燃气轮机燃烧事故为例,对引起事故的主要因素进行了分析,并且有针对性地提出了解决对策,对提高燃气轮机运行维护质量,确保其科学合理应用,具有一定的参考价值。
关键词:燃气轮机;燃烧故障;应对分析引言南方某厂有2台S109E型联合循环发电机组,在某日开机过程中巡检发现:3号燃机出现了燃烧事故,有黑烟不断涌出,随即运行人员手拍5E按钮停机。
通过检修人员的详细查看,发现有2个火焰筒和1个连接段已经全部烧坏,剩下的几个火焰筒和连接段,在进行了认真的修复以后还能够再继续用一段时间。
该9E燃机的燃烧故障导致设备损坏,不仅给电力企业造成了一定的经济损失,而且由于设备抢修需要一定时间,也影响了电网供电可靠性。
笔者试就本次9E燃机燃烧故障发生的原因进行分析,针对不同情况提出几点应对措施。
1燃气轮机燃烧故障的概况某日,某厂3号9E燃机按两部制调峰方式热态开机(详见图1),当3号机负荷带至80 MW时,排烟分散度TTXSP1:26.7 ℃;负荷升至100 MW时,TTXSP1也升至38.3 ℃,随后,运行发现在当前负荷下,TTXSP1有缓慢上升趋势,半小时内升至50 ℃,于是采取降负荷措施,负荷降至85 MW,TTXSP1降至40℃,之后保持在这种状态下运行,10分钟后,突然发现有黑烟冒出来,随即停止3号机运行。
通过全面检查,发现3号燃机毁损:一是2个火焰筒被烧坏,有1个已经烧穿,管体形状发生了改变。
二是有一个火焰筒烧损的比较严重,根部已经烧溶,密封处已经失去了裙环,而且绝大部分已经变成了黑色,烧溶的地方完全堵住了筒体。
三是除了其余的连接段出现了轻微的斑点和斑垢,有1个连接段已经全部烧穿,而且烧损严重的连接段对应的几个静叶凹口处的外表出现了黑烟,有1个还粘上了很多烧溶的金属碎渣。
四是其余的设施完好无损,基本能够维持正常运转。
第23卷 第2期
2010年6月
燃 气 轮 机 技 术 GAS TURB I NE TECHNOLOGY
V o l 23 N o .2
Jun .,2010
9E 燃气轮机!启动过程中燃油过流量遮断∀故障分析及处理
田嘉良
(深南电东莞唯美电力有限公司,广东 东莞 523281)
摘 要:通过实际案例分析了PG 9171E 机组液体燃料冲程基准控制逻辑设置上存在的问题,并提出修改意见,对同类型机组的控制设置具有参考意义。
关 键 词:燃气轮机;启动过程中燃油过流量遮断;启动燃料行程基准;加速燃料行程基准中图分类号:TK 478 文献标识码:B 文章编号:1009-2889(2010)02-0064-03
深南电东莞唯美电力公司总装机容量为2*(120+60)MW,为燃气-蒸汽联合循环发电机组。
其中1号、3号机为GE 公司生产的PG9171E 型的燃气轮机,采用MARK V 控制系统。
两套机组均在2006年3月13日投入商业运行。
两台燃机自投运以来总体性能良好,运行可靠。
但采用液体燃料启动时均出现一些异常情况,在FI RE 位启动时较为突出。
1 问题的提出
2007年10月29日,#1燃机在!FI R E ∀位发起
图1 F I RE 位启动时,TNH 与FSR 的关系曲线
动令,点火约2.5m in 后,燃机遮断,MARK V 发!启
动过程中燃油过流量遮断∀报警(063STARTUP FU EL FLOW EXCESSI V E TR I P)。
燃油截止阀关闭,燃机进入惰走状态。
根据事后数据采集的结果及分析
发现,燃机在FI R E 位启起动时的暖机FSR 输出值与AUTO 位时不相同(F I R E :16.89%/FSRS U;AU TO :12.71%/FSRACC)。
如图1,图2所示。
图2 AUTO 位启动时,TNH 与FS R 的关系曲线
2 原因分析
根据跳机时出现!启动过程中燃油过流量遮断∀报警,对MARK V 控制程序进行了深入分析,逻辑图如图3所示。
由逻辑图可知:!启机过程中燃油过流量遮断∀必须满足以下条件:
#机组没有执行重油清吹。
∃!FI R E ∀位启动。
%燃机转速未到50%TNH (1500rp m )。
&实际燃油量F QL1超过7.4%。
从控制程序和逻辑设置上分析可以认为跳机的根本原因是由于点火位起动时,暖机FSR 数值过高
*收稿日期:2009-08-03
作者简介:田嘉良(1984-),男,广东广州人,本科,毕业于广东工业大学,现为深南电(东莞)唯美电力有限公司运行部燃机助理工程师。
第2期9E 燃气轮机!启动过程中燃油过流量遮断∀故障分析及处理
图3 燃油过流量遮断逻辑图
造成实际燃油量FQL1高于7.4%,且当时转速较低,MARK V 则认为启动过程中燃油系统出现泄漏,导致燃油流量过大。
机组必须遮断。
3 解决办法(T 型图上的两个疑点)
(1)T 型图 RUNG NUMBER 55 上的L43O _F 触点应由!常闭∀改为!常开∀。
如图4所示
:
(
a)
(
b)
(c)
图4 FSRACC 逻辑算法图
翻译以上三幅T 型图,可得出:
#AUTO 位发启动令时:点着火2s ∋暖机结束∋L83TAKSU 为!1∀∋FSRACC 介入,限制升速率;
∃FI RE 位发启动令时:点着火1m i n ∋暖机结束∋L83TAKSU 为!1∀∋FSRACC 介入,限制升速率;
显然,笔者认为上述两种情况正好调转才符合机组启动的要求。
AUTO 位启动,机组需要继续升速,因此要求较长时间暖机,并防止在暖机过程中
FSRACC 的过早介入,限制燃料的供应。
FI RE 位启动,则要求FSRACC 及早介入控制,限制燃料的供应,防止发生!燃油过流量遮断∀。
65
燃气轮机技术第23卷
图5 FSRSU算法逻辑图
(2)T型图 RUNG NUMBER62里的控制常数FSKS U_LI Q WU应由17.5%改到12%。
由于FSKSU_WU值过高,造成整个启动过程(除点火外),FSRSU都没有作为FSR的主控制方式输出。
如图5所示:
a)FSKSU_LI Q WU数值过高,在AUTO位启动体现不了什么影响,这是因为上述的L43O_F的反接,导致在暖机时,FSRACC及时地把燃料基准往下压。
这正解释了暖机时FSR的主输出是FSRACC
(12.71%)而不是FSRSU(16.89%)。
b)FSKS U_LI Q WU数值过高,在FI RE位启动时的影响尤为突出。
这也是因为L43O_F的反接,导致暖机时,FSRACC已经没有能力把燃料基准往下压,随着转速的上升,实际燃料量FQL1的增加,遮断是在所难免的。
这也解释了暖机时FSR的主输出是FSRS U(16.89%)而不是FSRSU与FSRACC 交替输出。
4 结束语
燃气轮机的启动是FSRS U与FSRACC相互协调,相互制约的过程。
两种算法的完美配合既能使燃机避免了热冲击,又防止了燃油量过少而导致熄火,同时满足快速起动的需要。
倘若某一个环节出现了偏差则破环了当中的平衡。
The Fault Analysis and Solution of!Start up Fuel F l o w Excessi ve
Trip∀on9E G as Turbi ne
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Abstrac t:Through the ac t ua l examp l e,this paper ana lysed t he proble m of the li qu i d fuel stroke reference on PG9171E gas t u rbine con trol log ic se t.A nd i m prove m ent i s proposed.The results m ay server as a reference f o r the sa m e type units.
K ey word s:gas turb i ne;startup f ue l fl ow ex cessi ve tr i p;F S R S U;FSRACC
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