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    • 9E型燃气轮机安装调试技术探讨

        摘    要:

        结合发电设备企业解决能源分布和技术问题,结合9E燃气轮机(MS9001E型,重型燃气轮机)系统分析国外火电厂燃机项目的安装及调试技术,本文以完工的某国425MW燃机联合循环电厂的工程为例,列举了燃机在安装后启动过程中发生的各种问题和解决方法,从而保障燃气轮机能够全速正常运行。分析了燃烧重油时燃机的启动故障过程和二氧化碳灭火系统投运的检修问题,并在探索实践中解决燃机启动过程中的各种故障问题及方法,从而提升了精准安装及调试9E型燃汽油机的有效措施技术方法。

        分析发电机传统的燃气轮机安装及调试的检修方式进行对比,为了有效提升安装调试进度及节省时长,为电厂节约成本效益及减少经济损失。以完工的某国425MW燃机联合循环电厂的工程为例,列举了燃机在安装后启动过程中发生的各种问题和解决方法,对多台余热锅炉产生的蒸汽单元进入汽机厂房后汇入母管进入1台汽轮机作功。其中,3台燃机功率分别为95.39MW(环境温度30℃,HSFO重油基本工况),锅炉与汽轮机机组整体分配功率大约138.89MW,通过实践提升掌握改良9E型燃气轮机装置安装结构及调试的有效措施方法。

        1 9E型燃气轮机概述安装现状

        随着国家建设电网结构的改革,我国电厂安装9E型燃气轮机组项目装置的基建设备安装过程中,不断创新改进传统的施工方法,有效地达到了对电厂整体运行生产操作的节能降耗的目标,通过精准安装实施建筑操作,还节省了建筑工期,为电厂节省了成本经济效益。

        2 9E型燃气轮机实际问题

        9E燃气轮机发电机组主要由发电机(Generator),燃机(压气机Compressor、燃烧室Combustionchamber、透平Turbine),辅机(Auxiliary)组成。一是发电机:并网发电通过主变压器输送到132kV升压站至全国电网,该项目因巴国政府换届等政治原因被一度搁置。因燃机常年露天风吹雨淋、放置现场已经很久未进行整体盘动等措施,加上燃机为燃烧重油为原料会导致在安装和调试、并网发电过程中出现问题及缺陷,通过分析研究对其基本问题经济了有效解决措施,并完成了燃机整套启动并网工作;二是燃烧室:通过对压气机的压缩空气燃烧加热,热能转变成机械能,透平:通过膨胀作功,从而增加工质作功;三是辅机主要是油系统(发电机顶轴油、控制液压油、轴承润滑油)、相关的启动装置(含盘车电机,启动马达和液力变扭器)和辅助系统(雾化空气压气机及燃油泵等)组成。发电厂做好日常维护与检修运维的具体实施操作,有效改善了9E型燃气轮机安装后调试的处理方法。

        因此,需要在日后大修过程中,对于以上组件进行逐一排查、检测、维修达到正常运维的合格标准,有效保证了9E型燃气轮机在大修周期内能够正常运行电厂的生产操作。

        3 探讨9E型燃气轮机安装及调试的解决方案

        3.1 保证燃机油循环

        燃机启动点火前的一项重要工作是燃机油循环,主要任务是确保燃机主油箱、各类油管道清洁并达到标准要求的NAS等级。燃机所有油均为VG32透平油,与汽轮机油系统不同,主要包括液压油、润滑油、顶轴油循环,并都取自辅机底部油箱。按GE公司的要求液压油与顶轴油的循环与润滑油系统几乎类似。油循环过程中,所采取的措施是断开各轴承进油口,在回油口处加盲板进行隔离防护,从而起到启动润滑油泵效果,并增加临时板式滤油机24小时不间断冲洗过滤循环,停泵需清理主油箱若干次。按照上述要求进行操作,每台燃机油循环时间大约20天左右,取样合格,达到GE标准要求即可。

        3.2 检验罩壳内CO2喷放试验操作

        以检验罩壳内CO2气体的浓度进行灭火系统操作,需要在罩壳内完成完全喷放试验(fulldischargetest),并同步进行检验罩壳的严密性以及CO2系统的完整性,并记录罩壳内浓度数据,发现各区间的浓度如有不合格或浓度达不到标准值的一半,则在试验完成后,组织人员进行检查系统缺漏问题。如发现末端喷嘴处有少量水被溢出,需要及时排查找到故障原因处进行检修或更换部件。

        原来CO2管道系统安装完成后按GE的标准要求因进行水压试验,并未对系统进行彻底吹扫操作,仔细检查管道系统中是否还存在一定数量的液体水,如有应及时进行处理解决该问题。

        图1 CO2气体管道在燃机罩壳内的分布

        图1 CO2气体管道在燃机罩壳内的分布   下载原图

        分析CO2气体管道在燃机罩壳内的分布,燃机雾化空气温度高,因为雾化空气取自压气机内部。并经雾化空气压气机压缩之后在点火喷嘴处与燃油混合,起到了雾化燃油使之燃烧更充分的作用。

        压气本身温度高故需要冷却水降温处理,冷却水系统中有自动调节温控阀VTR2-1,该阀设定值为107±2℃,从而实现了自动调节功能,后手动调节该阀门至正常,解决该问题。

        3.3 控制燃油泵出口旁路门点火故障

        燃机在启动点火时易点火失败,MarkIV显示点火流量大控制开启该阀门至最大值也会个别会出现点火失败。可以针对主油泵出口旁路门(VC3)阀杆断裂,而失去调节作用,可以在现场拆卸该阀门,采用加工阀杆并焊接的方式重新装回阀门,并调节行程,再次点火成功。

        3.4 启动重油前置模块

        在投重油前,先启动重油前置模块(供油泵),采取一边循环一边加热,直至满足GE要求的温度区间。观察系统点火并网一切正常后应用轻油带负荷的同时,运行也启动了重油系统并投了加热,但加热半小时后,检查轻重油切换三通阀(FV358)前温度始终只有40℃,远低于要求的温度,重油加热器内蒸汽温度已到200℃,加热器出口重油温度也有150℃,可能会造成重油系统无法循环流动现象。

        而燃机设计燃料为轻、重油两种,至20MW负荷使用轻油,一般点火启动并网,因重油黏度较大,之后逐步切换至重油。故全场重油输送管道均设计了伴热管道,因此,冷态情况下基本无法流动,因为温度区间极小,所以,按GE要求送进燃烧室内的重油温度必须控制在115~121℃的调整方法,从而促进温度逐步回升,打开重油过滤模块排空门排放增加系统流动速度,促使其最终达到115℃,解决该问题。

        3.5 燃机初次启动振动大

        因MaxVib轴承振动较大,所以,燃机首次点火冲转时,负荷间的3#轴承会有连续不稳定的现象发生,濒临警报值12.7mm/s,最大时达到8~9mm/s,转动机械的振动对安装温度时,是衡量安装好坏的重要指标。经过振动恢复正常,并网后振动维持在3~4mm/s。设备受热之后急剧膨胀,因燃烧室内最高温度达1200℃,燃机-发电机联轴器都是偏心联接,所以辅机-燃机整体朝辅机膨胀,会导致燃机首次膨胀受阻、不均匀膨胀都会导致剧烈振动,因此,应对燃机底部前后分别安装有膨胀点和固定点进行就地检查膨胀情况,使燃机自由膨胀后调整固定和膨胀点,直至振动自然恢复正常。

        角度与转速故障

        燃机在点火冲转过程中,经分析发现系统跳闸易发出故障,发现当转速达到1256r/min时,IGVangeltrouble角度会发生故障。

        正常条件下,当系统转速上升时IGV角度会自动调节并增大,IGV角度与转轴转速成一定比例关系,从而满足一定的进气要求。但是实际IGV角度并未增加,一但MarkIv上显示IGV角度已经上升,液压油系统会显示完好及IGV执行器也无故障。经过继续检查发现IGV执行器90TV-1上电磁阀线圈烧毁,会导致液压油系统无法正常控制,IGV角度无法调节,需要更换该线圈后才能解决该问题。

        4 结语

        通过不段的分析实践并总结,圆满解决了该9E型燃机安装和调试过程中出现的各种问题,最终实现了燃机并网发电及可靠性运行。结合工作实践经验,高度重视对各种类型的9E型燃气轮机的装置组合特征进行系统分析。

        在实践中不断改善运行的操作功能,及熟练掌握在检修实践中9E型燃气轮机的装置结构基础功能的维修方式,有效发挥机组发电技术的应用实践能力,不断优化改进电厂应用9E型燃气轮机减排降耗的有效优势,从而不断提升电厂的成本经济效益。确保在安装及调试检修过程中,通过OEM的检查方法实施规范电厂检修运维的标准操作标准,安全保障9E型燃气轮机大修周期内能够正常运行燃气轮机发电工作状态,从而保障保发电厂的9E型燃气轮机结构组件能够正常运行。

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