三菱M701F4型燃气-蒸汽联合循环机组调试过程中常见故障及经验总结

发表时间:2020/7/15   来源:《电力设备》2020年第9期   作者:郭永杰
[导读] 摘要:本文总结了三菱M701F4型燃气-蒸汽联合循环机组调试过程中常见故障,通过对其进行分类解析,提存出解决办法防范措施,并对调试过程进行经验总结,以免类似事件再次发生,同时也为同类型机组调试工作提供参考。
        (广东能源中山热电厂有限公司  广东中山  528445)
        摘要:本文总结了三菱M701F4型燃气-蒸汽联合循环机组调试过程中常见故障,通过对其进行分类解析,提存出解决办法防范措施,并对调试过程进行经验总结,以免类似事件再次发生,同时也为同类型机组调试工作提供参考。
        关键词: M701F4;常见;故障;分类;防范;经验;总结
        引言
        本厂机组为三菱M701F4型高效一拖一双轴联合循环发电机组,一期配置三套机组。每套机组的配置由一台燃气轮机、一台余热锅炉、一台蒸汽轮机、一台燃气轮机发电机、一台蒸汽轮机发电机组成。
        三菱M701F燃机主要由带有进口可调导叶(IGV)的17级的高效率轴流式压气机、20只绕压气机轴线环形布置的环管燃烧器的燃烧室,以及4级反动式叶片的透平段组成。
        余热锅炉型式为三压、再热、无补燃、卧式、自然循环余热锅炉。锅炉由进口过渡烟道、进口烟道、换热室、出口烟道及烟囱组成。
        汽机型式为三压、再热、双缸、向下排汽抽凝供热汽轮机,型号LC150/98-13.3/1.5/566/566。
        本厂在调试过程中出现很多问题,按其原因进行分类,可以分为滤网堵塞类、安装水平差及设备不可靠类、调试及运行人员操作不当类。
        1 滤网堵塞类
        新机组刚刚安装完毕,各种管道依然残留施工时的焊渣和铁屑,甚至不排除个别施工人员故意搞破坏放置杂物在管道里,而这些是造成滤网堵塞的根本原因。其中滤网包括TCA滤网,燃气滤网,高、中压给水泵滤网,凝结水泵滤网,润滑油滤网等。
        TCA滤网,燃气滤网是保证燃机安全的重要保证,所以我厂从调试之初就将燃机前置模块的流量计换成临时滤网,并在调试间隙及时清理临时滤网,大大减少了燃机故障停机的风险。汽机润滑油进油滤网处也是加装临时滤网并及时清理,很好改善了轴承进油品质。
        在第一套调试过程中,我厂的给水泵滤网、凝结水泵滤网在调试期间堵塞多达十多次,甚至在调试过程中出现两台凝结水泵同时堵塞而被迫紧急停机的情况。堵塞物多为铁屑,如图1。后来第二、三套调试过程中充分吸取了教训,在整组启动前进行充分的汽水系统冲洗,并在调试任务间隙见缝插针及时清理各泵进口滤网,从而大大减少了堵塞的次数。
       
        图1  凝泵滤网清洗
        2 安装水平差及设备不可靠类
        燃机电厂设备和各种管道众多,安装工人的安装水平参差不齐,导致安装工艺达不到要求,给后续调试和运行中带来的很多麻烦。这里举几个最常见的例子。
        1)汽机EH油管路漏油
        EH油是全厂压力最高的油,而三压汽轮机汽门多,接口多,加之安装工艺不达标,导致调试过程中EH油漏油事故频发,波及每一套机,次数达数十次。甚至168期间出现低压主汽门EH油暴漏,导致低压蒸汽退出等严重事故。漏油处多为管路焊口和与执行机构连接法兰处,其中法兰处多为 “O”型密封圈损坏。针对此种情况,我厂加强巡检及盘前监视力度,确保第一时间发现,第一时间处理,一旦发现EH油箱油位下降,及时就地检查和补油。
        2)燃气泄漏
        燃气泄漏是导致燃机跳机的条件之一,燃机罩壳可燃气体浓度达2%LEL时发出报警并联启一台罩壳风机,达25%LEL时燃机跳机。而燃机第一次点火时是燃汽泄漏最多的时候,也曾多次导致燃机跳机。所以要就地手测可燃气体浓度,特别是法兰处,一旦发现泄漏停机时及时处理。因此,燃机第一次点火后应打开罩壳门,测量每一个燃气法兰处的可燃气体浓度,确保法兰连接,法兰锁片固定完好。
        3) 汽机盘车电机自投不成功
        我厂汽机盘车装置所有控制逻辑均在DCS完成,就地控制柜仅提供就地状态指示、就地启停操作按钮及远传信号接口。最常见的故障就是由于安装问题啮合不到位,导致盘车无法自启动。此时需要人口啮合,大轴静止后,盘车所有允许条件都满足,但是盘车无法啮合到位(啮合到位指示灯不亮),则需要手动操作就地啮合手柄(手动持续使啮合电磁阀带电充油或手动持续解除弹簧闭锁,然后往上提手柄),同时有人在盘车马达处手动盘动马达正转(逆时针)使盘车通过手动方式啮合,直到啮合到位指示灯亮。
        3 调试及运行人员操作不当类
        机组调试期间,运行人员对设备系统往往不是很熟悉,对就地阀门状态不是很清晰,对一些事故缺乏经验;然而此时操作较多,条件恶劣,由于赶工期相当多的系统不完善,特别是报警和保护还不可靠,很多参数由于各种原因是坏点或严重失真。因此极易发生设备严重损坏事故,下面举两个例子:
       
        图2  平衡盘座开裂
        1)空管启泵导致#1B高压给水泵平衡盘损坏事件
        #1锅炉高压系统上水前,未检查到高压给水旁路电动截止阀全开。在高压给水泵出口电动阀快速开启的情况下,导致泵的出口压力突降过大,平衡盘失去泵高压侧供水,加上泵内压力平衡状态破坏,泵轴发生位移,造成平衡盘磨损、拉丝,平衡盘座开裂,如图2。因此,如果给水系统管道为空,给水泵启动时将对锅炉设备产生较大的冲击, 有可能损坏给水管道设备,严重时甚至可能损坏给水泵组。因此,给水泵启动前必须对给水系统进行注水。另外,阀门状态也要确认清楚。
        2)高压包满水事故
        #3余热锅炉高压汽包3个差压式水位计取样管均严重泄漏导致DCS上水位突降,造成高压省煤器上水旁路调整门自动全开,高压省煤器主路上水调整门也由全关自动开大,引起高压省煤器上水流量急剧增大,另外视频监控系统未明确显示所监控锅炉汽包液位计的编号,导致监盘人员在事故处理时,造成误判断。并且当时机组声光报警系统不完善,报警音响未投运,客观上给运行人员处理事故造成影响。因此,针对调试期间重要的参数可能会突变问题,运行人员应根据就地参数指示和其它参数综合判断是否为参数问题,且不可盲目操作,另外达到紧急停机条件的应果断停机停炉。
        4 经验总结
        目前随着环保要求越来越高,正大批上马燃气机组,希望同类型机组在调试及运行中能吸取教训,运用已积累的经验又快又好的完成调试任务,现将经验总结如下:
        1)调试设备试运前要求试运系统相关系统远传测点、就地表计正确投入,便于运行人员监视运行设备各项参数;DCS关于设备跳闸的主保护应正确投入,联锁保护完成传动,设备发生时能够正确动作;
        2)在调试工期较紧时期,值长、主控应合理安排人员,不能因操作任务多而打乱人员安排;盘前和就地人员应各司其责,充分掌握电流、温度、振动等运行参数;
        3)运行人员应加强现场学习,启动前掌握相应系统各个设备的状态,将所调试系统管路以及现场阀门位置了解清楚,同时充分掌握设备操作方法,按步骤一步步操作;
        4)加强调试单位夜班值班人员技术力量,尤其是重大调试任务期间;
        5)完善点、巡检制度,确保按时对主机、辅机进行巡查,保证设备运行处于安全状态;确定合理点、巡检路线,提高巡查质量;加强巡查力度,提高巡查效果,尽早发现设备异常运行或存在缺陷,在第一时间汇报及处理。
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