王晓田
山东电力建设第三工程有限公司 山东省 青岛市266000
【摘 要】系统调试是机组进入商业运行前的最重要一环，系统调试的成功与否直接关系这机组是否能进入正式的商业运行。本文重点阐述了西门子SGT6-5000(F) 机组燃油调试过程中燃油进入燃气系统问题及解决方案，希望通过本文论述，为相关类型机组调试过程中遇到相似问题提供参考解决方案。
【关键词】西门子SGT6-5000(F)燃机 燃油进入燃气系统 问题 解决方案
1 引言
SGT6-5000(F) 燃机是西门子公司生产的新型9F级重型燃气轮机，燃机净出力232MW， 属于大型燃机，沙特扎瓦尔项目是世界上第一个大规模部署该型号燃机的大型电站。沙特扎瓦尔电厂包括新建3041MW的联合循环电站和配套的102.5万立方米海水淡化厂，其中山东电力建设第三工程有限公司负责电站建设，包括5组西门子SGT6-5000F 9F级联合循环机组、1组西门子SGT6-5000F 9F单循环机组，总合同额约24亿美元，海水淡化厂建设由韩国斗山负责。
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SGT6-5000(F) 燃机由一个13级的高效率轴流式压气机（有一级入口可调导叶IGV及三级可调导叶VGV）、一个由16个燃烧器组成的环形燃烧系统、一个4级透平转子组成。轴流式压气机转子和透平转子由中空的扭矩管连接，双轴承支撑，冷端驱动。可采用天然气、燃油双燃料进行驱动。
2 燃油进入燃气系统问题及原因分析
2.1 问题描述
GT11在2020年1月23日准备进行燃料切换实验前使用燃气模式启动，由于分散度大启动失败后，西门子优化了启动的燃料分配系数，后续几次依然启动失败。对燃烧器和天然气环管检查发现，底部的几个燃烧器#5-#10的stage A阶段管道中有大量的黑色废油和水的混合物。经过西门子现场调试工程师汇报给西门子工程部，认为一个或者多个燃烧器内部燃油管路破裂，导致燃油泄漏到燃气管道中，倒流到燃料环管，运行时的高温导致部分碳化。现场试验证明，对燃油管道注水燃气stage A阶段的#9，#8,#10的法兰接口有水流出。根据相关数据西门子要求更换#6，#8，#9，#10燃烧器。
GT61在更换燃烧器后于2019/12/02燃气启动，并正常运行至2020/01/01，由于运行时间超过了4周，西门子和ISCOSA（西门子沙特的检修公司）要求对燃烧器重新进行流量试验以及压力测试，在01/04的压力测试中发现 #2 #7 #9三个燃烧器测试不合格，存在内部泄漏的情况，并更换了新的燃烧器。
2.2 原因分析
燃烧器（support housing）已经送到美国奥兰多实验室分析，西门子认为燃烧器内部出现管道破裂现象，原因是硫等多种腐蚀，但是报告中并没有出现GT11的燃烧器的问题，因此判断GT11燃气阶段出现这么多黑色残油不是由于燃烧器内燃油和燃气管道出现破裂，而是启动失败次数过多，每次失败后大量的水清洗，并且燃机转速太低，没有足够的风量带走残油和水，导致在燃机最底部的#7，#8燃烧器内液位越来越高，淹没了燃气侧的喷嘴，从喷嘴中倒灌入燃气环管导致，这个现象在后续的GT12/GT61调试中已经被实验证明过。
根据合同中要求燃气硫含量不超过20 Grain Sulf/100 Scf ,（338.4ppm），
而燃油硫含量不超过1wt%（10000ppm），西门子SGT5000F技术说明书中也明确说明了燃油含硫量不超过0.2wt%（2000ppm）。
现场燃气实际含硫量为46PPM，燃油含硫量为245ppm，远没有超过以上标准。由此可以分析SUPPORT HOUSINGS内部泄漏的主要问题与燃料品质无关。
压力测试工作原理：
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将燃烧器八个燃油喷嘴用封流板封上使燃油管路内部形成封闭空间，加压装置来水接除盐水，检测装置出口接燃烧器燃油喷嘴入口，打开隔离阀1、关闭隔离阀2/3，用手动加压器过对除盐水加压注入燃烧器燃油喷嘴入口直至压力表稳定到1500PSI，通过检查压力表在5分钟以内有无泄压以及燃气侧喷嘴小孔有无水流来检测燃烧器燃油燃气暗管有无内漏。
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有关照片：
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2.3 问题处理
西门子工程部初步认为这个问题后续调试也会遇到。如果出现这个问题会造成燃气系统不能启动，严重制约调试进度，目前的方法是避免低转速下注水系统启动，每次燃气启动前需要对燃气的环管进行检查，确认环管中没有积攒水和油的混合物，避免启动时，天然气阀瞬间打开时把环管中的混合物吹到喷嘴处，堵塞喷嘴。并且在燃油调试完成后是否也会影响后期燃机燃油启动，很可能燃气运行一段时间后，燃烧器也发生内部泄漏.
3.结束语
按上述方案调整后，燃烧器问题得到初步处理，燃油系统调试顺利完成。机组顺利进入商业运行。希望本文所述燃油进入燃气系统问题解决方案能对类似机组类似问题起到参考、借鉴作用。
作者简介：
王晓田 大专 助理工程师 山东电力建设第三工程有限公司 沙特扎瓦尔项目部QC 工程师