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1、影响燃机安全运行和运行周期的因素 摘要：本文对影响燃机安全运行的一些因素进行了分析和给出了对应的处理参考建议，有利于燃机的安全运行。关键词：安全、运行燃机系统简述燃气轮机做为克拉玛依电厂的主力机组，其负荷占到全厂总负荷的55%以上，做为长期运行和快速调峰机组，它的安全运行对克拉玛依电网用电安全有较大影响。而合理的检修周期又是燃气轮机机组安全运行的重要保障，通过分析影响燃气轮机安全运行和检修周期的因素既可以提高我们自身的技术水平，更有益于燃气轮机的安全运行。克拉玛依地区属于半干旱荒漠地区，四季温差和昼夜温差都比较大，多风沙，地区环境对机组的安全运行和检修周期有一定的影响，#1，2燃机投产运行时间
2、长，设备相对老化，#4燃机新投入运行，没有相关经验，可能存在一些问题也会相续发现。克拉玛依电厂燃气轮机共有四种型号：#1燃气轮机：PG6531B; #2燃气轮机: PG6551B;#3燃气轮机: PG6581B；#4燃气轮机：PG6111FA。其中前三台燃气轮机属于6B系列。四号燃气轮机是6F系列。根据GE公司规范要求，燃气轮机连续或累积运行一定时间后，要进行检修工作。根据运行时间，可分为小修，中修和大修三种检修方式。在正常情况下，燃机连续运行12000小时，要进行燃烧部分检查（小修）；连续运行24000小时，要进行热通道部分检查（中修）；连续运行48000小时全面检查（大修）。但有较多因素影
3、响并缩短运行周期，使燃机进入检修状态。1影响燃气轮机安全运行和检修周期的主要因素1.1燃料种类、质量及供给（工质一）；1.2燃气轮机启停次数；1.3环境、工质（空气、循环水）质量；1.4人的因素。2分类分析 2.1燃料种类和质量及供给燃气轮机所用的燃料种类，从清洁的天然气到残渣油等碳氢化合物较重的燃料，因残渣油含有腐蚀元素，其维修系数就越大。显而易见，燃料种类越洁净，燃气轮机运行的周期就越长。否则就会大大缩短检修周期。燃料种类的影响实际上反映了燃料中的碳含量对于燃料火焰辐射强度的影响问题，燃烧火焰中碳的含量越高，火焰的辐射黑度越大，致使高温部件受热越强，从而影响其工作寿命燃料中的灰分和杂质会加
4、速泵、燃油喷嘴及测量元件的磨蚀，也会影响热通道部件的维修时间间隔。天然气作燃料，不需要雾化，在与一次空气适当混合后便可很好地组织燃烧，热辐射强度低，火焰筒壁温比液体燃料有所下降，对延长火焰筒寿命有益。液体燃料是燃气是燃气轮机的传统燃料，轻油相对其它油种对热通道部件寿命影响最小。重油和原油的粘度大，很难雾化，难以组织燃烧，当燃烧过程组织不当时，火焰容易过长，火焰筒壁温会由于辐射换热强度的增大而升高。在机组负荷变动时则容易出现积炭、结焦，甚至冒黑烟等现象，因而对热通道部件寿命影响较大。我厂燃气轮机使用的燃料主要是清洁的天然气，柴油为备用燃料，由于天然气和柴油很清洁，因此燃料对燃气轮机运行检修周期的
5、影响可以忽略。但天然气压力的稳定对燃气轮机安全有重要影响。2009年11月13日10：42，由于天然气末站倒流程未通知我厂，致使我厂天然气压力下降，经 1分40秒，天然气压力由587kPa降至298kPa末站倒流程操作失误导致天然气掉压迫使#1，2，3燃机被迫减负荷，#3燃机切油，最终引起#3，4增压机跳闸，#4燃机跳闸事故。可见保证天然气压力的稳定，增压机的安全运行确保燃料供给的稳定十分重要。2.2燃气轮机启停次数：燃气轮机在不同的负载条件下运行时，以不同方式损坏。热力疲劳是调峰机组的主要寿命限制因素，而蠕变、氧化腐蚀是连续运行的主要寿命限制因素。GE公司给出了最大检修间隔（MS6B）热通道
6、检查：24000小时/1200次启动；整机检查 ：48000小时/2400次启动。我厂的燃气轮机是连续运行的主力机组，基本不参与调峰，启停次数较少，因此启停次数对燃气轮机安全运行和检修周期的影响也可以忽略。2.3环境、燃料以外工质（空气、循环水）质量：环境、燃料以外工质因素包含了环境温度、空气质量，循环水质量等。2.3.1环境温度克拉玛依昼夜温差大，进气温度对负荷有较大影响，高温环境会使燃机带负荷能力下降，以燃机为例：基本负荷为，而在基本负荷为，基本负荷为。因而环境温度对负荷的影响不可忽视。而温度的变化会导致金属材料的热胀冷缩程度，从而导致设备间隙的变化，对转动设备的影响尤为大。可能不同程度影
7、响振动和发热程度，从而影响设备使用寿命。2.3.2空气质量吸入燃机的空气质量对燃机安全运行和维修也有着较大的影响，如空气的湿度、空气中的杂质等。空气中粉尘增加，造成压气机结垢，造成设备运行效率降低，使“喘振曲线”偏移，有时还会破坏转子“动平衡”，大颗粒粉尘撞击叶片和气流通道，造成表面磨损，腐蚀性粉尘还会引起设备化学腐蚀。遇有空气湿度增加时，会产生大量冷凝水，进入压气机造成压气机冲蚀、腐蚀和积垢以及材料特性下降，长期运行可导致压气机工作性能下降，缩短使用周期。 2.3.2.1空气中的杂质的影响：燃机在运行过程中，空气中的杂质(浮尘、水溶性物质及不溶于水的杂质和燃气中含有的各种杂质等)均会沉积在压
8、气机和透平的叶片表面，形成积垢层，改变了两者的叶片型线。型线的改变明显降低叶栅的效率，所以会降低压气机和透平的内效率，从而引起燃机的出力下降和热耗的上升。积垢层的形成还会使压气机和透平的通流能力下降，使压气机的压比下降、排气量减少，从而引起燃机的出力下降和热耗的上升。通常情况下：压气机空气流量减少5%，燃机的出力将降低10%，热耗增加5.5%。：压气机效率下降1%，将引起燃机效率下降0.5%，联合循环效率下降0.3%。：不揭缸的停机清洗（离线）通常比不停机清洗（在线）效率高2%；揭缸并刷洗叶片使压气机效率恢复4-6% 。2.3.2.2空气冷却器对燃机运行的影响：2.3.2.2.1加装空气冷却器
9、由于进气流阻增大，在进气流量不变的情况下，流速增大，由于流速加快使滤网前后压差增大，过滤效果降低。对#1，2燃机而言，由于只在滤网的两侧装有空气冷却器，这就造成空气冷却器处与远离空气冷却器处气压不一样，在远离空气冷却器处形成相对负压区，流速快。而空气冷却器处流速相对慢些。这样通过各个空气滤子的空气流速，压差都不一样。这样通过各个空气滤子进入进气流道的空气就会因为流速不一致而形成涡流，也会对进气量产生影响，从而影响负荷。2.3.2.2.2湿度对负荷的影响：加装空冷器后，由于换热面的凝露效应，在降低进气温度的同时也增大了进气绝对湿度，使空气中的杂质凝聚于进气纸质滤子表面，一方面增大进气阻力，一方面
10、损坏纸质滤子破坏过滤效果。滤子损坏后导致空气中的杂质直接进入燃机压气机磨损，污染叶片。2.3.2.3霜雪与沙尘的影响：一般情况下我们将外网上的霜雪用工具清扫下来。但是这样做存在隐患：被清扫下来的霜雪在进气吸力的作用下沿底部缝隙被吸入吸附在进气滤网的滤子上。它的危害有几种：吸附在进气滤子上的霜雪直接造成压差升高；霜雪在滤子上融化或结冰引起局部压差升高，导致进气涡流形成：融化的霜雪引起纸质滤子破损，空气中的杂质进入燃机，导致压气机叶片结垢和磨损，压气机效率降低。沙尘天气时沙尘会直接吸附在滤子上直接导致滤网压差上升。小颗粒杂质直接进入压气机，冲击叶片导致叶片磨损，效率下降。极端的霜雪或沙尘天气如果不
11、对滤网监视处理会直接导致燃气轮机停运。事实上，公司对由于空气系统引起的故障有相应的保护措施：系列机组进气滤网压差超过吋水柱时报警，压差超过吋水柱时自动减负荷停机。但在实际运行中我们不能等到燃气轮机报警出现时才去处理，而是防患于未然。对滤网的定期检查，对清吹系统的正常工作检查尤为重要。2.3.3循环水质量的影响循环水的影响表现在两个方面：2.3.3.1严重的循环水故障直接导致燃机跳闸。因此要密切监视循环水系统及循环泵的运行情况。2.3.3.2循环水水质不好，导致润滑油冷却器，雾化空气冷却器，发电机冷却器，透平支腿冷却水箱换热面结垢，从而冷却效果下降，同时还会引起腐蚀的发生。所以对冷却器换热面的清
12、洗十分重要。今年月和月，燃机循环水泵和循环水泵出口电动门门芯脱落，导致燃机两次临时停机处理循环水泵出口电动门门芯故障。由此可见循环水对燃机运行有重要影响。月日，燃机板式换热器开式循环水侧气塞导致燃机润滑油温度高跳闸更彰显了循环水在燃机系统中的重要性。燃气轮机中转动设备的热量靠润滑油带走，而润滑油是由循环水冷却的。因此循环水系统的故障会使燃气轮机被迫停运和缩短检修周期。2.4人的因素人的因素在（燃机）设备安全运行中占有很大比重。设备的许多问题都可以归到人的环节。下面是一些人为事故案例，有些事故虽然不是燃机专业发生的，但同样适用于燃气轮机的安全运行。风险识别、评价不到位，没有做好防范措施；运行方式
13、系统流程不熟悉，指挥、操作失误等等。如2009年11月13日天然气末站倒流程未通知我厂，加之操作错误致使我厂天然气压力下降直接导致#4燃机跳闸事故的发生。再如1982年12月4日#7厂变误停电事故。该检修的设备没检修，该处理的缺陷没处理。如2004年12月17日#3余热炉DCS死机停炉事故。检查不到位，设备缺陷发现较晚；监盘不到位，设备参数异常没有及时发现；将会延迟事故处理的最佳时机，导致事故的发生和扩大化。如1981年12月6日监盘失职，造成锅炉缺水事故。事故扩大，导致设备损坏范围扩大，缩短了检修周期，扩大了检修范围，导致经济损失增大。有些本来可以避免的事故，由于人为因素而导致事故人为扩大化
14、。前事不忘后事之师，所以加强人员的管理，加强技术培训，加强人员的责任心，加强人员的安全培训极为重要。4结语和建议经过分析，我们认为影响克拉玛依电厂燃气轮机安全运行和运行维护周期的主要原因有人的因素、天然气压力的稳定、空气质量、循环水质量等。根据上述原因，我们给出如下建议：1，加强人员的培训和管理：做到管理到位，培训到位。确保在人的环节不出大的问题。2，日常检查中对影响空气质量的压气机进气滤网滤子定期检查，确保清吹系统完好，工作正常。3，每半年（每年的3-4月和9-10月）清洗一次滤子（每2-3年更换一次滤子）; 燃机水洗一次；每半年清洗一次燃气轮机各类换热器（包括冷油器，雾化空气冷却器等等）。即每半年小修一次。4，按GE公司燃气轮机规范定期对压气机和透平叶片窥视检查。5，在每次检修前后做燃气轮机热负荷性能试验：记录滤网清洗前后滤网压差变化情况，如果滤网滤子破损及时更换，滤子清洗前后压差无显著变化更换滤子；记录水洗前后燃气轮机负荷效率恢复情况，水洗前后热负荷效率恢复不理想应该大修燃气轮机机组。 2009-10-26
