燃機(jī)發(fā)電廠燃油分離機(jī)故障判斷

俞洪鋒

（臺(tái)州發(fā)電廠，浙江臺(tái)州318000）

燃機(jī)發(fā)電廠燃油分離機(jī)故障判斷

俞洪鋒

（臺(tái)州發(fā)電廠，浙江臺(tái)州318000）

為了滿足燃機(jī)發(fā)電廠對(duì)燃料油的質(zhì)量要求，油料必須經(jīng)油處理系統(tǒng)的分離機(jī)處理。結(jié)合多年實(shí)際工作的情況，分析分離機(jī)故障的原因，從而提高檢修的效率和質(zhì)量，以保證機(jī)組運(yùn)行的安全性和可靠性。

燃?xì)廨啓C(jī)；分離機(jī)；故障

1 設(shè)備概況

龍灣燃機(jī)發(fā)電廠燃油分離機(jī)采用Alfa Laval技術(shù)，利用高速旋轉(zhuǎn)的分離盤(pán)（4 135 r/min）的離心力去除燃料油中雜質(zhì)（固體和水分），工作原理見(jiàn)圖1。分離機(jī)系統(tǒng)采用二級(jí)三流程（共6臺(tái)分離機(jī)）布置，二流程并列運(yùn)行，一流程備用。分離機(jī)是油處理的核心設(shè)備，所有油處理設(shè)備和整套油處理系統(tǒng)都圍繞分離機(jī)設(shè)計(jì)和布置。油處理系統(tǒng)的大部分缺陷也來(lái)自分離機(jī)，主要有排渣故障、分離效果差、振動(dòng)大噪音大、啟動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)（星-三角切換失敗）等，2004-2010年故障統(tǒng)計(jì)情況見(jiàn)表1。

燃機(jī)對(duì)燃油要求特別高，龍灣發(fā)電廠油處理系統(tǒng)原設(shè)計(jì)采用原油，但2005年以后，由于原油價(jià)格上漲和來(lái)源緊張，改為硫化油，有時(shí)甚至是重油渣油。在燃料油油質(zhì)下降的情況下，必須改變油處理工藝，其中油溫從95℃上升到了105℃。油溫的上升對(duì)分離機(jī)主要的密封件O形圈影響比較大，大大增加了油處理分離機(jī)檢修維護(hù)的工作量，同時(shí)也要求提高故障判斷能力和工作效率。

圖1 分離機(jī)離心分離的原理

2 排渣故障的分析與判斷

2．1 排渣原理

分離機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2。在正常運(yùn)行時(shí)，排渣口必須處于關(guān)閉狀態(tài)，只有在排渣時(shí)短暫地打開(kāi)。當(dāng)分離機(jī)排渣時(shí)，操作水模塊中進(jìn)水電磁閥（如圖3所示）關(guān)閉，壓縮空氣推動(dòng)操作水活塞向上，瞬間向水室供應(yīng)一定量和壓力的水，使水滿出水室，進(jìn)入操作滑盤(pán)上部。壓縮彈簧使操作滑盤(pán)向下打開(kāi)轉(zhuǎn)筒上的操作水排放口，放出滑動(dòng)底盤(pán)下的操作水。滑動(dòng)底盤(pán)失去支撐，在處理介質(zhì)的作用下向下，從而打開(kāi)了轉(zhuǎn)筒的排渣口，分離機(jī)開(kāi)始排渣。當(dāng)操作水進(jìn)入操作滑盤(pán)上部使分離機(jī)排渣的同時(shí)，進(jìn)入操作滑盤(pán)上部的操作水會(huì)通過(guò)3個(gè)φ3 mm的噴嘴慢慢泄漏（最后會(huì)完全泄完，其作用相當(dāng)于機(jī)械的延時(shí)關(guān)閉）。壓力下降后，強(qiáng)簧使操作滑盤(pán)向上關(guān)閉操作水排放口。這時(shí)操作水進(jìn)水電磁閥已打開(kāi)，低壓操作水向滑動(dòng)底盤(pán)下部供水，從而使滑動(dòng)底盤(pán)向上關(guān)閉排渣口，排渣結(jié)束。

圖2 分離機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

2．2 故障判斷和處理

綜合分析排渣故障有以下3類。

圖3 操作水模塊

（1）假象排渣故障。表現(xiàn)為有排渣故障報(bào)警，在振動(dòng)值顯示器上有峰值，電流表指示有小波動(dòng)，現(xiàn)場(chǎng)也能聽(tīng)到排渣聲，但聲音較輕。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因一般有2個(gè)，一是分離機(jī)清洗后，內(nèi)部各O形圈都是新?lián)Q的，加上各滑動(dòng)表面間潤(rùn)滑不夠，從而造成較大的滑動(dòng)阻力；二是分離機(jī)運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)，有雜質(zhì)進(jìn)入各滑動(dòng)表面，從而造成較大的阻力。這類故障一般值班員在運(yùn)行中就能發(fā)現(xiàn)和處理，只要手動(dòng)排渣1～2次就能恢復(fù)正常。

（2）分離機(jī)排渣后無(wú)法關(guān)閉轉(zhuǎn)筒。這類故障較易發(fā)現(xiàn)，表現(xiàn)為電機(jī)電流增大，排渣口向渣箱排放處理工質(zhì)，現(xiàn)場(chǎng)能聽(tīng)到工質(zhì)流動(dòng)聲。若操作水來(lái)源正常，則一般是滑動(dòng)底盤(pán)上的O形圈密封不良造成操作水泄漏或操作滑盤(pán)上的3個(gè)φ3 mm噴嘴堵塞所致，應(yīng)停機(jī)清洗分離機(jī)，更換O形圈，疏通噴嘴。

（3）分離機(jī)無(wú)法排渣。這種故障表現(xiàn)為故障報(bào)警后，一般無(wú)振動(dòng)峰值，電機(jī)電流無(wú)波動(dòng)，現(xiàn)場(chǎng)也無(wú)排渣聲，這類故障出現(xiàn)較多，且較難判斷。這時(shí)如果分離機(jī)的下部渣箱有連續(xù)的排水聲（有時(shí)會(huì)出現(xiàn)高位水箱低水位或渣箱高液位報(bào)警），同時(shí)分離機(jī)下部2根透明排水軟管會(huì)有水流動(dòng)。這時(shí)如果分離機(jī)是空載運(yùn)行（無(wú)工質(zhì)和水加入），關(guān)閉操作水進(jìn)口閥，流水現(xiàn)象會(huì)消失，這樣就可以判斷分離機(jī)為內(nèi)通道泄漏。若無(wú)排水現(xiàn)象，可能性較大的是操作水模塊故障。內(nèi)通道泄漏時(shí)應(yīng)進(jìn)行分離機(jī)解體清洗，重點(diǎn)檢查操作滑盤(pán)與彈簧支承座的間隙、彈簧的完好程度及緊力、配水機(jī)構(gòu)的O形圈及更換轉(zhuǎn)筒上的密封墊、操作滑盤(pán)上的O形圈和6個(gè)閥塞。

表1 2004-2010年油處理分離機(jī)故障統(tǒng)計(jì)情況

操作水模塊故障是最不易發(fā)現(xiàn)的。分離機(jī)某次排渣故障，先后進(jìn)行4次解體檢查都無(wú)法排除缺陷，后來(lái)發(fā)現(xiàn)原因是操作水活塞卡澀。操作水模塊故障時(shí)將無(wú)法向分離機(jī)提供排渣時(shí)所需一定量和壓力的操作水，主要故障有活塞卡澀、電磁閥不動(dòng)作或泄漏、逆止閥泄漏。另外，當(dāng)2次排渣間隔時(shí)間大于1 h時(shí)，若這時(shí)油質(zhì)又較差，會(huì)使過(guò)多的渣積在排渣口上，造成堵塞而無(wú)法排渣。

3 分離效果差

分離效果差也是較常見(jiàn)的故障，其原因有：

（1）比重盤(pán)的選擇不合適。比重盤(pán)的大小主要是根據(jù)油的粘度、密度和分離時(shí)的溫度、通量、背壓來(lái)選擇。比重盤(pán)是通過(guò)改變重相液（水）通道流通阻力來(lái)決定重、輕二相液體的分界面。當(dāng)比重盤(pán)內(nèi)徑縮小，水側(cè)的流動(dòng)阻力增大，二相液體分界面向中心移動(dòng)，重相液就更容易從輕相液（油）出口流出，造成出油含水，處理質(zhì)量不合格；反之則造成出水含油，處理效率下降。當(dāng)油源變化時(shí)，及時(shí)調(diào)整比重盤(pán)可防止此類缺陷的發(fā)生。這類情況一般發(fā)生在油源有變化，并且分離機(jī)2組并列運(yùn)行時(shí)。

（2）在分離機(jī)長(zhǎng)期運(yùn)行中，處理工質(zhì)的流通通道上的密封件單列或單個(gè)失效。這時(shí)若水側(cè)含油，則重點(diǎn)檢查進(jìn)出口管組件和比重盤(pán)周圍的O形圈；若油側(cè)含水，則重點(diǎn)檢查出口管組件O形圈、頂盤(pán)上的密封件。當(dāng)分離機(jī)內(nèi)部流通通道的密封件失效后，應(yīng)及時(shí)停機(jī)對(duì)密封件進(jìn)行更換，并且清洗組件。

4 分離機(jī)振動(dòng)和噪音大

振動(dòng)大與噪音大往往是相伴而生的，也是分離機(jī)最危險(xiǎn)的缺陷。當(dāng)分離機(jī)振動(dòng)大時(shí)，應(yīng)該先停機(jī)，并在分離機(jī)完全停止前，先用聽(tīng)棒確定振動(dòng)源。若無(wú)法確定，應(yīng)按以下步驟進(jìn)行檢查：

（1）確定地座螺絲是否正常。

（2）檢查電機(jī)與分離機(jī)橫軸聯(lián)軸器的情況，包括螺絲是否緊固，聯(lián)軸器的橡皮盤(pán)片是否完整、間隙是否合適。

（3）檢查橫軸的情況，包括蝸輪蝸桿的嚙合狀況、相對(duì)定位，蝸輪的夾緊環(huán)是否正常，橫軸的跳動(dòng)度不大于0.1 mm，并檢查潤(rùn)滑油狀況。

（4）若上述幾步不能排除缺陷，則解體分離機(jī)。檢查分離機(jī)安裝是否正確，結(jié)渣是否嚴(yán)重且不均勻，心軸的晃動(dòng)度不大于0.05 mm，心軸和刮盤(pán)的安裝高度是否合適，必要時(shí)進(jìn)行大修處理。

（5）結(jié)渣狀況對(duì)分離機(jī)振動(dòng)影響很大，因此分離機(jī)每次停機(jī)時(shí)，都會(huì)加入輕油對(duì)內(nèi)部進(jìn)行清洗。但如果有特別原因，停機(jī)未清洗或清洗不完全，并且啟動(dòng)間隔較長(zhǎng)而造成內(nèi)部結(jié)渣塊碎裂，會(huì)在下次啟動(dòng)時(shí)造成很大的振動(dòng)。

此外，分離機(jī)啟動(dòng)失敗的原因往往是電機(jī)星-三角切換失敗。在電機(jī)規(guī)定加速時(shí)間（10 min）內(nèi)，如果電機(jī)轉(zhuǎn)速未達(dá)到93%額定轉(zhuǎn)速，則電機(jī)星-三角切換失敗，分離機(jī)停機(jī)并發(fā)出警報(bào)。這時(shí)若分離機(jī)無(wú)動(dòng)靜摩擦聲音，無(wú)振動(dòng)異常，則一般是電機(jī)方面的故障。

5 結(jié)語(yǔ)

分離機(jī)檢修工作量大、強(qiáng)度高，一次徹底的分離機(jī)清洗檢查需要3～5人，2個(gè)工作日才能完成，大修則要1周時(shí)間。再加上分離機(jī)工作環(huán)境差（現(xiàn)場(chǎng)噪聲大、溫度高，并存在有毒可燃?xì)怏w），因此要求檢修時(shí)能正確地判斷故障原因，才能及時(shí)快速地排除故障，從而提高運(yùn)行的安全可靠性。

[1]楊順虎.燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電設(shè)備及運(yùn)行[M].北京：中國(guó)電力出版社，2003.

[2]林公舒.現(xiàn)代大功率發(fā)電用燃?xì)廨啓C(jī)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.

[3]丁乙崟.淺論燃?xì)廨啓C(jī)燃重油[J].燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)，2000，13（1）∶38-41.

（本文編輯：陸瑩）

Fault Diagnosis of Fuel Oil Centrifuge in Gas Turbine Power Plant

YU Hong-feng
（Taizhou Power Plant，Taizhou Zhejiang 318000，China）

In order to meet the quality requirements on fuel oil in gas turbine power plants,fuel oil should be treated with the centrifuge in oil treatment system.Based on many years of practical experiences，fault cause analysis is performed to enhance the maintenance efficiency and quality and ensure the safety and reliability of unit operation.

gas turbine；centrifuge；fault

TK478

：B

：1007-1881（2012）01-0055-03

2011-11-01

俞洪鋒（1976-），男，浙江諸暨人，助理工程師，從事燃機(jī)檢修工作。