試析9E燃機燃燒故障的分析與處理

深南電（東莞）唯美電力有限公司 523281

摘要：燃氣輪機在運行中經常會出現燃燒故障，不僅制約了燃氣輪機的使用，甚至影響了工業生產的發展。本文以南方某廠9E燃氣輪機燃燒事故為例，對引起事故的主要因素進行了分析，并且有針對性地提出了解決對策，對提高燃氣輪機運行維護質量，確保其科學合理應用，具有一定的參考價值。

關鍵詞：燃氣輪機；燃燒故障；應對分析

引言

南方某廠有2臺S109E型聯合循環發電機組，在某日開機過程中巡檢發現：3號燃機出現了燃燒事故，有黑煙不斷涌出，隨即運行人員手拍5E按鈕停機。通過檢修人員的詳細查看，發現有2個火焰筒和1個連接段已經全部燒壞，剩下的幾個火焰筒和連接段，在進行了認真的修復以后還能夠再繼續用一段時間。該9E燃機的燃燒故障導致設備損壞，不僅給電力企業造成了一定的經濟損失，而且由于設備搶修需要一定時間，也影響了電網供電可靠性。筆者試就本次9E燃機燃燒故障發生的原因進行分析，針對不同情況提出幾點應對措施。

1燃氣輪機燃燒故障的概況

某日，某廠3號9E燃機按兩部制調峰方式熱態開機（詳見圖1），當3號機負荷帶至80 MW時，排煙分散度TTXSP1：26.7 ℃；負荷升至100 MW時，TTXSP1也升至38.3 ℃，隨后，運行發現在當前負荷下，TTXSP1有緩慢上升趨勢，半小時內升至50 ℃，于是采取降負荷措施，負荷降至85 MW，TTXSP1降至40℃，之后保持在這種狀態下運行，10分鐘后，突然發現有黑煙冒出來，隨即停止3號機運行。

通過全面檢查，發現3號燃機毀損：一是2個火焰筒被燒壞，有1個已經燒穿，管體形狀發生了改變。二是有一個火焰筒燒損的比較嚴重，根部已經燒溶，密封處已經失去了裙環，而且絕大部分已經變成了黑色，燒溶的地方完全堵住了筒體。三是除了其余的連接段出現了輕微的斑點和斑垢，有1個連接段已經全部燒穿，而且燒損嚴重的連接段對應的幾個靜葉凹口處的外表出現了黑煙，有1個還粘上了很多燒溶的金屬碎渣。四是其余的設施完好無損，基本能夠維持正常運轉。

2燃氣輪機發生燃燒事故的主要影響因素

一般情況下，燃氣輪機運行中，燃料分配、空氣冷卻、葉片污垢、焓降性能、氣體滲漏等因素都會直接影響負荷。因此，雖然火焰筒和連接段出現了部分過熱，但如果并未對流場布局造成很大影響，沒有被完全燒損溶透，燃燒監測不會受太大影響。而且燃氣輪機在運轉過程中，火焰筒也能夠通過自身的氣膜結構對溫度比較高的燃氣進行阻隔。火焰筒本身結構非常合理，呈幾何狀，冷卻性能很好，會對外表的溫度進行保護，但是由于連接段表面的冷卻作用不是很突出，里面流經的是燃氣輪機初溫，需要承受的溫度比較高，所以經常會發生燒穿的現象。另一方面，燃氣輪機中的燃油一般都有較高的金屬成分，充分燃燒能夠形成一定的結晶摩擦管道，由于連接段處溫度經常較高，摩擦損壞的相對來說也較重，一旦被過熱穿透，內壓增大，溫度較高的燃氣就會嚴重的燒損火焰筒。而且連接段由于已經嚴重磨損，冷卻空氣瞬間增多，就會直接影響燃氣輪機內的空氣分配質量。

因此，即使燃氣輪機自身的管道分開燃氣回流結構具有很多優勢，但是燃燒部件一旦出現微弱的差異，時間一長就會造成局部設施發生毀損，而且很多時候都是出現在連接段燃氣通過的彎曲處。所以，3號燃機在出現燃燒故障之前，部分原件已經發生了磨損，由于運行時間比較長，檢修維護又不及時，如果發生穿透情況就會出現燃氣輪機的燃燒故障。

3燃燒監測設施存在的質量問題

從上述分析可以看出，燃氣輪機的監測保護設施有一定的安全隱患。在燃氣輪機使用中，一旦燃燒原件出現與設計安裝不一致的問題，監測保護裝置就應該發揮安全預警、動作保護功能，及時切斷燃料，然而監測保護設施沒有發出報警信號，一般就出現了以下幾種因素。

一是溫度分散保護一般是監測設施的計算依據，以此判斷燃氣輪機原件的溫度變化程度，理論上雖然沒有問題，可是在燃氣輪機作業的時候，監測保護裝置往往對燃燒設備的保護無法有效完成，其主要因素就是對溫差情況無法準確地分析。即使排煙的溫差控制在了標準范疇，但是局部的初始溫度卻并非如此，所以在對溫度、燃燒的常規判斷中，不能單純依據排煙的溫差指數來分析。

二是燃氣進入的時候往往有非常大的流量，溫度和壓力等情況不能充分地反饋燃氣輪機的運行狀態，也不能完整地分析排氣口的溫差變化。雖然一般取的是均值，但是也只有燃氣輪機正常運轉的時候，才能夠保證進出口情況的一致性。

三是監測保護裝置在定值設計上不科學，比如，正常情況下，溫度保護一般是68℃，但實際卻并非如此，溫度高于33℃的可能性不是很大，而監測保護系數往往是基于常規基數再升高111℃，穩定運行以后按照固定速率降低到規定值，可是保護溫度一旦出現了運行質量問題一般不會超過44℃，所以導致監測保護裝置的作用無法有效發揮。

4防止燃氣輪機出現燃燒事故的應對措施

4.1 確保燃料正常輸送。

一是燃氣輸送的雙螺桿泵表面涂層容易出現剝落的碎片，經常使閥門或者噴嘴發生堵塞情況，阻礙燃氣的流通，因此要經常進行檢查，確保燃氣輸送效果。二是部分設施由于發生磨損，會造成燃氣流量分配不合理，出現燃燒事故，因此要在燃氣輪機水洗的時候，及時對測速齒輪部件的間隙和緊固程度進行檢測。三是燃氣噴嘴進口處一般都安裝看單向閥門，避免在清洗管線的時候燃氣流到管道內部，而對流量影響至關重要的就是閥門的啟閉壓力，所以要定期做好校驗，確保在單向閥門中的啟閉壓力能夠均衡一致，同時要定期監測壓力系數，防止燃氣和霧化的氣體在易燃噴嘴內部流通，導致燃氣流量的差異直接制約燃氣噴嘴功能的發揮。

4.2 及時對設備運行進行日常檢修。

主要有三種日常檢查辦法。一是直觀肉眼查看，比如，可以在水洗燃氣輪機的養護期，拆開1組對角的燃氣噴嘴，直接用肉眼查看火焰筒、連接段等原件設施是否出現了質量問題，以便及時修復。二是儀器設施檢測。利用孔窺儀等儀器設施，對肉眼無法查看出來的燃氣輪機運行中燃氣流通環節存在的隱患進行檢查。三是對監測保護裝置進行常規檢修，防止保護動作出現時常，發生燃燒故障。

5結束語

很多9E型燃機，在使用的時候，雖然燃燒結構是管道分開的回流形式，有許多優越性，然而由于受到設備安裝、燃燒應用等諸多因素的影響，經常會出現一些熱量的差異，時間一長就會發生燃燒設備的局部損毀，從而引起燃燒故障。因此，在對燃氣輪機的日常檢查和維護中，要加強技術管理，并做好數據信息的記錄和研究，確保燃氣輪機正常運轉，有效地杜絕安全生產事故的發生。

參考文獻：

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