煤層氣發(fā)電機組故障排除

商永剛

（陽煤集團煤層氣發(fā)電分公司， 山西 陽泉 045000）

1 發(fā)電機組原理

瓦斯氣體由儲氣罐進入煤層氣發(fā)電站預(yù)處理系統(tǒng)，經(jīng)過過濾、除濕、增壓、降溫四大工序后送入發(fā)電機組進氣管，再經(jīng)過瓦斯濾清器過濾，調(diào)壓閥調(diào)壓后與清潔空氣在混合器內(nèi)混合，之后進入渦輪增壓器，再流入節(jié)氣閥。由于增壓后混合器溫度上升，經(jīng)過節(jié)氣閥的混合器先經(jīng)中冷器冷卻，再經(jīng)進氣歧管進入燃燒室做功，驅(qū)動發(fā)電機發(fā)電[1]。

2 常見故障原因及處理方法

2.1 氣源故障

1）發(fā)電機組在啟動前應(yīng)對燃?xì)獾臐舛?、壓力、濕度進行檢查，基本要求為濃度≥30%，壓力為10～35 kPa，濕度≤80%，否則機組將無法啟動。

2）若啟動機組未點火報出“超限盤車”故障，說明機組在啟動過程中是由燃?xì)獾墓?yīng)量不足導(dǎo)致，首先應(yīng)檢查空燃比設(shè)定數(shù)值是否合理，其次應(yīng)注意在盤車時燃油壓力的數(shù)值是否有變化，若無則說明燃?xì)庠诠苈份斔偷倪^程中有中斷的地方，檢查進氣手動閥和燃?xì)怆姶砰y是否打開。

3）如果機組正常啟動并網(wǎng)后功率不足或功率出現(xiàn)較大范圍波動，要確認(rèn)機組排氣溫度是否正常。如果排氣溫度較高，則可能是空氣濾芯堵塞，混合氣內(nèi)空氣不足引起，應(yīng)及時更換空氣濾芯；或燃?xì)馊紵蟮臍怏w沒有充分排除，也可能導(dǎo)致排氣溫度升高，檢查渦輪增壓器是否正常工作；如果排氣溫度正常，則通過卡連接特電子技師（ET）檢查燃油壓力的數(shù)值，若此數(shù)值經(jīng)常性出現(xiàn)低于95則說明燃?xì)夤苈范氯枰M一步根據(jù)管路上的壓力表來分段判斷具體部位出現(xiàn)堵塞，并及時處理。

2.2 機械故障

機械故障的排查應(yīng)該分系統(tǒng)排查，根據(jù)故障原因及數(shù)據(jù)分析確定哪個系統(tǒng)發(fā)生故障而導(dǎo)致的停機，如果是燃?xì)庀到y(tǒng)故障，則可能出現(xiàn)計量閥是否卡澀，在啟動過程中計量閥的開度會出現(xiàn)一個不停變化的過程，若此時計量閥未開啟或保持某一數(shù)值則說明計量閥已卡澀，需要立即維護或者更換；檢查節(jié)氣閥是否開啟，由于機組的設(shè)計缺陷導(dǎo)致節(jié)氣閥距離渦輪增壓器的位置較近，長期的高溫環(huán)境會引起節(jié)氣閥損壞，若啟動過程中未發(fā)現(xiàn)節(jié)氣閥開啟，則需要檢查維修，必要時更換節(jié)氣閥；檢查火花塞是否點火。長期停機會導(dǎo)致機組燃燒室內(nèi)凝結(jié)水分附著在火花塞上，導(dǎo)致其不能順利點火。觀察機組的排氣溫度情況，若發(fā)現(xiàn)某缸出現(xiàn)異常缸溫時，說明此缸未點火或點火不正常，此時需要更換新火花塞，并將取下的火花塞烘干備用；檢查氣門間隙是否合適。取下機組搖臂室罩殼，用塞尺測量氣門間隙，將其間隙調(diào)整為進氣側(cè)0.38 mm±0.02 mm，排氣側(cè)1.12 mm±0.02 mm。

運行過程中出現(xiàn)水溫過高，則可能是冷卻系統(tǒng)出現(xiàn)故障，冷卻液不足導(dǎo)致?lián)Q熱不良；散熱水箱風(fēng)扇故障，導(dǎo)致散熱不足，這時應(yīng)對故障的散熱水箱進行修復(fù)；節(jié)溫器降溫效果不理想也可能引起水溫的升高，檢查節(jié)溫器，必要時進行更換，中冷水溫度升高可能因為中冷器的堵塞造成循環(huán)不暢，同時還會引起燃?xì)鉁囟壬叨鴮?dǎo)致的非正常燃燒停機。

運行過程中出現(xiàn)水壓升高，則可能是由于燃燒室密封不嚴(yán)，氣體進入水循環(huán)系統(tǒng)，導(dǎo)致水壓異常升高，這時應(yīng)對氣缸蓋進行缸壓測試，確定需要更換氣缸蓋。也可能是由于壓力傳感器異常導(dǎo)致；水壓降低可能是管路有滲漏的地方，應(yīng)檢查管路是否滲漏。

運行過程中機油溫度異常升高，可能是由于油冷器堵塞導(dǎo)致機油冷卻效果降低，也可能由于冷卻液密封老化或水腔開裂導(dǎo)致冷卻液竄入機油后，經(jīng)機械攪拌使水和油混合后出現(xiàn)乳化，發(fā)現(xiàn)此情況應(yīng)立即更換機油、機濾并沖洗油路，否則乳化的機油會使機組發(fā)生更嚴(yán)重的事故，比如連桿、曲軸等因潤滑不到位而出現(xiàn)故障。

運行過程中油壓異常升高，可能是由機油管路堵塞造成，應(yīng)檢查油冷器是否堵塞，檢查機組是否存在內(nèi)漏，燃?xì)庀到y(tǒng)是否因為密封不嚴(yán)導(dǎo)致有氣體進入曲軸箱導(dǎo)致機油壓力升高。機油傳感器異常導(dǎo)致機油壓力升高。應(yīng)檢查機油級別是否與使用條件相符。油壓降低機油濾芯太臟導(dǎo)致油壓損失大，機油管路有泄漏導(dǎo)致油壓降低，機油泵損壞或者機油泵端面密封不嚴(yán)導(dǎo)致泵油能力不足。

運行過程中排溫過高多，是由空燃比調(diào)節(jié)不當(dāng)或進氣量波動引起的。發(fā)現(xiàn)排溫報警后，應(yīng)立即降低負(fù)荷并對燃?xì)鉄嶂禂?shù)值進行修改，在調(diào)整過程中不應(yīng)變化過快，注意機組的負(fù)荷波動及節(jié)氣閥的開度配合，逐步將機組調(diào)整至最佳運行工況，渦輪增壓器異常也會導(dǎo)致機組排溫多高，由于渦輪增壓器的出力不足導(dǎo)致廢氣不能完全排除，產(chǎn)生排溫過高的報警，此時應(yīng)對渦輪增壓器進行維修。

運行過程中機組發(fā)生二級或三級爆震，首先應(yīng)查看是否進氣壓力過高導(dǎo)致發(fā)動機負(fù)載過高，此時應(yīng)通過預(yù)處理系統(tǒng)和調(diào)壓閥將進氣壓力調(diào)整至30 kPa附近。其次檢查是否由燃?xì)膺M氣溫度過高引起爆震。此時應(yīng)通過降低預(yù)處理出口燃?xì)鉁囟群蜋z查中冷水液位來確定是由哪個引起的燃?xì)鉁囟雀撸绻颊t要考慮中冷器是否被堵塞。燃燒室積碳也是引起爆震的主要原因，而發(fā)動機機油過滿引起內(nèi)部泄露在燃燒室內(nèi)形成沉淀物。使用管道內(nèi)孔探測鏡來檢查氣缸，主要檢查氣門座、氣門面、活塞沖程上限以上的氣缸壁、內(nèi)部機油泄露，如果發(fā)現(xiàn)過量沉淀物或有內(nèi)部泄露的現(xiàn)象，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場情況組織內(nèi)部修理。

2.3 電氣故障

發(fā)電機電氣部分會產(chǎn)生干擾機組正常運行的電磁力，從而導(dǎo)致轉(zhuǎn)頻與極頻振動問題。主要的振源便是轉(zhuǎn)頻振動，會導(dǎo)致定子之間產(chǎn)生不平衡磁拉力，從而導(dǎo)致空氣發(fā)生周期性變化，使得轉(zhuǎn)子與定子之間產(chǎn)生轉(zhuǎn)頻激擾力，從而發(fā)生振動問題。同時，還會發(fā)生傳感器脫落、損壞，線束老化接觸不良、點火線圈短路或節(jié)氣閥主板燒壞等故障，且故障現(xiàn)象多與機組故障相似，排查起來較為簡單，用分段法排查出故障部位后進行更換即可。在處理過程中應(yīng)嚴(yán)格按照廠家規(guī)定處理，并及時定期維修檢修。

3 結(jié)語

瓦斯發(fā)電機組是瓦斯發(fā)電廠的核心設(shè)備，只有對瓦斯發(fā)電機組工作原理、重要零部件及各系統(tǒng)的功能做到全面了解，才能準(zhǔn)確分析故障原因并及時排除以保障機組的正常運行。