9E型燃氣輪機燃燒事故分析及預防

徐 樟

武漢漢能電力發展有限公司 湖北 武漢 430000

0 引言：

9E型燃氣輪機，作為所處行業健康穩定發展的重要設備，其運行使用過程易受環境、設備運行以及監測措施等因素影響而出現燃燒事故。這不僅威脅相關人員的生命財產安全，還阻礙了涉及行業的健康發展進程。為此，研究人員應對燃燒事故的產生原因進行分析，如，發生燃燒事故的燃氣輪機在事前處于相當長時間的自然磨損。為此，預防，應是9E型燃氣輪機燃燒事故控制的關鍵，以使其運行達到預期控制效果。

1 研究9E型燃氣輪機燃燒事故及預防的現實意義

對于9E型燃氣輪機來說，其內部的分管回流式燃燒系統具有諸多優勢，但受制造、現場環境以及安裝等因素影響，使得實際運行過程存在一定的熱偏差。如，不對其進行控制，伴隨時間積累會導致設備使用壽命下降，進而引發燃燒事故。為對其進行控制，研究人員應仔細分析9E型燃氣輪機燃燒事故的產生原因，并從技術與維護角度入手，對燃氣輪機的運行問題進行預防控制。這樣一來，9E型燃氣輪機就能以安全可靠性狀態作用于實踐，以推動所處行業的健康穩定發展。

29E型燃氣輪機燃燒事故的成因

經對易發生9E型燃氣輪機燃燒事故情況進行分析，發現引發單元熱負荷變化因素眾多，如燃料霧化、燃料分配均勻度以及冷卻空氣均勻度等。從9E型燃氣輪機燃燒系統的工作狀態來看，約1/3的壓氣機出口空氣流量，可作為一次助燃空氣，其主要通過火焰筒端部的魚鱗孔進入。剩下的2/3空氣量，則是從火焰筒筒體冷卻孔進入。這里的火焰筒表面形成的氣膜，是阻止設備高溫燃氣表面接觸的關鍵。

從溫度分布情況來看，溫度最好的是接近燃盡時間段的斷面混合氣體。此過程，負荷越大，斷面與尾部就越接近。經分析統計，滿負荷狀態在筒身2/3部位。究其原因，多數二次冷卻空氣是從燃盡階段冷卻孔進入。因火焰筒的幾何形狀良好，本身具備冷卻條件，所以，表面金屬溫度不高。對于過渡段的外避免，僅有對流冷卻作用，即內壁所承受的是燃氣輪機的進口初溫。

由此可見，9E型燃氣輪機的分管回流式燃燒系統，盡管有諸多優點，但燃燒單元無法與熱負荷保持均勻一致。即使是微小誤差，也會因時間的積累而損壞系統薄弱環節。這里的薄弱環節，就是過渡段氣流拐彎部位。故而，發生燃燒事故的燃氣輪機在事前處于相當長時間的自然磨損。此時，一旦系統處于電力短缺情況下，機組連續以滿負荷狀態運行，水洗的周期就會成倍延長。當過渡段達到了當量時間且未對燃燒進行檢查，穿透就會在短期內擴散未燃燒事故。

39E型燃氣輪機燃燒事故的預防處理策略

3.1 明確GE燃燒監測保護缺陷

9E型燃氣輪機燃燒事故的預防工作，應從監測角度入手，但GE燃燒檢測保護工作存在嚴重缺陷，這就導致預防效果未能達到預期。具體來說，就是處于長期積累的燃燒損耗部件，未能及時預警。原因主要集中在一下幾個方面：

（1）燃燒監測工作開展，將排氣溫度作為唯一衡量依據。其僅能從理論上得到證實，從實踐角度，并不能對燃氣輪機設備進行全面保護。究其原因，溫度變化的歷史趨勢數據未充分利用起來。而且排煙溫度偏差處于正常范圍，不代表初溫尤其是局部初溫正常。故而，燃燒事故監測判斷依據存在單一缺陷。

（2）燃氣輪機的進氣容積流量太大，其所反映出的設備運行狀態無法判斷出排氣端的溫度分布情況。即使取平均值，也只有在特定條件下可靠。

（3）GE設置保護定值缺乏科學合理性。這是因為，實際運行時排氣分散度很少超出44℃。故，分散度變化，無法對系統運行進行真正的保護裝置動作。

3.2 燃燒事故的預防控制

（1）構建燃燒供給系統

首先，雙螺桿泵，其因實際運行過程易出現涂層剝落現象，所產生的碎片會對燃油管路的單向閥、燃油噴嘴等設施造成卡頓影響。此時，燃油流量會不均勻，進而進行多次燃燒監測保護動作。

其次，由于燃氣輪機運行過程流量會出現偏差與波動，因此，燃燒供給系統人員應將機組的水洗功能充分利用起來，即通過定期測量測速齒輪間隙與螺絲緊固處理，來達到預期的事故控制目標。

最后，為解決單向閥對燃油流量影響較大的情況，應定期將單向閥放置于自制的壓力校驗臺上，以對其啟閉壓力進行校驗。如此，啟閉壓力就能以相對均勻一致的狀態作用于單向閥的控制。

（2）燃燒檢查

首先，進行目視檢查，即在機組水洗完畢后的干燥期間，對燃油噴嘴進行拆卸處理，以完成過渡段、火焰筒以及對聯焰管進行目視宏觀檢查，以使運行缺陷今早的找出來。

其次，按照GE規范標準進行檢查，以通過小修計劃。此檢查方法運用能將事故早期問題進行更為徹底的處理控制。另一方面，也會給燃燒事故處理預留出相應的時間。

最后，利用孔窺儀進行燃燒檢查，主要作用于目視檢查法的盲區。但其機組運行使用仍存在一些問題，還需對一二級噴嘴冷卻部位進行檢查處理。

4 結束語：

綜上所述，針對9E型燃氣輪機燃燒事故的產生原因，預防工作應從掌握GE燃燒監測保護缺陷、構建燃燒供給系統以及燃燒檢查等工作出發，即對可能出現的問題進行控制，并通過定期測量測速齒輪間隙與螺絲緊固處理，來達到預期的事故控制目標。事實證明，只有這樣，9E型燃氣輪機燃燒事故才能得到更為有效地控制，進而提高其作用于工業生產系統的效率價值。故，業內建設者應將上述分析內容與科研結果更多地作用于不同建設要求與運行環境的生產項目，進而服務于所處地區現代化經濟建設的全面發展。