摘要:本文基于笔者多年从事燃气轮机运行管理的相关工作经验,以9F燃气轮机联合启动运行中的影响因素为研究对象,从几个方面进行了分析探讨,全文是笔者长期工作实践基础上的理论升华,相信对从事相关工作的同行有着重要的参考价值和借鉴意义。
关键词:单轴联合循环 燃气轮机 影响 运行 启动
目前,燃气轮机机组在我国电力企业所占比重正在逐步提升,而引进机组的容量也在相应增大。燃气轮机机组与火电燃煤机组相比具有无可比拟的调峰优势,在基本负荷工况下,稳定运行的燃气轮机效率最高,但由于受天然气供给不足以及电网负荷的影响,机组启、停频繁,可利用小时较少。某发电厂#1燃气蒸汽联合循环机组的配置型式为1台燃机+1台汽机+1台发电机+l台余热锅炉。燃气一蒸汽联合循环机组轴系设备由美国GE公司制造,型号为PG9351。
机组在6年多的时间内启动都达到了数百次,经过不断摸索,对燃气轮机在不同季节的运行特性和启停规律有了一定的了解。希望通过对影响启动成、败因素的总结,找到影响燃气轮机启动及运行的主要原因和解决方案,以不断完善机组运行,从而在更安全的前提下充分挖掘机组的经济潜力,延长机组使用寿命,更好地为电网服务。
1 燃机本体的检查和消缺
1.1 R0叶片和燃机本体燃烧器的检查
对燃烧器和压气机的检查PG9351的燃烧器和压气机叶片的工作时间都有严格的规定,在一定的周期内要进行检查和更换,即使发电任务比较紧,也必须将机组停下来进行以上工作以保证设备的安全。压气机R0级叶片长期工作在真空、高速、大流量的环境中,叶片容易受到
空气中夹带的杂质和水分的侵蚀,长此以往,叶片的进气边会产生腐蚀并发展为裂纹。为此,GE公司将传统的标准型R0级叶片替换为叶根处带有P形切口的叶片,以提高叶片对这种恶劣环境的适应性。根据最近几年P-CUT叶片的使用情况来看,在P形切口的位置产生高应力并发展成裂纹,在多个燃机电厂发现,并出现事故。GE公司逐步认识到P-CUT存在一定的设计缺陷,因此,需要对P-CUT的R0级叶片进行更换,更换为原来的标准型设计,随后GE公司推出压气机P4升级包改造,彻底消除在R0上的设计缺陷。GE公司对未进行升级包改造的机组进行定期的UT(超声波探伤)检查,一般定位150次启动或运行2000小时以内。
对于调峰机组而言,由于低负荷及点火时间的增多,燃烧器工作条件恶化,使用寿命缩短,对应的更换周期也就缩短了。由于以上原因,在适当的停机以后,要相应地增加对燃烧器和热通道部分的孔探工作。燃机在运行中应着重注意排气温度异常或排气温差异常情况,应加强检查分析。若出现异常情况,在排除排气热电偶故障的因素后,应当立即检查燃烧器是否受损,内窥镜检查出现排气热电偶异常所对应的燃烧器和其相邻的4-5个燃烧器的健康状况。某发电厂就曾出现过上述情况,因妥善分析和检查,及时安排更换受损的燃烧器部件,重新进行燃烧调整,机组在重新启动过程中参数恢复正常,避免事故扩大化,为安全生产起到保障作用。
对上述工作的检查需在轴系静止的状态下 进行(即停运盘车),对于PG9351机组为单轴联合循环机组,燃气轮机与汽轮机共轴,停用盘车时汽轮机和燃气轮机要同时满足盘车停用条件,但由于汽轮机冷却时间较长(需5天时间),导致叶片检查需要更多时间,因此,机组的可利用率下降。在日常生产和维护中,拟定机组停运和检修计划显得尤为重要,在电网允许的条件下,安排正常的消缺和检查工作,对机组的正常运行提高可利用率起到关键的作用。
1.2 天然气供应及调节系统消缺
以天然气为燃料的机组,不可避免地存在天然气输送途中的泄漏和其他影响,而燃气轮机对天然气入口品质、参数的要求很高,因此,稳定的天然气供应及调节系统也成为燃气轮机运行、启动能否正常的关键。
在天然气管线上设置了调压装置,和大多数电厂一样,调压装置往往布置在室外,管线调压装置在冬季的防冻就显得尤为重要。冬季燃气轮机启动时,由于天然气压力波动引起的机组启动失败,其大都是由于防冻措施不到位、调压装置工作失常造成的。在分析原因之后,对调压装置加装了伴热设施,在极端恶劣天气条件下,管线调压装置对天然气参数的维持满足了燃机进口需求。