浅谈M701F燃气发电机组调试中的问题及处理方法

【前言】浅谈M701F燃气发电机组调试中的问题及处理方法由文秘帮小编整理而成，但愿对你的学习工作带来帮助。三菱M701F燃机的燃烧室共有20个燃烧器，采用环管型布置，每个燃烧器由燃烧喷嘴、火焰筒、过渡段和旁路阀等其它附件组成。燃机的燃烧控制也是燃机控制的关键，直接关系到燃机的稳定运行。[5] 图1 燃气发电机组控制系统示意图 2. 9F级燃气发电机组调试中的问题及处理方...

摘要日本三菱公司的M701--9F级燃气-蒸汽联合循环机组，是目前世界上较为先进的一种联合发电机组技术。该机组采用发电机尾置配置方式[1]，即燃气轮机+向下排汽的汽轮机+发电机的连接方式。MPCP1-701F型单轴联合循环机组的净功率为398MW，机组效率高达57%。本文通过对9F级燃气发电机组在调试中遇到的一些问题及处理方法进行了总结分析。

关键词：9F燃气轮机；原因分析；问题处理

1.9F级燃气发电机组结构型式及特点

燃气-蒸汽联合循环发电机组就是将燃气轮机的排气引入余热锅炉，产生的高温、高压蒸汽驱动汽轮机，带动汽轮发电机发电。m701f型采用燃气轮机、蒸汽轮机同轴推动一台发电机的单轴联合循环型式，联合循环的热效率接近60%[2]。燃气-蒸汽联合循环机组具有：电厂整体循环效率高、清洁环保对环境污染小、调峰能力强，可以适时快速启停、厂用电率低、自动化程度高，需要人员少、单位投资低、占地面积小和耗水量小以及建设周期短等特点。[3]

三菱公司的机岛控制采用集成的DIASYS-UP控制系统，汽机调节保护系统采用DIASYS-UP-DEH系统，如图1所示[4]。DIASYS控制系统有用于透平控制的专用模件，能适应透平控制的需要；DIASYS-UP-DEH系统设置了全面的防超速功能，包括超速保护（OPC）功能、机械危急遮断功能和电超速保护等功能。

三菱M701F燃机的燃烧室共有20个燃烧器，采用环管型布置，每个燃烧器由燃烧喷嘴、火焰筒、过渡段和旁路阀等其它附件组成。燃机的燃烧控制也是燃机控制的关键，直接关系到燃机的稳定运行。[5]

图1 燃气发电机组控制系统示意图

2. 9F级燃气发电机组调试中的问题及处理方法

2.1 燃机部份中的问题

2.1.1 叶片通道温度（BPT）偏差大

问题描述：燃气轮机的燃烧室及其热通道部件处于高温高压的工况中，容易产生燃烧不稳定及燃烧压力波动大，可能导致火焰筒或过渡段等部件出现破裂等故障。[6]

燃机第3次点火发现BPT偏差大，其后的点火也有此类现象，最高达70℃以上。拆燃烧器发现燃气喷嘴被堵，更换后恢复正常。在燃机初次带高负荷运行时，再次出现了BPT偏差大，最高达117℃后（调试期间允许偏差在100℃以内），操作员执行正常停机程序。

原因分析：分析认为BPT偏差大主要是由于喷嘴不净所致，喷嘴照片上可以清晰的见到堵塞在喷嘴上的固体物质，更换后恢复正常。而燃机初次带高负荷运行时，燃气流量增加，将燃气管道中仍然残留的杂物（经检查后发现是管道在焊接时，由于密封纸没清理干净，随着燃气流量、温度的提高，使纸熔化形成许多小颗粒）吹至喷嘴堵塞，再次造成BPT偏差大，更换后恢复正常。在每次的BPT偏差大都是出现在5、6温度测点，是因为在主燃料环管3、4号喷嘴处有一隔板，以后运行中要注意此处的温度测点。

处理方法：①更换喷嘴；②在安装过程中，加强对管道的清理，避免杂物残留。

2.1.2进口导向叶片（IGV）异常

问题描述：在机组负荷为320MW时，由于燃机的平均叶片通道的温度（BPT）和排气温度谈撸分别为630°C和610°C，燃机将进入排气a温控制模式，机组不能增加负荷。燃机的平均叶片通道温度（BPT）和排气温度的事故保护定值分别是680 °C和620 °C。

原因分析：停机后初步的调查，确定了高温是由进入燃机的空气流量减少所引起的。检查了传感器和控制系统中的设定点是否漂移， 同时也采集数据来确定进口导向叶片的功能。后发现了与IGV致动环（actuator rings）相连的支架上的两颗转矩销（torque pins）松动，其中一w锁定螺钉已经断裂损坏。这造成致动器不能根据相应的负荷来控制进口导向叶片。由于进口导向叶片在高负荷的情况下开启受到限制，减少了进入燃机的空气，导致了较高的平均叶片通道的温度（BPT）和排气温度。

处理方法：将支架和致动器拆卸下来，安上了新的锁定螺钉，并对进口导向叶片进行了校准。

2.2 汽轮机部份中的问题

2.2.1 高压和中压旁路控制阀泄漏

问题描述：在机组的试运行中发现，高压旁通和中压旁通的控制阀温度过高，怀疑阀门泄漏。在拆开高压、中压旁路控制阀进行检查， 怀疑得到了证实。阀座已经被腐蚀， 需要修理或是更换。

原因分析：阀门腐蚀是由启停机时蒸汽管内带有凝结水所引起的，而且这也与阀门等级选择不当有关。现有阀门的渗漏等级为4，只允许少量的蒸汽通过。

处理方法：①改进措施之一就是要将所有阀门的渗漏等级提高到5级。这一措施的成本较高，从经济角度来看， 当前阶段更换所有阀门的可行性不高。但是，新机组中将使用渗漏等级为5的阀门。②修改旁路的操作逻辑（operation logic），使旁路的截止阀在正常运行时保持关闭的状态。③检修所有的旁通控制阀。④改进疏水管设计，避免蒸汽管内带有凝结水。

2.2.2机组真空突然下跌

汽轮机凝汽的真空度有一个最佳值，若真空度偏离最佳值较远，不但会降低机组的运行经济性，同时还会降低机组运行的安全性。[9]

问题描述：机组全速空载运行，真空突然下跌。

原因分析：分析认为，机组全速空载运行，汽机开始憋压，主汽压力上升，到一定压力后，中低压旁路会自动开，大量疏水进入凝汽器导致真空迅速下跌。

处理方法：①开启备用真空泵，将旁路阀切为手动，关闭。②注意监视主汽压力，调节旁路阀大小，必要时开对空排气。

2.3锅炉部份中的问题

2.3.1 高压汽包水位高高跳机

问题描述：在二台M701F机组的调试期间，余热锅炉（HRSG）的高压汽包水位从燃机冷启动25分钟后上升到水位高高触动点。汽包水位保持高于水位高高触动点几分钟之后突然下降。

原因分析：①高压蒸发器是双层环设计，在启动开始阶段时难以开始循环。②汽包大小是根据系统容量选取的，没有考虑管道的构造，汽包的水位上升比其它同类型的要高。③在启动过程中也没有发现工质从上升管回流到下降管，因为上升管的温度比下降管高很多。④进入高压过热器的蒸汽带水和盐的量非常小，不会对过热器产生任何影响。[7]

处理方法：①更改高压汽包水位的跳机联锁逻辑，避免由汽包膨胀导致不必要的跳机。②设定5分钟的计时器，当“高压汽包水位高高”的报警出现时，机组不会马上跳闸。③为了避免蒸汽带水进入汽轮机，如果高压汽包水位达+480mm（跳闸水位），而高压蒸汽的压力高于50Bar或在延时5分钟内机组已并网，机组立即跳闸。

2.3.2 高压汽包水位低低跳机

问题描述：运行过程中，高压汽包水位计故障使得CRT显示水位比实际水位高很多，而且不准确，当发现实际水位已低于低低值时加强补水不成功，保护动作跳机。

原因分析：①高压汽包水位计故障；②汽包出口到水位计间法兰漏水，随负荷变动，水位波动很大。

处理方法：更换水位计，消除管道缺陷。

3.结论

通过对三菱公司的9F级燃气蒸汽联合循环发电机组在调试中针对一些广泛性的问题进行了分析并对处理方法进行总结，为同类机组的安装调试提供参考。

参考文献：

[1]张军.燃气-蒸汽联合循环机组布置方案研究[J].华电技术.2009（08）

[2]王强，M701燃气轮机结构特点.[J]东方电气评论2003-17（4）

[3]蔡青春，薛少华，龙双喜，《大型燃气蒸汽联合循环发电设备与运行》机务分册；机械工业出版社2013，（1-3）

[4]胡静，归一数，单英，9F燃气轮机主要控制系统分析[J]燃气轮机发电核技术，2005，7（3/4）

[5]杨顺虎，《燃气、蒸汽联合循环发电设备及运行》，北京，中国电力出版社2003，59-61

[6]蔡青春，薛少华，龙双喜，《大型燃气蒸汽联合循环发电设备与运行》机务分册；机械工业出版社2013，（120）

[7]张磊，柴彤，《大型火力发电机组故障分析》.中国电力出版社2014版（118-121）

作者简介：

朱遂梅（1968年11月～），男，湖北天门市人，大学本科学历，深圳市广前电力有限公司，生产经营部副部长，机械工程师。主要负责电厂二期工程项目的筹建工作。研究方向为电力工程管理。