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燃气轮机排气分散度异常分析

2016-12-26 08:32| 发布者: admin| 查看: 135| 评论: 0

摘要: 在排气扩压段均匀分布了31个排气热电偶,通过对这31个排气温度(高低)分散程度的实时监测,来判断燃烧室是否工作在正常状态。一旦监测到排气分散度超过允许范围,则控制系统会发出相应的报警甚至跳机信号,从而起到 ...

        Sa  排气温度的允许分散度符号,它是透平出口的平均排气温度﹑压气机出口温度的函数

        S1  1#分散度为排气温度热电偶的最高读数与最低读数之间的差;

        S2  2#分散度为排气温度热电偶的最高读数与第二个低读数之间的差;

        S3  3#分散度为排气温度热电偶的最高读数与第三个低读数之间的差;

在运行中,排气分散度高引起跳机的情况有以下几种:

        S1> Sa , S2>0.8 Sa , 且指示排气温度最低和第二个最低排气温度的两个测点,在排气这道的上安装位置是相邻的。

        S1>5 Sa ( 即1排气温度的测点故障);        S2>0.8 Sa ;且指示排气温度第二个最低和第三个最低的测点是相邻的

        S3>0.75 Sa 。

        经过燃机多年的运行经验积累,当排气分散度临近跳机值,再采取措施,这时燃烧系统往往损坏严重。举个例子,假如#1燃烧筒损坏,该处不平衡的温度场会影响相邻的#31、#2燃烧筒,同时影响#1燃烧筒后面的导流衬套、过渡段;散落的金属碎片会随着高温高压烟气损坏三级透平叶片,扩大事故范围,造成严重的损失。因此,只要发现燃烧异常,就应进行孔窥检查,确保机组安全运行,将事故扼杀在萌芽之中。

 

案例一

        10月3日至10月8日,#1机组最大排气分散度S1 从26逐日递增到37,变化趋势明显

        根据上面的趋势图,基本可以看出#1机组燃烧系统出现问题,于是,部门领导安排人员经行孔窥检查,发现#15号燃烧筒损坏,在#1机组调停期间,安排检修进行更换。在#1号机组10月19日重新运行至今,排气分散度稳定在一个范围内(S1在27上下波动,无上升趋势),见下图:

        误区:在较低值,不要用大小来衡量,而是用变化趋势来判断,假如#2机组,正常运行时,S1 在36左右,无变化趋势;而#1机组正常运行时在25左右,然后逐日递增至36。这样就不能认为#2机组正常,#1机也在正常范围内;同时也不能因为#1机组异常,而判断#2机组异常。

 

案例二

        6月22日20:10,#2机正常运行时, 30、31、1点排气温度突然下降明显,28、29点变黄报警,分散度S1最大84,S2最大65,通知值长后,接令减负荷至250MW,观察发现低温区右移,250MW时分散度短时恢复正常后慢慢变大,20点46分接值长令停机。

        由图上可以看出,负荷330MW,排气分散度S1从27先是增加到42,再突升至61。燃烧迅速恶化

        由图上可以看出,31、1排气热电偶22:09分开始变小,22:12分突降10℃,20:13分,#30热电偶开始突变,幅度达65℃,随后运行人员开始减负荷,随后#31、#1热电偶温度温度突降。

        用低温区偏转理论来看,负荷330MW低温区#31,280MW低温区#1,250MW低温区#2,燃烧的低温区随负荷偏转理论成立,说明燃烧情况确实恶化,于是,值长果断下令停机。

        随后检修对燃烧筒进行孔窥检查,发现#5燃烧室的火焰筒存在明显断裂。立即组织进行更换。从损坏的火焰筒来看,幸亏发现及时,处理果断,不然火焰筒尾部脱落,将对后面的倒流衬套,三级透平叶片造成不可估量的损失,不但会打落叶片,脱落的碎渣会堵塞叶片的冷却孔,造成极大损失。

        其实,在当天16:30分开始,排气分散度就逐渐由25增大到46.#30号热电偶温度由618降至591℃,#31号热电偶由629降至622℃,#1热电偶由632降至629℃,形成一个明显的低温区,这时运行人员就该采取相应措施,紧急停机.

防范措施

1.   机组点火后及运行中,需要经常观察排气分散度的变化情况,一旦发现有增大的趋势,需要高度关注,并且立即检查是否出现了明显的排气低温区,且判断低温区是否随负荷的变化而偏移。若仅仅是排气热电偶故障造成的排气分散度增大,不会出现排气低温区随负荷变化而偏移的情况。

2.   机组运行中出现了排气分散度明显增大,且排气低温区明显随负荷变化时,建议及时停机,对燃烧系统进行孔窥检查,发现并解决问题后再重新启动机组,避免设备故障的扩大。

3.   一旦出现了因排气分散度大造成的跳机,在分析清楚原因之前不能盲目重新启动机组。因为机组的燃烧监测保护只有在95%额定转速以上才起作用,在点火后至全速前这段时间内,即使因燃烧系统故障导致排气分散度严重异常,也不会造成机组跳机。在未判断清楚燃烧系统故障程度之前,盲目重新启动机组很可能造成事故的扩大。

4.   机组启动前若发现一点以上排气温度严重异常,应处理正常后再启动机组,避免因排气热电偶异常导致无谓跳机。



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