燃气轮机启动常见故障分析

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离散度变小，启动成功。 ２．１．２雾化空气系统工作不正常会使燃料不能很
好雾化而点火失败。 （１）辅助雾化空气泵皮带断裂 ２００４年４月，８’机中修后第一次水洗后启动， 点火两次启动均不成功，且ＭＡＲＫ Ｖ主画面上无任 何报警，燃料量ＦＱＬ为３％左右正常，火花塞打火声 音正常，油、火均正常。检查辅助雾化空气泵８８ＡＢ，
３１５２０８）
摘要：燃气轮机机组具有宿停迅速、良好的调峰性能，在电 网蜂谷差波动犬的情况下担当着调峰的重要角色。文中粗 略统汁镇海联合循环电厂ＰＧ９１７１Ｅ型燃气轮机启动时发生 的主要故障，从理论Ｉ』实践方面分析故障原因，并介绍相关 的故障诊断方法及经验，供燃气轮机同行参考和借鉴。 关键词：燃气轮机；调峰；启动；故障诊断
２启动故障诊断及解决措施
２ １点火三要素不满足引起燃机启动失败及解决
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燃气轮机发电技术
第６卷
措施 要使燃机点火成功必须使最基本的三要素：燃 油、雾化空气、点火系统具有良好状态。 ２．１．Ｉ燃料油的温度、流量、压力应符合点火条件， 这是燃烧最基本的条件 （１）油温低导致启动失败 机组利用轻油点火，轻油的油品化验指标要符 合ＧＥ公司的油品要求。但是进入冬季后，由于轻 油温度较低，燃油的粘度增大，致使燃油喷嘴的雾化 效果变差，从而导致点火失败。修改管路设计后，在 轻、重油管路上增加了板式热交换器，从老厂５。机 引来温度压力参数稳定的辅助蒸汽作为热源，不仅 解决了由于环境温度低而导致的点火油温低的问 题，同时也避免了轻重油切换时因重油温降较大而 导致轻重油切换失败的隐患。对于本机组而言，经 过调试后确定点火时的最低轻油温度要求为４０ ｏｃ， 燃烧重油时的温度控制在１１０℃左右。 （２）启动燃料超流量跳闸 点火时轻油的流量ＦＱＬ应维持在３％左右，太 少点不着，８。燃机在一次大修后启动时，清吹后开始 点火程序时，机组发出“ＳＴＡＲＴＵＰ ＦＵＥＬ ＦＬＯＷ ＥＸ— ＣＥＳＳＩＶＥ ＴＲＩＰ＂，跳闸停机。分析跳闸原因，打开 ＭＡＲＫ Ｖ ＣＳＰ梯形图，查找对应的报警逻辑Ｌ２ｓＦｒ 信号见图１。
Ｔ２ＳＦＴＬ：ＳＴＡＲＴＵＰ ＬＩＱＵＩＤ ＦＵＥＬ ＦＬＯＷ ＥＸ— ＣＥＳＳＩＶＥ．（启动液体燃料超流量对应的ＭＡＲＫ Ｖ 逻辑延时信号）
点火时，Ｌ１４ＨＡ．Ｌ２ＷＸ均置零，所以是 Ｉｆｉ０ＦＦＬＨ置１，而Ｌ６０ＦＦＬＨ置１的条件是燃油流量 分配器测速探头的流量反馈信号ＦＱＬ大于７ ４％。 检查流量分配器及测速探头回路及板卡，均正常，怀 疑为燃油电液伺服阀故障，检查伺服阀线圈电阻值， 都为１ ｋＩｌ左右正常，检查伺服阀滤网，发现有少量 杂质，更换新的６５ＦＰ后开机，启动正常。将老伺服 阀带回检验，滤网有油泥析出。这种双喷嘴挡板型 电液伺服阀对油液精度要求极高（５～６级），很容易 因液压油中含油泥而发生堵塞或零位漂移而使电液 执行机构向一边移动，造成旁路阀卡涩不动或开度
电机、泵无异声，由于启动机未脱扣之前主要靠辅助 雾化空气泵从压气机排气ＡＤ一８抽气来提供雾化 空气；脱扣后随之停运靠主雾化空气泵来运行，而辅 助雾化空气泵前后未装任何压力测点，打开８８ＡＢ 进气管道上放空阀，吸人口无任何空气流动感觉，检 查主雾化空气出Ｈ温度ＡＡＴＩ，只有６４。Ｆ，且无变 化，无任何加压迹象。迅速打开辅助雾化空气泵顶 部罩壳，发现皮带上的齿已磨平，皮带一半露在主动 轮的外侧，立即更换皮带，启动辅助雾化空气泵，温 度压力较之前有了较大改善，启动燃机，点火成功。 后经分析，此次８。机中修将原先的进口皮带改型为 上海富尔公司生产的皮带，质量有所下降，加之中修 对皮带安装不规范导致皮带磨损滑脱，因而不能建 立雾化空气压力导致点火失败。决定在以后的日常 维护中安排定期检查雾化空气泵皮带。
（２）雾化空气泵在水洗后进水 由于燃用重油，按ＧＥ公司要求运行２００ ｈ需 进行水洗，该雾化空气进气来自压气机排气抽气 ＡＤ一８，经一隔离阀再经雾化空气前冷却器到达雾 化空气泵进口。水洗时与雾化空气系统相通的管路 要严密隔离，若稍有泄漏，含有清洗剂的水就会进入 雾化空气管路，造成管路积水，气路不畅，若进入主 雾化空气泵或辅助雾化空气泵，产生锈蚀、结垢，使 通流阻力增大，雾化空气压力下降而导致点不着火。 镇海电厂燃机地处沿海，空气中含少量盐分，加之雾 化空气气温有时较低，使空气中湿度大，因此运行时 间长了雾化空气泵进口管道．导叶以及叶轮上有白 色水垢，影响雾化空气流量和压比，平时要加强对雾 化空气泵的定期解体清洗。 （３）辅助雾化空气泵电机烧坏。 ２．１．３点火系统在点火中是最关键的部分。点火
Ｌ２Ｓｂ３＂Ｌ！ＳＴＡＲＴＵＰ ＬＩＱＵＩＤ ＦＵＥＬ ＦＬＯＷ ＥＸ． ＣＥＳＳＩＶＥ（启动液体燃料超流量对应的ＭＡＲＫ Ｖ逻 辑信号）
Ｌ２ＷＸ：ＴＵＲＢＩＮＥ ＷＡＲＭＵＰ ＣＯＭＰＬＥＴＥ—ＩＮ．
ＣＲＥＡＳＥ ＦＵＥＬ（透平暖机结束一增加燃料对应的 ＭＡＲＫ Ｖ逻辑信号）
Ｌ６０ＦＦＬＨ：ＬＩＱＵＩＤ ＦＵＥＬ ＦＬＯＷ ＨＩＧＨ．（液体 燃料流量大信号）
图１启动燃料超漉量跳闸信号对应的 ＭＡＲＫ Ｖ逻辑程序
Ｌ２ＳＦＴ：ＡＬＭＴＸＴ”ＳＴＡＲＴＵＰ ＦＵＥＬ ＥＸＣＥＳＳＩＶＥ
ＴＲＩＰ”（“启动燃料超流量跳闸”报警对应的ＭＡＲＫ Ｖ程序逻辑信号）
Ｌ２ＳＦＴＧ：ＳＴＡＲＴＵＰ ＧＡＳ ＦＵＥＬ ＥＸＣＥＳＳＩＶＥ（启
动气体燃料超流量对应的ＭＡＲＫ Ｖ程序逻辑信号）
１ 系统概述及启动失败简析
由于ＭＳ９００１Ｅ燃机是从燃轻油机组的技术上 研制的，其设备先进．系统复杂．技术难度大，因一 些关键技术性能仍不够成熟，运行维护水平不高，经 验不足，困扰着机组的正常运行。文中介绍了镇海 联合发电公司ＰＧ９１７１ Ｅ燃机在多次启动失败后对关 键问题进行技术分析，逐步摸索，找到问题的根本原 因，并结合现场实际，通过逐步改进，提高了运行水 平，为编制合理的ＭＳ９００１Ｅ燃机定期维护手册提供 了依据。燃机启动情况复杂，启动失败原因也多种多 样，有时有很明显的报警，有时无任何报警，其中燃机 点火失败是导致启动失败最常见的故障之一。
Ｋｅｙｂｏａｒｄ：ｇａｓ ｔｕｒｂｉｎｅ；ｒｅｇｕｌａｔｅ ｐｅａｋ ｌｏａｄ；ｓｔａｒｔ—ｕｐ；ｆａｉｌｕｒｅ
ｄｉａｇｎｏｓｉｓ
０前言
镇海联合循环电厂的两台燃气轮机为美国ＧＥ 公司生产的ＰＧ９１７１Ｅ型燃烧１８０’重油的单轴燃气 轮机，机组使用ＧＥ公司Ｉ＿１生纪９０年代设计的三冗 余的ＳＰＥＥＤＴＲＯＮＩＣ ＭＡＲＫ Ｖ ＴＭＲ控制和保护系
第３／４期
宋继峰：燃气轮机启动常见故障分析
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过量，上述现象就属于开度过量的表现。所以伺服 阀在使用过程中要勤加保养，需要定期清洗，更换滤 网，每年送ｊ：海ＭＯＧ公司校验。另外９Ｅ机组的润 滑油与液压油为同一个油箱供油，而润滑油不可避 免要接触高温介质和高温部件（主要是轴承），容易 发生氧化，加剧了油泥的产生和析出，从而影响液压 油的控制效果。为此要加强对润滑油的油泥监视， 超标时要采取净化措施或更换。
Ｌ２ＳＦＴＬ：ＳＴＡＲＴＵＰ ＬＩＱＵＩＤ ＦＵＥＬ ＦＬＯＷ ＥＸ—
ＣＥＳＳＩＶＥ（启动液体燃料超流量对应的ＭＡＲＫ Ｖ程 序逻辑信号）
确定是Ｌ２ＳＦＴＬ置１后使Ｌ２ｓＦｒ：动作报警。再 检查Ｌ２ＳＦＴＬ的逻辑图见图２：
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图２启动液体燃料超流量信号对应的 ＭＡＲＫ Ｖ ＢＢＬ功能块
ＢＢＬ：ＢＩＧ ＢＬＯＣＫ ＬＡＮＧＵＡＧＥ（大功能块语言 程序）
Ｋ２ＳＦＬＴ：ＳＴＡＲＴＵＰ ＬＩＱＵＩＤ ＦＵＥＬ ＦＬＯＷ ＥＸ— ＣＥＳＳＩＶＥ．（启动液体燃料超流量报警时间常数，程 序里设定为２秒）
Ｌ１４ＨＡ：ＨＰ ＳＰＥＥＤ—ＡＣＣＥＬＥＲＡＴＩ］ＮｆＧ ＳＰＥＥＤ
（机组达到加速转速即５０％ＴＮＨ时对应的转速继电 器动作后置１）
第６卷第３／４期
燃气轮机发电技术
２０ｔ）４年ｔ０月
燃气轮机启动常见故障分析
Ｆａｍｉｌｉａｒ Ｆａｉｌｕｒｅ Ｄｉａｇｎｏｓｉｓ ｏｆ Ｇａｓ Ｔｕｒｂｉｎｅ Ｓｔａｒｔｉｎｇ Ｕｐ
朱继峰
Ｚｈｕ Ｊｉ—ｆｅｎｇ
（浙江镇海发电有限责任公司燃机发电工程部，浙江 宁波３１５２０８） （Ｇａｓ‘ｒｕｒｂｉｎｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｚｈ＠ａｎｇ Ｚｈｅｎｈａｉ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏ．，Ｚｈｏｉａｎｇ Ｎｉｎｇｂｏ
回路为ＭＡＲＫ Ｖ １１０ Ｖ ＡＣ供电，由点火变 压器、点火电缆、火花塞、电嘴组成，任 何一个环节出问题都会导致点火失败。 （１）点火电缆烧坏 ２００４年４月，８８机中修后的第三次水洗后启动 燃机，两次启动均未成功，无任何报警，油流量正常， 雾化空气皮带稍有磨损，进Ｅｌ吸力微弱，更换皮带后 启动点火仍未着。强制Ｌ２０ＴＶＸｌ＝ｔ，测得点火变 压器进口电压正常，证明板卡通道是好的，在１３’、 １４。喷嘴附近听火花塞打火的声音，很微弱。机务检 修人员拆开１４ ４喷嘴，强制打火，无火花，经更换点
（３）流量分配器问题 两台燃机多次出现过该设备卡涩而跳闸，抢修 解体检查发现内部有异物，或传动齿轮的齿断裂，诊 断异物系燃油系统内含金属颗粒，由此引起传动齿 轮卡涩，销子脱落，严重时断齿。为防止此问题影响 燃机启动，制定定期检查清洗流量分配器计划，并备 用一台流量分配器以方便启动故障时维修更换。 （４）燃油逆止阀关不严 １４个燃油喷嘴逆止阀由于泄漏，造成燃机跳闸 后再次启动对１４路进行轻油冲洗时，ＭＡＲＫ Ｖ主画 面上显示火检处有火，燃烧室排油口长时间有轻油 漏出且旁路烟囱冒黑烟。经查１４只逆止阀动作值 为ｏ．８２ ＭＰａ，回复值ＧＥ公司无明确要求，一般要求 在０．５ ＭＰａ左右，而冲洗顶压压力为０．５ ＭＰａ，若逆 止阀回复值有偏差会使轻油泄漏，或逆止阀被燃油 系统中的杂质颗粒卡住，磨损，使轻油漏进高温状态 的燃烧室产生不完全燃烧。更换清洗且校验逆止阀 后无轻油漏出。 （５）燃油喷嘴、逆止阀结炭 启动时多次由于排气温度离散度大而启动失 败，怀疑排气热电偶问题，校验更换后离散度仍旧存 在，切换流量分配器后１４路压力表分路档位，发现 １４路压力偏差很大，造成进入燃烧室的１４路喷油 不均匀而使燃烧离散度大而使燃机保护动作跳机。 解体喷嘴和逆止阀后发现喷嘴和逆止阀通道中有炭 结垢，影响燃烧的工况，更换清洗喷嘴和逆止阀后，
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｇａｓ ｔｕｒｂｉｎｅ ｕｎｉｔｓ ｈａｖｅ ８ ｇｏｏｄ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ｒｅｇ－
ｕｌａｔｅ ｐｅａｋ ｌｏａｄ ａｎｄ ｓｔａｒｔ—ｕｐ ｏｒ ｓｈｕｔ ｄｏｗｎ ｑｕｉｃｋｌｙ．Ｔｈｅｙ ｔａｋｅ ａ／ｉ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｒｏ］ｅ ｏｎ ｒｅｇｕｌａｔｉｎｇ ｐｅａｋ ｌｏａｄ ｉｎ ｔｈｅ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｇｒｅａｔ ｗａｖ＃ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｎｅｔｗｏｒｋ ｔｏｄａｙ．Ｔｈｉｓ ａｒｔｉｃｌｅ ｃａｌｃｕｌａｔｅｓ ｒｕｄｅｌｙ ｔｈｅ ｍｏｓｔ ＩＭｌｕｒｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｇａｓ ｔｕｒｂｉｎｅ ｏｆ ＰＧ９１７１ Ｅ ｄｕｒｉｎｇ ｓｔａｒｔ—ｕｐ ｉｎ ｔｈｅ ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｃｙｃｌｅ ｐｏｗｅｒ ｐｌａｎｔ ｏｆ ＺｈｅｎＨａｉ Ｕｎｉｔｅｄ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏ Ｌｔｄ，ａｎａｌｙｚｅｓ ｔｈｅ Ｃａｕｓｅ ｏｆ ｆａｉｌｕｒｅｓ ｉｎ ｔｈｅｏｒｙ ａｎｄ ｐｒａｃｔｉｃｅ，ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ ｆａｉｌｕｒｅ ｄｉａｇｎｏｓｉｓ ｗａｙ ａｎｄ ｅｘ— ｐｅｒｉｅｎｅｅ １ ｉｔ ｃａｎ ｂｅ ｔｈｅ ｒｏｆｅｒｅｎｃｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ｆｅｌｌｏｗ ｔｒａｄｅｒｓ ｏｆ ｇａｓ ｔｕｒ－ ｂｉｎｅ．
统。
自１９９７年９月、１１月两台燃机分别投入商业
运行至今已有７年。通过这几年的运行维护，燃气 轮机的运行状况得到了很大改善。由于燃机启动 快，２０分钟不到即可带满负荷，深得电网调度欣赏； 但频繁启动经常会使燃机出现故障，很多故障都发 生在启动期间。作为调峰机组，我们认为启动成功 与否直接影响着机组能否快速地响应和满足电网的 需要，才能在日渐成熟的华东电力市场上赢得信誉 和确定稳固的地位。