摘要:分析了Ruston燃气轮机排气温度偏差大的原因,并根据其原因制定相应的对策,解决了Ruston燃气轮机排气温度偏差大的问题。
关键词:排气温度偏差燃气轮机,柴油燃烧头燃料系统燃烧室
1.介绍
Ruston燃气轮机有四个燃烧室,装有双燃料系统,所以轮机既可使用天然气系统,也可使用柴油系统。一直以来,GT-200BRuston燃气轮机使用柴油燃料系统的效果一直不佳,特别是当用柴油燃料系统直接启动燃气轮机时,往往由于四个燃烧室排气温度偏差大,而导致轮机启动失败。燃机四个燃烧室装有八个温感探头,其中任何两个温感探头温度与平均温度温差同时超过60℃,都会引起轮机启动失败。这样处理的话,问题虽然解决了,但维修成本也大大提高了。通过对故障的认真分析,在实践中找到了一种新的处理问题的方法即四个柴油燃烧头互相调换或更换其中的一两个柴油燃烧头。同样也能达到消除温度偏差大的效果。自从采取了这种对策以后,轮机不但可以直接通过柴油启动,而且柴油燃料系统运行的各项技术指标都在正常范围内,同时也大大缩减了维修成本。
2.故障描述
HZ-21天然气平台由于故障关停。导致天然气供应压力不能满足Ruston燃气轮机运行的正常要求。所以需要切换CT-200B燃气轮机到柴油运行模式下。同时操作显示屏上显示,1号燃烧室上的1号和3号温感探头温度低于平均温度,而4号燃烧室上的13号和15号温感探头温度高于平均温度,同时1号温感探头温度偏差已超过-了60~C,而15号温感探头温度偏差已超过了60℃,由于同时出现了两个温感探头温度偏差超过了60℃,故导致燃气轮机启动失败。
3.故障分析
导致排气温度偏差大的原因,是由于四个燃烧室里燃烧不均匀,燃烧的状况不一致。通过认真的故障分析,排气温度偏差大可能是由下列一些因数引起的:
a.柴油的供给压力低。
b.燃烧室上安装的温感探头有故障。
c.柴油燃烧头有故障。
如果柴油的供给压力低于燃气轮机的正常需要,则会引起各燃烧室燃烧不均匀,导致燃烧室排气温度存在偏差。如图1,首先查看柴油的供给压力,看是否正常。然后检查整套柴油燃料系统,顺着管线检查。最后检查供各柴油燃烧头的压力调节阀(Pressureregulator valve),测试一下,看是否正常。排气温度偏差大,一般不是由这一路故障引起。
如果燃烧室上安装的某些温感探头有故障,温感探头传送错误的信号到PLC,则同样会引起排气温度偏差大,导致燃气轮机关停。排气温度偏差大,有时会由温感探头故障的引起,但不是主要原因。
最后检查柴油燃料系统中最重要的部分柴油燃烧头,导致燃烧室排气温度偏差大。往往是由这故障引起的。从柴油燃烧头喷射出来的柴油,要有一定的角度,从等相距的节流孔里喷射出来的柴油密度要一致。喷射出来雾状的柴油,必须是有条理的,而不能紊乱。
如果柴油燃烧头喷射柴油的性能达不到上述的要求,那可能是由下列的一些因素引起的(参考图2):
1)节流盘(11)上有积碳或节流盘上的节流孔有沉积物堵住。
2)出口节流孔(12)损坏或节流孔里有沉积物。
3)由于柴油泄露,没经过分配盘(10),而直接喷射出去。
4)护环(8)未端端面与气燃烧头端面未处于同一直线上。
所有上述的因素都会改变柴油燃烧头喷射的角度,从而影响了喷射的效果。将会引起燃烧室里燃烧不充分,结果导致了各燃烧室排气温度偏差大。
4.故障解决
首先,把燃烧室上的四个柴油燃烧头全部拆下。用柴油清洁燃烧头,拧下燃烧头上的护环(8),检查出口节流孔(12)是否有损坏,或是否有沉积物,然后再检查节流盘(11)上是否有积碳或沉积物。然后重启燃气轮机,结果还是没成功,操作显示屏上显示:1号燃烧室上的1号和3号温感探头温度高于平均温度,而4号燃烧室上的13号和15号温感探头温度低于平均温度。通过分析,初步认为1号燃烧室的燃烧头的位置可能不恰当,也就是护环(8)未端端面与气燃烧头端面可能未处于同一直线上,结果影响了柴油喷射的角度,所以决定给其加一块燃烧头垫圈(4)。在调整之后,再次通过柴油启动轮机,结果还是因为同样的报警没启动成功。通过认真的分析之后,决定把1号燃烧室的柴油燃烧头换个全新的,然后再次启动轮机,结果还是因为排气温度偏差大没启动成功,但这次报警的现象和前面有所不一样即:4号燃烧室上的两个温感探头13和15,温度高于平均温度,且两个同时出现偏差大于60℃,而其它燃烧室的温感探头都没出现报警。通过分析,决定把4号燃烧室的燃烧头更换个全新的,然后再次启动轮机,结果启动成功了,并且所有的技术参数都是在正常范围内,如下图3,4,5:
5 结论
通过采取了这种对策解决燃气轮机排气温度偏差大的问题,不但为企业大大缩减了维修成本,而且经过对该燃气轮机的长周期跟踪检查,发现各种技术参数均在指标范围之内。