9FA型燃气轮机防喘放气阀故障原因分析及解决对策.docVIP

9FA型燃气轮机防喘放气阀故障原因分析及解决对策 　　摘要：9FA型燃气轮机为重载、单轴、快装式机组，轴流式压气机从外界吸入空气并使之增压，同时空气温度也相应升高，压送到燃烧室的空气与燃料喷嘴喷入的经处理过的天然气混合、燃烧，产生高温高压的气体进入透平做功。文章阐述了GE公司9FA型燃气轮机发电机组上防喘放气阀的故障现象、故障原因以及所采取的防范措施。 　　关键词：9FA型燃气轮机；防喘放气阀；放气阀故障；轴流式压气机；空气温度 文献标识码：A 　　中图分类号：TK471 文章编号：1009-2374（2016）26-0065-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.26.031 　　1 防喘放气阀简介 　　9FA型燃气轮机由美国GE公司制造，为重载、单轴、快装式机组，轴流式压气机从外界吸入空气并使之增压，同时空气温度也相应升高，压送到燃烧室的空气与燃料喷嘴喷入的经处理过的天然气混合、燃烧，产生高温高压的气体进入透平做功。压气机在运行过程中，当进入压气机的空气容积流量减少到某一个数值后，压气机就不能稳定工作，这时压气机中的空气会强烈的脉动，压比也会随之上下波动，同时还伴有低频、狂风般的怒吼声，使压气机产生比较剧烈的振动，这种现象就是喘振。为避免喘振现象发生，9FA型燃机除了采用可转导叶外，还在压气机第9级、第13级后各布置有2个防喘放气阀，分别从压气机第9级、第13级抽气排入燃气轮机扩压段。这些阀门通过MK6控制逻辑自动打开和关闭。机组启动时，三通电磁阀（20CB-1、20CB-2）处于失电状态，4个防喘阀全开，当机组转速超过额定转速的95%且并网成功后，4个防喘放气阀立即关闭。当防喘放气阀打开时，燃机的运行线将远离压气机的喘振边界线，扩大了机组的稳定工作范围。 　　2 防喘放气阀的控制原理 　　防喘放气阀是两位式气动执行机构，三通电磁阀：20CB-1（控制9级两个防喘阀）、20CB-2（控制13级两个防喘阀）带电时，压缩空气通过电磁阀进入气缸推动阀门关闭；电磁阀失电时，压缩空气通过电磁阀排气口排出，靠气缸内弹簧力使阀门打开。在气缸输出轴上布置有一个位置反馈装置，内有两个磁性开关表示阀门开启、关闭状态，开关信号传送到MK6控制系统。 　　当机组启动指令发出时，自动触发防喘阀离线试验指令：L20CB_TEST，使三通电磁阀20CB-1带电，压气机第9级2个防喘放气阀立即关闭，延时2秒，三通电磁阀20CB-2带电，第13级2个防喘阀关闭。当机组转速420r/min或检测到有火信号后，4个防喘阀打开。当机组转速上升到2130r/min时第13级两个防喘阀立即关闭，当机组转速上升到2280r/min，第13级两个防喘阀打开。当机组转速继续上升到2850r/min且发电机并网后，l20CBX信号置“1”，四个防喘阀关闭。 　　全速前，四个防喘阀任一不能打开；启动前离线试验时四个防喘阀任一位置错误或不能关闭；转速在2340～2850r/min之间，3#、4#防喘阀任一未打开均触发跳机信号。当机组正常运行时，四个防喘阀应该都关闭，当任一个防喘阀位置错误（开、关信号均未置“1”）或任一防喘阀打开（开信号置“1”，关信号置“0”），触发减负荷L70L信号。 　　3 防喘阀故障现象 　　（1）2012年9月18日，2号燃机正常运行（负荷345MW），16∶23突然减负荷，16∶28负荷减到0，发电机解列；（2）2013年8月6日，1号燃机启动做防喘阀离线试验时发生1#、2#防喘阀不能关闭触发机组跳闸信号；（3）2014年5月13日，2号燃机启动点火冲转至2400r/min时发生3#防喘阀开故障导致跳机；（4）2014年7月期间，2号机3#、4#防喘阀因排气扩压间温度高等原因反复出现位置反馈故障导致机组启动时跳闸；（5）2015年6月8日，2号燃机启动，防喘阀离线试验结束后发生3#防喘阀不能打开触发机组跳闸信号。 　　4 防喘阀故障原因分析 　　4.1 第一次故障 　　经查事件记录确认为4#防喘阀关到位信号翻转触发燃机自动减负荷信号。到现场打开位置反馈装置盖子，对磁性开关和接线进行检查，发现关到位开关中有一根多股小线在接线端子处似断非断，导致关到位信号反复翻转，致使4#防喘阀位置错误（开、关信号均未置“1”），触发减负荷信号L70L。 　　2号燃机在2011年10月中修期间压气机由GE进行升级改造，4个防喘阀的位置反馈进行了功能升级，由原来一个开信号开关改成两个开关。本次故障的开关就是改造后新增的关到位开关。断线是从开关本体引出到接线端子的预制线，该线采用多股软导线，线径较细，端子上螺丝的紧力都作用在线上，加上长期在振动环境下工作致使导线在接线端子处断裂。 　　4.2 第二