6FA燃气轮机调试问题探讨

【摘要】6FA燃机机组在国际市场应用比较多，国内也引进了不少同类型机组，本文主旨是通过6FA机组调试过程中的典型问题处理介绍，让人们对6FA机组有一个初步的了解，为以后相似机组的安装调试提供便利，从而促进相似机组的安装调试进度，保证有关单位的经济利益。

【关键词】6FA燃机；系统简介；系统调试；问题处理；关键技术

1、前言

早在1894年已有了以天然气为燃料的发动机，经过不断发展和完善，形成了可燃用多种燃料的燃机和燃天然气－轻柴油的双燃料柴油机。为了更好地节约能源，还充分利用废热供热或再次发电，实行热电联供，大大增加了经济性。从效率上来说，单机输出功率50MW以下的热机以柴油机和燃气机为最高，发电效率可达40%以上，热电联供效率更高达80%；单机功率大于50MW时，燃气－蒸汽联合循环机组的效率较高。有鉴于此，目前国际上燃机及双燃料柴油机应用很广。此次介绍燃机为GE MS6001FA单轴双燃料机组，额定功率75MW，燃机压气机为18级轴流式压气机，入口为可调导叶。燃机透平为轴流式透平。燃烧室总共六个，环形布置，燃烧室型号为DLN2.6型。

2、燃机系统简介

2.1进、排气系统

燃气轮机的进气系统由进气室、进气弯头、进气消声器和进气过滤器室等组成。进气系统与机组成90°布置，进气过滤器室布置在机组罩壳上方，过滤器滤芯水平安装在过滤器室中。该过滤器为“脉冲自清洁型” ，脉冲空气反吹下来的灰尘依靠重力排出。

2.2压气机

压气机为18级轴流式压气机，设有可调进口导叶，用于调节透平排气温度和防止压气机喘振。整个压气机气缸分为压气机进气缸、压气机缸和压气机排气缸三部分。

2.3燃烧室

整台机组共有6个分管、逆流型燃烧室，每个燃烧室有4个燃料喷嘴，整台机组共有24个燃料喷嘴。燃烧室型号为DLN2.6型。DLN2.6燃烧室主要由火焰筒、过渡段、导流衬套、帽罩、喷嘴、端盖、前外壳和后外壳等部件组成。其中，端盖、喷嘴、前外壳和帽罩又形成了一个可以单独拆卸的头部组件。

2.4透平

透平为3级轴流式透平，第1级、第2级动叶采用耐高温保护涂层，内部冷却空气取自压气机排气；第3级动叶采用堆积耐高温保护涂层，不进行冷却；第1级静叶的材料为FSX-414钴基超级合金；第2级、第3级静叶的材料为GTD-222镍基合金。

2.5辅助设备

6FA型燃气轮机的辅助设备安装在两个独立的模块上，它们均有各自的底盘和外壳。辅机模块的底盘上设有润滑油箱润滑油系统设有带切换阀的双联润滑油过滤器、润滑油冷却器、两台交流电动机驱动的100%容量的润滑油泵和交流/直流电动机驱动的密封油泵、交流电动机驱动的流量冗余的液压油泵及转子顶起油泵。

3、调试过程中的典型问题及分析

3.1Speedtronic(MARK VI控制系统)

Mark-VI燃机控制系统是一个基于三冗余处理器（TMR）的控制系统，核心是三个、、独立控制模块。燃机所有控制回路和跳闸保护都是三冗余的（同时进入R/S/T控制模块），通过软件容错技术（SIFT）表决。其系统功能主要包括：启动控制、速度控制、温度控制、进口导叶控制和负荷控制。

调试中出现问题：燃机MARK VI控制盘柜1A4A卡件第一通道和第十通道在调试中烧毁。

原因分析：6FA燃机控制系统电源是燃机MCC供给130V直流电源（正负极分别为65VDC和-65VDC）。开关量信号为直流110V，模拟量信号为直流24V,仅对于控制柜来说，不存在交流电流，而且控制盘柜内开关量的指令（电磁继电器）都附有保险和Jumper，如果就地出现短接或强电流，会首先烧毁保险，断开电路。因此很大可能是从外部模拟量信号中窜入大电流。经查看HMI报警记录和工作录像，发现当时励磁工程师正在做发电机保护实验，导致强电流从接地系统窜入控制柜，导致卡件烧毁。

检查结果和处理方案：1A4A卡件为模拟量卡件，由于燃机所有控制回路和跳闸保护都是三冗余的（同时进入R/S/T控制模块），怀疑窜入的大电流对三冗余处理器、、造成损坏。因此将1A4A卡件和三冗余处理模块同时拆回检修。

注意事项：

1.MARK VI盘柜送电前要检查MCC电源，其设计电压为正极+65V，负极-65V。如果出现某极电压出现很大偏离，说明电源有接地或虚接地现象。

2.在外部信号接入时，要注意检查：

（1）信号线是否带有电压（交流电是不允许存在的）。

（2）信号线是否有接地。

（3）确认信号是输入、输出，模拟量、数字量是否应该带有电压。

3.2油系统(润滑油、液压油、控制油)

润滑油系作为机组运行不可缺少的一部分，在机组的启动、正常运行以及停机过程中，向正在运行中的燃气轮发电机组的各个轴承、传动装置及其附属设备，供应数量充足的、温度和压力合适的干净的润滑油，以确保机组安全可靠地运行，防止发生轴承烧毁，转子轴颈过热弯曲，高速齿轮法兰变形等事故。

液压油系统为燃料系统和进口可转导叶系统的控制执行元件提供所需要的高压油。液压油取自于机组的润滑油系统。

控制油系统，它是燃气轮机基本的控制和保护系统，它连接于燃气轮机控制盘和燃气轮机部件之间，用来控制供给和切断机组的燃料。来自机组润滑油系统的跳闸油起着跳闸的作用（燃机非正常停机和危急停机），同时使液压信号传递给燃料截止阀，实行正常的起动和停机。当跳闸油管路里的油被切断（泄油）时，液体燃料截止阀和气体燃料速比截止阀通过弹簧的返回力关阀。

调试中出现问题：燃机调试IGV系统时，IGV没有动作，经检查发现，IGV的油泄压阀未完全关闭，跳闸油压力低。

事件原因分析：IGV系统的工作油源取自两路:一路为来自液压油母管,主要作为电液伺服阀90TV-1的控制油及IGV动作油缸的工作压力油;另一路是来自跳闸油系统的入口经20TV-1电磁阀控制,作为IGV跳闸放油切换阀VH3-1的工作压力油.所以IGV没有动作，可能是由于泄压阀未完全关闭，导致跳闸油压力过低，从而无法使VH3打到工作位。油压不经过伺服阀90TV而直接进入油动箱使IGV始终保持机械最小位置，即IGV没有动作。

注意事项：

1.润滑油管道打压后要及时吹扫，严格控制吹扫质量。

2.润滑油冲洗严格厂家冲洗手册冲洗

3.润滑油管道恢复时注意管道清洁度。

4.润滑油系统的蓄能器一定要转泵之前提前校验。

3.3空气系统

空气系统包括：进气系统，排气系统，冷却密封空气系统和压缩空气系统。

进气系统：为实现理想的机械性能，对进入燃机的空气要进行预处理。燃机进气系统是吸收、过滤进入到压气机入口前的大气。

排气系统：排气系统是燃机的一部份，高温燃气在透平做功后，由排气系统从排气室导向到排气道，再排向大气或进入余热锅炉。

冷却密封空气系统：是对机组高温部件进行冷却和对轴承进行密封，并能防止压气机喘振。

燃机压缩空气系统：主要为燃机辅助用气设备提供压力及质量合格的加压空气。

调试、运行中出现的问题：燃机进气反吹电磁阀调试时，压缩空气压力始终达不到要求。检查发现有一个电磁阀损坏，无法完全关闭。造成管道压力无法蹩压，压力无法达到要求。

事件原因分析：进气滤前后的压差达到整定值时，启动清洁程序。进气滤滤芯将在自动程序控制器控制下进行自动清洁。程序控制器控制一系列电磁阀的开关，每一个电磁阀都相应控制一小部分的进气滤。电磁阀打开时，短促的高压脉冲空气将进入吹气管。脉冲使进气滤震动，并产生瞬间扰动进气滤模块的反向气流，使积聚的灰尘松动、掉落并分散。但是当电磁阀始终打开，管道压力始终达不到要求，无法形成脉冲。电磁阀的损害估计是由于工人在安装滤网或者是安装照明灯时踩踏电磁阀导致电磁阀内漏。

注意事项：

1、安装过程中严禁踩踏电磁阀。

2、管道打压完成后管道吹扫要干净，不能残存水。

3、试验前将反吹管路（进气模块内管道）要复紧。

4、结束语

燃机具有低污染，高热效，启停迅速，自动化程度高，具有广阔的应用前景。燃机安装相对模块化程度高，管道布置密集，安装要求相对严格。燃机调试是对机组能否顺利启动，保证机组出力的最后检验，所以在调试过程中对单体调试质量要求很高，机组整套启动前，对油，水系统和天然气系统的检查要细致，特别是一些节流孔板和锥形滤网的检查（包括型号，方向，清洁度）。在调试过程中，不可避免的有些安装过程的小缺陷，希望通过这次调试的总结分析，能对以后同类型机组的调试起到帮助的作用。

参考文献

[1]燃气-蒸汽联合循环机组现场天然气管道清洁规程[S].2007,11.

[2]JBT/6224-1992 中华人民共和国机械行业标准.燃气轮机质量控制规范[S].1993.

[3]SYJ4040-89 中华人民共和国石油行业标准.工业燃气轮机安装施工及验收规范[S].1990.

作者简介

郑文臣（1975-07），性别：男，籍贯：山东省乳山市，工作单位：山东电力建设第三工程公司，学历：专科，职称：助理工程师，研究方向：电力工程。

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