860MW级燃气蒸汽联合循环机组试运常见问题分析与对策

郝云冯

（中国电建集团湖北工程有限公司，湖北武汉 430040）

0 前言

随着经济水平的提高，越来越多的城市开始提供冬季供暖。燃煤锅炉作为冬季集中供暖的主要提供者，会产生大量的粉尘、灰渣、NOX、SO2等污染物，污染环境、损伤民众的身心健康。为了减少环境的污染，净化空气质量，我们国家在城市供暖机组中大力提倡使用清洁能源，作为清洁能源之一的燃气蒸汽联合循环机组越来越受到投资者的青睐。

1 概述

某“二拖一”燃气蒸汽联合循环供热机组位于北方某省会城市中心，主要职责是为该省会城市提供冬季供暖。主设备为东方电气股份有限公司生产的2台M701F4型燃气轮机及配套的QFR-340-2型燃气轮发电机，1台TC2F-40.5型供热蒸汽轮机及配套的QFR-320-2型汽轮发电机，东方日立锅炉有限公司生产的2台NG-M701F4-R型三压、再热、卧式、无补燃、自身除氧、带紧身封闭钢架、自然循环燃机余热锅炉。全厂联合循环机组在性能保证工况下的发电出力为860.88 MW，净供热能力为531 MW[1]。现将机组试运行期间发生的问题及其处理情况进行回顾和总结。

2 试运期间问题的分析及处理

2.1 异物进入中压、低压缸事件

2.1.1 事件简介

汽轮机扣盖工作结束，高中压连通管安装完毕后，发现有施工人员在高中压连通管上进行性能测点的焊接工作。

2.1.2 原因分析

业主将性能试验测点的安装工作委托给某公司，该公司施工人员未采取任何特殊措施，直接在高中压连通管上钻孔，进行性能试验测点的安装工作。移开高中压连通管，进入低压缸，找到一块钻孔过程中产生的铁块；切割开中压主蒸汽导汽管，发现一块钻孔过程中产生的铁块。取出异物，按照图纸要求将系统恢复完毕。因处置和整改及时，未造成汽轮机叶片断裂事件，也未对主工期造成影响。

2.1.3 处理和防范措施。

性能试验测点的安装任务应及时下达给施工单位，便于施工单位合理安排施工工序，确保在高中压缸连通管就位前完成性能试验测点的钻孔及安装工作。

2.2 #1燃机发电机出线封闭母线爆炸

2.2.1 事件简介

2014-9-3，#1燃机准备点火，SFC（Static Frequency Converter，静态变频器。燃气轮机在起动、高盘冷却、水洗等过程中，其驱动力矩由同步发电机作为电动机运行来提供。由于此时发电机作为同步电动机运行，最有效的方法是通过调节电源频率来实现对转速的调节。SFC就是为此而设计的能够提供可调频率的电源装置）投运，#1燃机转速600 r/min，汽机房6 m传来一声巨响，#1燃机SFC退出运行，#1燃机转速下降到0。

2.2.2 原因分析。

2014-9-2晚，施工人员拆除封闭母线套管顶部的人孔门，把内部的铝板伸出封闭母线套管人孔门上平面，准备做#1燃机封闭母线的短路试验。为防止异物落入封闭母线套管，施工人员在铝板上面覆盖地板纸，同时在地板纸上覆盖一根槽钢，以防止地板纸松脱。

#1燃机SFC运行工况下，发电机出线带电，在高压下击穿地板纸，地板纸损坏，槽钢也随之掉到6 m地面，#1燃机SFC退出运行，燃机转速下降到0，幸未造成其他设备损伤。

2.2.3 处理和防范措施。

（1）用木棍粘面团将封闭母线套管内部的杂物清理干净，用内窥镜检查封闭母线套管内部无杂物，将铝板用砂纸打磨干净。

（2）在封闭母线套管人孔门上部搭设脚手架作为防护层，脚手架距离铝板高度大于300 mm，脚手架上面覆盖地板纸，防止异物进入封闭母线内部。

（3）试验人员在布置试验措施时，应将安全措施、试验目地及注意事项详细的向施工人员进行交底，相关的安全措施执行完毕后，应现场检查安全措施确实已经执行完毕。

（4）系统和设备投运前，运行人员必须现场检查无异常后，才能进行设备的试运行工作，不能因曾检查过系统就认为系统一切正常。

（5）该封闭母线套管人孔门设计在顶部。封闭母线人孔门应设计在侧部或者底部，便于检修和清理封闭母线套管，异物也不易进入。

2.3 辅机试运缺陷

2.3.1 电动消防泵振动大事件

2.3.1.1 事件简介

电动消防泵转速n为2 950 r/min，电机空转两侧轴承座振动（振幅，下同）在0.01 mm以下，电动消防泵试运时两侧轴承座振动均在0.40 mm以上。经复查中心、调整系统工况等一系列工作后，振动情况无明显改观。将电动消防泵基础砸掉约200 mm，重新安装垫铁，再次试转电动消防泵，振动降低到0.18 mm。解体电动消防泵，更换叶轮后，试运正常，振动降低到0.05 mm以下，符合规范要求。《电力建设施工质量验收及评价规程第3部分：汽轮发电机组》（DLT 5210.3-2009）附录C：附属机械振动标准对附属机械振动标准值见表1[2]。

表1 附属机械轴承振动（双振幅）标准

2.3.1.2 原因分析

（1）将电动消防泵混凝土基础凿开后，发现垫铁块数多在5块以上，用塞尺检查发现垫铁之间间隙超标，部分垫铁接合面间隙达到1 mm左右，取出垫铁后，大部分垫铁接合面锈迹斑斑。严重不符合《电力建设施工技术规范第2部分：锅炉机组》（DL5190.2-2012）10.2.2款，第7条“每一组垫铁应用两块评垫铁和一对斜垫铁，较厚的应放在下层，垫铁伸出基框两端均匀、放置整齐”和第8条“垫铁表面应平整，垫铁之间及垫铁与基框之间接触应良好，对于大型辅机用0.1 mm塞尺检查，塞入深度不超过垫铁接触长度的20%”的要求[3]。

（2）电动消防泵叶轮动平衡不合格，是电动消防泵振动超标的一个重要因素。

2.3.1.3 处理和防范措施

（1）辅机设备的安装应由专业人员严格按照规程规范的要求施工，确保垫铁数量及安装质量符合要求。

（2）辅机设备安装完毕，交土建进行二次灌浆等隐蔽工程要有书面的验收签证文件，以确保施工质量。

（3）设备厂家应确保设备质量，转动机械出厂前必须做动平衡试验合格。

2.3.2 热网循环泵出口管道摆动大事件。

2.3.2.1 事件简介

热网循环泵电机空转振动在0.01 mm以下，热网循环泵试运行时两侧轴承座振动超过0.10 mm，泵出口管道摆动异常剧烈。对管道支吊架进行加固，调整热网循环泵出口门开度，调整热网循环泵液力偶合器调速范围后，热网循环泵泵体振动维持在0.08 mm左右，出口管道摆动大情况基本消失。热网循环泵电机转速n为2 950 r/min，经液力偶合器调速后，热网循环泵转速维持在1 000～2 000 r/min，调整后的热网循环泵泵体振动基本符合规范要求。

2.3.2.2 原因分析

（1）热网循环系统管道的部分支吊架设计不合理，无法按图施工，施工人员擅自自行修改了支吊架，但在经过加固管道后，管道摆动情况没有明显改观，初步确认系统存在缺陷是管道摆动大的主要原因。

（2）经过多次调整系统参数发现：在电动门出口开度30%以下，液力耦合器可在设计调速范围内正常运行（液力偶合器厂家资料称：有效调速范围为20%～97%）及出口电动门开度全开，液力偶合器保持在20%以下两种工况下，热网循环泵出口管道摆动情况消失，热网循环泵振动维持在0.08 mm左右。但热网循环泵的出口压力只能达到0.55 MPa，达不到供水压力1.3 MPa的热网系统设计标准。

热网循环水泵型号KQSN400-M6/725，扬程160 m，泵体出口管通径DN300，出口管道通径DN600，热网循环泵泵体与热网循环水管道不匹配可能是以上现象的主要原因。

2.3.2.3 处理和防范措施

（1）施工人员应按图施工，在设计图纸与现场实际情况有冲突时，及时向有关单位反馈存在的实际问题，严禁擅自修改设计。

（2）联系设计单位对热网循环水系统进行优化设计，以彻底解决以上异常现象。

（3）要求运行人员严格按照以下方式运行热网系统：热网循环水泵出口门开度全开时，液力偶合器调速范围须保持在20%以下；如液力耦合器维持在设计调速范围内，热网循环水泵出口门开度须控制在30%以下。

2.4 系统泄漏点较多

2.4.1 事件简介

在机组试运期间发生过多次不同程度的泄漏事件，虽未造成严重的后果，但对现场的文明生产带来了负面影响，延长了系统的调试时间，给公司带来了一定的负面影响。

2.4.2 原因分析

系统泄漏原因主要有以下几种。

（1）安装原因

闭式水、凝结水系统、辅助蒸汽系统、给水系统、热网系统等多处法兰面出现程度不一的泄漏。泄漏原因主要表现几个方面：法兰螺栓紧固不到位或漏紧，部分螺栓与法兰面之间目测可见间隙较大；部分法兰在管道焊接完后形成张口，后期无法通过紧固螺栓来彻底消除泄漏点，只能割除法兰重新焊接；部分法兰之间垫片不合格，甚至没有安装密封垫片。

（2）协调沟通不到位

#2燃机排气室疏水管道DN50不锈钢排污门没有安装，导致600℃左右的高温烟气长期从该排污门前管道内直接外排到大气中，造成#2燃机排气室外长期有烟糊味。该阀门位置布置较高且较隐蔽，在#2燃机即将进入“168h试运行”前才发现该缺陷。施工人员了解该情况，却一致没有汇报。

燃气管道的水压和气压试验由机务人员组织进行，热工人员未参与，由于机务和热工人员配合不到位，导致燃气系统的取样、流量、压力等热工仪表管道实际上未参与燃气管道的严密性试验。在燃气进气后，燃气系统的多处取样、流量、压力等热工仪表管道接头出现泄漏。

（3）操作不当

锅炉清洗过程中多处系统未隔离造成泄漏，既造成了清洗药品的损失，影响了清洗效果，也耽误了工期。

2.4.3 处理和防范措施

（1）目前施工企业良莠不齐，施工人员龙蛇混杂且流动性大，异常事件发生后难以追溯当事者的责任。部分施工人员有恃无恐，偷工减料事件层出不穷。项目质检人员一定要勤下现场，勤看图纸，加强安装过程中的质量监督，尽可能减少安装原因造成的缺陷。

（2）成立专项系统和设备调试小组，加强各专业之间的协调和沟通，合理安排调试工作，提高效率，避免无谓的人力、物力浪费。

（3）各施工人员对现场发生的异常情况应及时汇报，必要时提供书面文件，避免事前隐瞒不报，系统调试前才提出各种困难及未完工项目，影响调试整体进度。

（4）调试人员应熟悉系统设备，以应对现场随时可能产生的异常情况。调试前组织相关人员认真检查系统，调试过程中定期巡视现场，及时发现问题，及时处理。进入调试阶段后，未经许可不得擅自在系统上从事施工工作。特殊情况下，应取得调试负责人的同意，并办理相关的手续，在调试人员的指导下进行相关系统的隔离工作。

2.5 几起非停和降出力事件

2.5.1 #2余热锅炉#1高中压合泵停运事件

2.5.1.1 事件简介

2014-11-24T 14∶10，#2余热锅炉#1高中压合泵油站#1油泵跳，#2油泵未联启，#1高中压合泵停运，#2高中压合泵工频差动保护动作联启失败。#2燃机因TCA（Turbine Cooling Air，透平冷却空气系统）冷却器冷却水无流量跳机，汽轮机随之跳机。

2.5.1.2 原因分析

保洁人员做设备保洁工作时，误碰#2余热锅炉#1高中压合泵油站就地控制柜，导致#1油泵跳。#2余热锅炉#1高中压合泵油站就地控制柜继电器接线松动，在#1油泵跳闸的瞬间，该继电器损坏，造成#2油泵联动不成功。#2余热锅炉#2高中压合泵CT（Current Transformer电流互感器）接线也有松脱现象，导致#2高中压合泵工频差动保护动作，#2给水泵启动后跳闸。两台高中压合泵同时停运，#2余热锅炉给水中断，#2燃机因TCA冷却器冷却水无流量而跳机，汽轮机随之跳机。

2.5.1.3 处理和防范措施

（1）运行设备区域内严禁进行保洁工作；

（2）各接线柱的螺栓紧力要符合设计要求，确保安装质量。

2.5.2 、#2燃机TCA冷却器给水流量低造成#2燃机及汽机跳闸事件。

2.5.2.1 事件简介

2014-10-31T 13∶00，#2燃机TCA冷却水流量低，#2燃机跳闸，汽轮机随之跳闸。

2.5.2.2 原因分析

燃机负荷、环境温度等燃机运行工况影响着TCA冷却器进口空气流量和温度，因此TCA冷却器的冷却水流量应随TCA冷却器出口空气温度变化而自动变化，使TCA冷却器出口空气温度维持在某个值以下，即TCA冷却器的冷却水流量是跟随燃机负荷而自动波动。查询历史曲线，发现从当日10∶54开始，TCA冷却器冷却水流量一直维持在35 t/h左右，此时燃机负荷稳定在224 MW左右，该工况下TCA冷却器冷却水流量能满足运行需求，13∶00，运行人员按照调度要求升负荷，TCA冷却器冷却水流量并未跟随燃机负荷的增加而增加，导致#2燃机因TCA冷却器冷却水流量低而跳机。

检查发现#2燃机TCA冷却器给水至高压汽包回水调门为手动状态，在#2燃机负荷增加时，该调门开度并未随之增大。#2燃机TCA冷却器给水至高压汽包回水调门被人从自动切换为手动是造成TCA冷却器给水流量低的主要原因。

2.5.2.3 处理和防范措施

（1）任何人员在没有经过调试人员的同意下，不得擅自切换设备的自动/手动工况。

（2）安装人员未经许可，不得擅自进入集控室及操作集控室计算机。经过许可的相关人员只能在没有操作权限的计算机上查看设备状态。

2.5.3 #2燃机FGH气侧液位高报警跳机导致#2燃机及汽机跳闸事件

2.5.3.1 事件简介

2014-11-10T 16∶00，#2燃机因进口燃气压力低跳闸，汽轮机随之跳闸。

2.5.3.2 原因分析

2014-11-10T 15∶30，#2燃机FGH（Fuel Gas Heater燃料加热器）气侧水位高报警，检查发现#2燃机FGH气侧一个液位高跳机测点的接线与接线柱之间用接线鼻子连接，接线鼻子与接线不匹配，造成接线从接线鼻子中松脱，口头联系热工人员解除#2燃机FGH液位高跳机的联锁保护，处理该松脱的测点接线。由于#2燃机FGH液位高联关FGH进口燃气总门的逻辑未解除，在处理#2燃机FGH气侧液位高测点接线松动的过程中，#2燃机进FGH前燃气进气总门关闭，导致#2燃机因燃气压力低而跳机。

2.5.3.3 处理和防范措施

（1）检修工作时不得无票工作，特殊情况下的抢修应由熟悉系统的运行人员、调试人员和安装人员共同到现场三方确认无误后，才能进行隔离相关设备和系统的工作。

（2）相关人员应熟悉系统及设备，热工人员熟悉设备及系统的全部联锁逻辑，避免出现遗漏。

（3）各接线柱的连接应牢固，确保安装质量。

（4）对#1燃机及其他同类设备的接线情况进行检查和整改。

2.5.4 #2增压机跳闸造成#2燃机降负荷事件

2.5.4.1 事件简介

2014-11-26T 16∶56，#2增压机变频器故障，#2增压机跳闸，#2燃机RB（Run Back机组快速减负荷）动作，#2燃机负荷从220 MW降低到130 MW，增压机旁路门联开正常，未造成机组跳闸事故。

2.5.4.2 原因分析

安装人员办理了一张“增压站配电室电缆挂牌”的工作票，安装人员联系运行人员打开了“增压站配电室”和“增压站变频器室”。在进行相关设备挂牌的过程中，#2增压机变频器故障，造成#2增压机跳闸。安装人员称仅进入增压站配电室，打开#2增压机配电柜柜门进行电缆挂牌工作，但尚未进入“增压站变频器室”进行增压站变频器室内的电缆挂牌工作。安装人员进行“增压站配电室电缆挂牌”工作虽不是本次#2增压机跳闸的原因，但该项工作内容存在严重的事故隐患。

经详查看增压机变频柜的历史记录，#2增压机变频器柜冷却风扇滤网堵塞，导致冷却风扇因电流过载而跳闸，#2增压机变频柜联跳，造成#2增压机跳闸。随后将冷却风扇滤网清理干净后，#2增压机运行正常。

2.5.4.3 处理和防范措施

（1）设备试运行过程中进行相关设备的挂牌工作，效率低且不安全，应在设备单体调试前完成设备挂牌工作。

（2）工作负责人应现场监护，认真履行工作负责人的职责。

（3）现场的任何检修工作必须经过调试负责人的同意，运行设备原则上不允许进行检修工作，特殊情况下必须办理工作票，并由调试负责人在工作票上签字审核。

（4）工作票签发人要审核工作票的安全措施和检修工作的可行性和必要性。对采用电子办票流程的项目，工作票签发人应及时修改密码，避免出现代签发事件。

（5）运行人员加强设备的巡回检查工作，发现有滤网堵塞等异常情况，及时汇报。施工人员定期办票清理各配电柜、配电间地面，防止滤网堵塞、电器元件进灰损坏。

（6）配电室内开展的检修工作，应用安全围绳将带电设备和不带电设备隔离开来，防止检修人员走错间隔。

（7）厂家增压机变频器柜冷却风扇应增设冷却风扇电流报警信号，并远传到集控室。

2.6 高压省煤器排污管泄漏事件

2.6.1 事件简介2014-11-7，#1余热锅炉炉底有水漏出，判断为#1余热锅炉泄漏，被迫停炉检修。

2.6.2 原因分析

高压省煤器一根排污管弯头为厂家提供的热煨弯头，弯曲半径较大。该弯头下部的炉底底部的保温钩钉较长，当余热锅炉受热后整体膨胀下沉，该保温钩钉将该弯头顶破，造成泄漏。检查其余各受热面疏水管，发现一个弯头下部被保温钩钉顶出一个凹坑，但尚未泄漏。

2.6.3 处理和防范措施

（1）将该热煨弯头修改成热压弯头，减少弯头的弯曲半径，增大锅炉的膨胀余量。

（2）将露出炉底底板的保温钩钉割除一部分，确保此处的膨胀余量大于设计要求。

（3）#2余热锅炉停运后，打开#2余热锅炉人孔门，详细检查无异常。

（4）认真对待保温、外护板安装等小专业的施工工作，避免二次污染、二次损伤，给其他设备留出足够的热膨胀空间，避免影响其他系统或专业。

3 小结

在当今的市场竞争条件下，低价中标已经成为主流现象，大批不合格的施工人员和施工队伍纷纷进入了电建市场，该“二拖一”燃气蒸汽联合循环供热机组调试工程中出现的一些典型质量通病值得广大电建同仁加以总结和防范。如何在施工人员和施工队伍素质低下、流动频繁、技术人员严重不足的情况下做好施工管理，是每一个技术工作和管理工作者必须认真思索的问题。

［1］2*F级二拖一联合循环机组培训教材—燃机篇［Z］.山西新兴能源产业集团有限公司嘉节燃气热电分公司.2012.

［2］DL5190.2-2012.电力建设施工技术规范第2部分：锅炉机组［S］.

［3］DLT 5210.3-2009.电力建设施工质量验收及评价规程第3部分：汽轮发电机组［S］.