热电公司燃机燃烧室隔热瓦脱落分析

唐恒达

摘 要：燃机因机动性能好且有极强的调峰能力在现代社会中扮演着重要角色，随着我国经济实力的日益增强，燃机在各行业中被广泛应用，正是因为应用的广泛性，燃机在运行过程中出现事故的原因也很多，本文简要介绍燃机燃烧室隔热瓦脱落导致机组跳闸，并结合某燃机电厂在实际处理过程中的技术调整和经验总结进行分析介绍。

关键词：燃烧室隔热瓦;事故原因;问题措施

1 引言

燃气轮机作为新型的动力设备，具有结构紧凑、运行平稳、安全可靠、可以快速启动并带动负载，具有较高的热效率等优点，日益受到人们的重视，应用范围也越来越广。燃气轮机在航空航天、航海和路上交通等领域占有越来越重要的地位，由于燃机有较高的热效率和较小的污染物排放，在发电和能源部门也日益成为原动机的主流产品，它们一旦出现故障或发生事故就会给生产经营带来严重的影响。因此维护燃气轮机在正常状态下运行，避免或及时处理燃气轮机运行故障越来越重要。

2 事件描述

机组处于“二拖一”方式运行。#1燃机负荷248MW，#2燃机负荷248MW，#3汽机负荷208MW，机组总负荷705MW。热网供水流量2700t/h，温度100℃，机组各运行参数正常。

#1燃机#1瓦振动大保护动作跳闸，机组总负荷降至458MW。关#1燃机直通调压撬进、出口手动门，关备用调压单元至#1燃机手动门，停运#1余热锅炉脱硝系统及#1余热锅炉烟气热网循环泵。

3 初步原因分析

3.1 调取#1燃机各瓦瓦振曲线，如下图：

#1燃机各瓦瓦振曲线

根据曲线可以看出：21：10：44.112 #1瓦振动测点1已超过测量量程的20mm/s，测点2达到17.8mm/s，均超过14.7mm/s跳机保护值，触发瓦振二取二保护，动作跳闸。#1燃机在惰走过程中，21：11：20过第一临界转速时#1瓦振动再次超过20mm/s，比以往历次停机惰走过程中的振动值明显增大（一般在5～6mm/s）。21：12：20过第二临界转速时#1瓦振动9.2mm/s，比以往停机惰走过程中的振动值仍明显增大（一般在4.3～5.3mm/s）。

3.2 调取#1燃机燃烧室振动加速度曲线，根据燃烧室振动加速度曲线可以看出：21：10：43.639，#1燃机燃烧室振动加速度测点1达到5.957g，测点2达到6.048g。振动加速度达2g时，如IGV开度95%以上，甩6MW负荷后，延时19s跳机;振动加速度达2.5g时，甩6MW负荷后，延时19s跳机;振动加速度达3g时，甩15MW负荷，延时13s跳机;振动加速度达8g时立即跳机。

3.3 初步结论：

根据上述曲线综合分析，可以确定热工各仪表指示正确、保护动作正常，本次跳闸事件由燃机本体设备故障引起。

#1燃气轮发电机组跳闸后，该热电公司及时将机组运行工况数据和上述曲线传给燃机技术外方;同时燃机技术外方服务工程师团队通过远程调取相关数据进行诊断，初步分析为燃机本体故障。

4 检查处理

从#1余热锅炉0米人孔进入燃机排气扩散段，检查排排气扩散段内保温情况时，发现余热锅炉内0米炉膛底部有较多金属碎颗粒，同时发现燃机末级叶片有多处损伤痕迹。

同时检查燃机压气机首级叶片，未见异常。

会同燃机制造厂、燃机技术外方长协服务工程师及保险公司共同见证，开启#1燃机燃烧室人孔对燃烧室进行检查，打开燃烧室上部人孔后检查发现有碎裂的陶瓷瓦片脱落到透平第一级静叶前，上部人孔附近有一隔热陶瓷瓦块脱落。

燃机技术外方公司派遣负责该热电公司本次燃机修复工作的项目经理及现场负责人到达现场，会议确定由燃机技术外方公司负责组织此次燃机揭缸、修复及事件原因分析，揭缸工作人员随同专用工器具陆续到位。该公司开始组织拆除#1燃机透平保温、罩壳。

完成#1燃机透平静叶持环拆卸吊装;直接目视观察到了#1燃机透平动、静叶外观情况。

5 最终原因分析

燃机技术外方认为#1燃机事件的发展经过是基本明确的，即：高温烟气从#1燃机燃烧室OT 17-3挂钩位置的间隙侵入了OT 17陶瓷隔热瓦下面，导致燃烧室外壳上的挂钩槽氧化，挂钩OT 17-1、OT 17-3、OT 18-2、OT 18-4局部过热;OT 17-3因挂钩及挂钩端部过热超过1000 OH失效、成为第一个脱落件，引起OT 17陶瓷隔热瓦间隙进一步增大，剩下的OT 17陶瓷隔热瓦挂钩载荷增加，然后OT 17-4挂钩因疲劳或蠕变作用失效，剩下的OT 17陶瓷隔热瓦挂钩载荷继续增加，进而OT 17-1挂钩因过载——缓慢“拉”断失效，最终导致OT 17陶瓷隔熱瓦脱落;OT 17瓦块脱落后堵塞在透平第一级静叶流道前，透平第二级#14动叶片受气流激振作用、在85分钟后因高周疲劳失效断裂，导致#1燃机动平衡失效，振动超限保护动作跳闸停运。

联合调查组各方一致认为引起#1燃机本次事件的根本原因为燃烧室陶瓷隔热瓦脱落。因此，对#1燃机燃烧室陶瓷隔热瓦脱落的原因分析成为#1燃机事件的调查核心。

6 防范措施

6.1 合理安排机组运行方式，严格按规范组织策划燃机的小修、中修、大修等计划性检修;

6.2 加强对燃机技术外方燃机技术和运行参数的学习、分析、理解、掌握，精细化燃机运行控制;

6.3 加强国内燃机技术外方燃机用户间的日常联系、交流，积极参加燃机技术外方燃机用户交流会、燃机年会等专题性会议，保持信息畅通、资料共享。

7 结束语

燃气轮机故障诊断及处理技术对于燃气轮机运行经济性具有重要的意义，近几十年来国内外专家在这方面进行了卓有成效的研究，已经建立了一些燃气轮机故障处理的诊断系统，但是燃气轮机技术及智能控制诊断变化日新月异，涉及到诸多知识领域和理论知识，从而决定了燃气轮机的故障诊断技术也是一个不断更新、不断变化的技术领域。

参考文献

[1]焦树建.燃气轮机与燃气-蒸汽联合循环装置[M]，中国电力出版社2007.8（2）