燃气轮机燃烧故障原因与检修策略探究

万欣

摘 要：随着社会经济的发展，电力能源需求量也在不断增加，为了满足人们电力需求，需要加大力度研究。电力资源作为电力生产主要设备之一，燃气轮机发挥了重要作用，本文就燃气轮机燃烧故障展开研究，主要分析了汽轮机燃烧故障原因，并提出了一些防范措施和检修策略，以供参考。

关键词：燃气轮机;燃烧故障;检修

城市用电需求量不断增加，燃气和蒸汽联合循环发电机组应用越发广泛，我国开始加大力度引进燃气轮机设备，将其作为重要重型发电机。而设备使用时受到各种因素影响，容易发生燃烧事故，影响燃气轮机安全稳定运行，因此为保证燃气轮机运行，需要对燃气轮机燃烧故障展开深入分析。

一、燃气轮机燃烧故障情况

本研究以本公司PG9型燃气轮机为例展开研究，根据规定，该设备正常运行状态下采用180号重油燃料，自投产以来遇到了很多问题，其中由于燃烧故障导致的跳级、停机时间原因难以查明，导致再次启动受到影响。对此，本文就此展开研究。根据控制系统监视燃机发现，燃机排气部位顺着圆周方向均匀分布一些排气热电偶，用于对燃机排气温度进行检测，在机组发生燃烧恶化事故时，排气温度会呈现明显分散现象，若是排气温度分散度过大则会导致燃烧故障报警[1]。实际运行时，排气分散度变大发生原因较多，例如喷嘴被卡住、热电偶异常等等。

二、燃气轮机燃烧故障原因与防范措施

（一）烧损故障

1号燃机投产应用后，正常运行状态下由于排气温度分散度变大而出现停机，通过检修更换燃油喷嘴逆止阀之后，燃机启动直到全速再次由于排气温度分散变大出现跳机现象。之后，通过反复更换逆止阀、喷嘴、流量分配器等部件后仍然无改善效果，最后检查火焰筒、过渡段发现燃机下有几个火焰筒、过渡段以及联焰管存在烧损现象。通过检查更换重新将燃机启动，此时排气分散度已经正常。

事故原因：燃烧室部位启动失败是由于泄油阀堵塞，底部轻重油集取。燃油逆止阀出现泄露是由于燃油在高负荷跳机之后进行燃油冲洗导致清油进入到燃烧室中。而泄油阀堵塞导致轻油在燃烧室底部集聚，导致爆燃现象出现，进而使过渡段、燃烧室出现烧损问题[2]。而在这一现象出现后，压气机排气通过烧出孔油进入到热通道，混合高温燃机导致该部位燃气温度下降，进而使燃机排气温度下降。

针对上述故障及其发生原因，本人提出在启停燃机时，需要检查启动失败的泄油阀运行是否正常。燃机高负荷运行下发生跳机现象，可以在冷拖下使用轻油对其冲洗。而对燃机可以采用通风清吹措施避免发生逆止阀泄露和轻油进入出现爆燃现象。燃机在使用轻油进行冲洗时，需要加大力度监视燃机排气温度，若是排气温度升高需要即可停止。开缸大修完成后，需要冲洗燃机燃油管路，同时清理干净缸内。

（二）管道堵塞

本公司燃机运行一段时间后发现，2号燃机高负荷运行时会出现排气分散度明显上升的现象，通过检查可以发现，14路燃油喷嘴逆止阀前有明显压力上升问题，其中有些部位压力相对于其他各点压力明显随着负荷增加而上升。高负荷状态下，重油压力明显出现剧烈波动，停机之后更换燃油喷嘴，尽管排气分散度改善但是仍然存在压力偏高现象。对此，通过机组检修由专业清洗人员彻底清洗燃油管道，该问题得以解决。

事故原因：燃油喷嘴异物会导致旋流器孔堵塞，其逆止阀卡住会导致逆止阀无法全部打开。燃机长期运行会有大量油垢在燃油管道导致内径缩小进而出现节流现象。积碳、积垢都是由于运行时间长而缺乏定期清理导致的，问题越严重高负荷下的主燃油泵出口壓力会上升，导致主燃油泵的出口泄压阀动作，卸掉压力进而引发熄火跳闸故障。

针对上述故障及其发生原因，本人提出控制重油滤网，尽量减少燃机重油杂质。燃机烧重油运行稳定时要尽量降低重油温度，防止重油析出碳物质导致管道积碳。所用抑钒剂时要尽量选择不易结垢的[3]。此外，需要定期检查维护燃油喷嘴，及时更换堵塞部件。

（三）分配器故障

2号燃机水洗完成后发现排气分散度变大，负荷为75WM时由于排气分散度变大出现跳机现象。检查后发现，负荷增加导致排气分散度也变大，通过更换燃油喷嘴和逆止阀后，全速状态下的燃机排气分散度仍然比较大，对燃油喷嘴、逆止阀再次检查后并未发现任何异常现象，最终只能将流量分配器更换，运行恢复正常。

故障原因：本公司所用燃油流量分配器均为齿轮形式，是在大齿轮周上嵌合14对尺寸一致啮合小齿轮，基于齿轮转速流量相同这一原理将燃油分成14路。流量分配器解体之后可以发现，有组小齿轮进油部位由于长期运行出现磨损，导致该组齿轮的进油量和出油量都有增加，使燃油流量无法均匀分配，出现燃烧故障。

针对上述故障及发生原因，本人提出在运行过程中需要加大力度监测燃油喷嘴止逆阀的阀前压力变化，若是压力有偏差则需要及时检查故障发生原因，消除故障。定期维护检查流量分配器。若是燃机在停机状态下仍然较高，则需要及时检查转速探头以及流量分配器，查看这两个部件是否出现故障[4]。

结束语：

综上所述，燃气发电装置中，燃气轮机属于核心部件，其影响着发电效率以及安全生产，要想保证燃气轮机始终处于安全、高效运行状态，相关部门需要做好维护检修工作，并了解故障排除措施，明确预维护方法，预测设备存在的潜在故障，并排除故障、

参考文献：

[1]李德兵.燃气轮机燃烧室部件故障研究[J].热力透平，2020，49（2）：3.

[2]黄伟，张泽发.基于相似度分析的电站燃气轮机燃烧室故障预警研究[J].上海电力大学学报，2020，36（3）：5.

[3]夏小勇，查献刚，张新仪.某发电厂燃气轮机燃烧脉动超限的原因分析[J].燃气轮机技术，2020，33（3）：4.

[4]王军.火电厂汽轮机的常见故障和检修策略分析[J].内蒙古科技与经济，2020（5）：1.