火焰筒燒損事件

1、火焰筒燒損事件 一、事件經(jīng)過23:45因電氣原因#1燃機滿負荷跳機。在其后重新啟動過程中,因機務(wù)、控制等各方面原因歷經(jīng)了4次高速清吹、點火，直至次日3:28并列，3:52機組負荷80mw,排氣分散度(通常默認是第一分散度)26.7。22:54負荷100mw,排氣分散度升至38.3,約1h后升至50,減負荷至90mw；第2日0:54分散度升至59,運行人員再次減負荷至85mw,排氣分散度降至40；此后機組一直維持在該負荷運行,排氣分散度基本穩(wěn)定在40.5。凌晨6:20運行人員巡回檢查時發(fā)現(xiàn)煙囪冒黑煙,立即停運機組。經(jīng)檢查,設(shè)備損壞情況如下:1.7-8和8-9聯(lián)焰管嚴重損壞,其中陽聯(lián)焰管燒穿,管身

2、因高溫嚴重變形,靠7號、9號火焰筒一側(cè)的聯(lián)焰管頭部燒灼情況稍輕,其余燃燒單元的聯(lián)焰管正常。5.所有導(dǎo)流襯套沒有燒傷、變形的痕跡,全部可用,燃燒室和燃燒缸、透平缸、排氣框架等底部排污通道全部暢通,14只燃油逆止閥經(jīng)校驗臺校驗基本正常,動葉未做檢查。二、原因分析1.影響燃燒單元熱負荷變化的因素很多,如燃料分配的均勻程度，燃料的霧化、冷卻空氣的均勻,通流部分葉片的結(jié)垢程度，局部焓降差別、局部漏氣等,排氣分散度是所有這些因素的綜合反應(yīng)。在穩(wěn)定的工況下,即使火焰筒、過渡段等部位發(fā)生局部過熱,只要不穿透、不改變冷卻流場分布,分散度仍將維持原先的水平。2.從燃機燃燒系統(tǒng)的工作情況看,壓氣機出口約1/3的空氣

3、流量作為一次助燃空氣從火焰筒端部魚鱗孔進入,其余2/3空氣量從火焰筒筒體冷卻孔進入,在火焰筒內(nèi)表面形成氣膜以阻止高溫燃氣的表面接觸。就溫度分布情況看,在接近燃盡階段的斷面上混合氣體平均溫度最高,負荷越高,這個斷面越接近尾部,滿負荷大約就在筒身的2/3處,這是因為作為二次冷卻的空氣大部分從燃盡階段的冷卻孔內(nèi)流入。由于火焰筒有良好的幾何形狀,本身具有完善的冷卻條件,表面金屬溫度并不高,而過渡段外表面僅存在有限的對流冷卻,內(nèi)壁承受的是燃氣輪機的進限的對流冷卻,內(nèi)壁承受的是燃氣輪機的進大部分過渡段被燒穿而火焰筒相對完好也說明了這一點。3.燃油中含有一定金屬添加劑,燃燒后產(chǎn)生的顆粒對輸送通道產(chǎn)生磨損。過

4、渡段承受的是高溫且高速流動的燃氣,當(dāng)流動方向改變時產(chǎn)生的磨損最嚴重。過渡段被穿透后冷卻空氣從穿透處進入過渡段,導(dǎo)致過渡段壓力升高,也使火焰筒內(nèi)壓力增加,火焰筒內(nèi)燃燒的高溫燃氣通過聯(lián)焰管流向二側(cè)燃燒筒的流量增大,高溫燃氣直接接觸火焰筒內(nèi)壁而迅速燒壞火焰筒。在這一過程中,相對應(yīng)的過渡段因局部磨穿而使冷卻空氣量增加,從而改變了整個燃燒系統(tǒng)冷卻空氣量的分配。從上述分析來看,雖然分管回流式燃燒系統(tǒng)有諸多優(yōu)點,但所有的燃燒單元不可能做到熱負荷均勻一致,微小的誤差隨時間的積累終歸會使薄弱環(huán)節(jié)遭到損壞,從結(jié)構(gòu)上看這些薄弱環(huán)節(jié)就在過渡段的氣流拐彎處。因此,#1機在燃燒事件發(fā)生前相對較長的時間內(nèi)已存在自然磨損,在

5、電力短缺期間,機組連續(xù)滿負荷運行,水洗周期成倍延長,過渡段已達到當(dāng)量時間而未進行燃燒檢查,一旦穿透便在較短時間內(nèi)擴散并演變成燃燒事故。經(jīng)過分析，ge燃燒檢測保護存在嚴重缺陷。根據(jù)多年的運行經(jīng)驗,如果燃燒設(shè)備發(fā)生突發(fā)性的嚴重偏離設(shè)計工況的情況,燃燒檢測保護應(yīng)能發(fā)出報警和保護動作、切斷燃料。但對于一些因長期積累引起的燃燒部件緩慢損耗的事故卻無法及時報警,主要原因有以下幾個方面：1.燃燒監(jiān)測將排氣溫度作為唯一計算量,把排氣溫度分布作為燃燒部件及通流部件是否正常的唯一判據(jù),雖然理論上是可行的,但實際運行中卻不能完全保護設(shè)備,根本原因是沒有對溫度變化歷史趨勢進行分析。排煙溫度偏差在正常范圍時,初溫特別是

6、局部初溫不一定正常。因此不能僅以排煙溫度來判定初溫是否正常、燃燒是否正常。2.燃氣輪機進氣容積流量太大,反映設(shè)備狀況的溫度、壓力等流動參數(shù)的偏差不足以反映排氣端溫度分布的較大變化。即使對平均值來說,也僅當(dāng)透平運行正常且工況穩(wěn)定時,進口和出口參數(shù)才具有對應(yīng)關(guān)系。3.ge設(shè)置的保護定值不是很合理。例如在基本工況下,通過計算其分散度大致在68左右,而實際運行中超過33的概率不大；變工況下的監(jiān)測保護定值是在原穩(wěn)態(tài)基礎(chǔ)上增加111,工況穩(wěn)定后以一定速率衰減至穩(wěn)態(tài)值,而實際情況是工況變化時排氣分散度很少超過44。因此,這樣的分散度變化不可能引起保護裝置動作。三、防范措施日常維護應(yīng)制定防止燃燒單元熱偏差的技

7、術(shù)措施，定期進行燃燒檢查。對于燃用液體燃料特別是重油的燃氣輪機，利用每隔200h的停機水洗進行日常維護：1.燃料供給系統(tǒng)。燃料供給系統(tǒng)是日常維護的主要對象，主要進行如下檢查：1）雙螺桿泵是供油系統(tǒng)中的主要增壓設(shè)備,轉(zhuǎn)子外表涂有比較堅硬但比較脆的涂層,用于減少動靜部分間隙,提高泵的效率實際運行中多次發(fā)生涂層剝落,這些剝落的碎片很容易卡住燃油管路上的單向閥!燃油噴嘴等,導(dǎo)致燃油流量不均勻,也造成多次燃燒監(jiān)測保護動作。2）流量分配器的主要問題是磨損磨損導(dǎo)致流量分配不均勻,測速齒輪的固定螺絲脫落和測量間隙的變化,運行中主要反應(yīng)在流量顯示有偏差和波動,影響了調(diào)節(jié)品質(zhì),造成機組負荷擺動大。因此應(yīng)充分利用機

8、組水洗機會定期測量測速齒輪的間隙和緊固螺絲的緊力。3）單向閥。每一燃燒單元的燃油噴嘴入口均設(shè)有單向閥,目的是當(dāng)供油系統(tǒng)進行管線清洗時防止清洗的柴油進入通流部分。單向閥的特性(啟閉壓力)對燃油流量影響較大,要保證14個單向閥特性一致確有困難。可定期將單向閥放到自制的壓力校驗臺上進行啟閉壓力的校驗,將啟閉壓力相對均勻一致的單向閥集中使用。4）燃油噴嘴的性能對燃燒系統(tǒng)的影響非常大?，F(xiàn)場無法進行流量和霧化試驗,但可進行嚴密性試驗,目的是防止燃油!霧化空氣互相串通流量的偏差通過單向閥前的壓力進行監(jiān)視。2.燃燒檢查1）目視檢查。利用機組水洗后的干燥期間,對角拆卸1組或2組燃油噴嘴,對聯(lián)焰管、火焰筒、過渡段和一級噴嘴進行目視宏觀檢查,盡早發(fā)現(xiàn)早期缺陷。2）孔窺儀檢查。通流部分的檢