降低燃氣發(fā)電廠燃機臨時濾網(wǎng)堵塞次數(shù)

降低燃氣發(fā)電廠

燃機臨時濾網(wǎng)堵塞次數(shù)浙江大唐國際紹興江濱熱電有限責任公司機務QC小組發(fā)布人：徐耀利小組簡介姓名職務性別職稱受QC教育時數(shù)分工

劉建生主任助理男高工組長組織協(xié)調(diào)

徐耀利機務點檢長男工程師副組長技術(shù)指導

程朝輝機務高級點檢員男工程師副組長組織協(xié)調(diào)

姚東機務點檢員男工程師組員方案策劃

晏海濤機務班長男工程師組員數(shù)據(jù)分析段國武主任工程師男高工組員組織協(xié)調(diào)周寶柱主任工程師男高工組員組織協(xié)調(diào)成立時間2016年1月人員組成本次課題類型本次課題名稱降低燃氣發(fā)電廠燃機臨時濾網(wǎng)堵塞次數(shù)注冊時間2016年1月現(xiàn)場型選題理由

天然氣發(fā)電廠采用重型燃機作為發(fā)電主設(shè)備，燃燒系統(tǒng)是燃機的重要組成部分，是將天然氣充分燃燒，生成高溫煙氣的設(shè)備，高溫煙氣用于推動透平旋轉(zhuǎn)，帶動發(fā)電機發(fā)電。重型燃機所配備的燃燒器具有燃燒效率高、預混效果好，低氮環(huán)保等特點，燃燒器內(nèi)部配氣結(jié)構(gòu)復雜，噴嘴端部布滿直徑僅1mm的小孔，因此對天然氣的清潔品質(zhì)也有更高的要求。為保證天然氣的清潔品質(zhì)，達到燃機運行要求，燃機系統(tǒng)均配置多級過濾裝置，其中位于前置系統(tǒng)的終端過濾器過濾精度較高，采用一用一備冗余配置，保證燃機系統(tǒng)的連續(xù)運行，過濾器形式為Y型，過濾精度為200目，設(shè)計使用溫度200攝氏度，設(shè)計流量67500kg/h，約90000立方/小時。選題理由

紹興江濱熱電公司安裝兩臺M701F4型452MW級燃機發(fā)電設(shè)備，在2014、2015年度的外接天然氣管線清理期間，燃機的值班、頂環(huán)、主A、主B臨時濾網(wǎng)堵塞嚴重，差壓達到報警值，導致天然氣流量無法達到設(shè)計值要求，由于臨時濾網(wǎng)安裝于相應的天然氣管道內(nèi)，無法實現(xiàn)在線清理，所以機組只能被迫降負荷運行甚至停機，給該公司正常對外發(fā)供電和可持續(xù)發(fā)展帶來嚴重嚴重影響。圖1臨時濾網(wǎng)堵塞情況提供人：徐耀利提供日期：2015.12.15選題理由圖2天然氣系統(tǒng)圖提供人：徐耀利提供日期：2016.03.18選題理由標準現(xiàn)狀課題確定臨時濾網(wǎng)堵塞次數(shù)為0次臨時濾網(wǎng)年平均堵塞15次以上降低臨時濾網(wǎng)堵塞次數(shù)2014-2015年兩年期間因臨時濾網(wǎng)堵塞造成機組非計劃停運5次，降負荷運行30余次，造成巨大的電量損失，影響的費用達數(shù)百萬元選題理由臨時濾網(wǎng)堵塞后燃機無法正常運行，甚至出現(xiàn)機組非停事故，如果臨時濾網(wǎng)堵塞后差壓過大還會導致臨時濾網(wǎng)破損，濾網(wǎng)中的雜質(zhì)會堵塞燃機噴嘴，進而導致燃機燃燒不穩(wěn)，最終導致燃燒器燒損事故。圖3燃燒不穩(wěn)可能導致燃燒熱部件燒損情況提供人：徐耀利提供日期：2016.03.20現(xiàn)狀調(diào)查一、系統(tǒng)分析：臨時濾網(wǎng)的主要作用是過濾終端過濾器后燃氣管道在施工期間殘留的雜質(zhì)，避免燃機試運行期間燃燒器噴嘴堵塞，機組正常投運后將此濾網(wǎng)拆除。濾終端過濾器后燃氣管道為0Cr18Ni9不銹鋼管道，到燃機燃燒器處的總長度只有50米，按設(shè)計臨時濾網(wǎng)不會產(chǎn)生頻繁堵塞的事故。臨時濾網(wǎng)堵塞的原因則來自上游天然氣系統(tǒng)?，F(xiàn)狀調(diào)查二、上游原因分析：小組成員對臨時濾網(wǎng)堵塞的原因進行統(tǒng)計，統(tǒng)計如表1所示

：制表人：徐耀利制表日期：2016.02表1：統(tǒng)計表序號臨時濾網(wǎng)堵塞可能原因原因分析1終端過濾器后不銹鋼管道內(nèi)部雜質(zhì)多如果管道內(nèi)雜質(zhì)較多則會導致臨時濾網(wǎng)頻繁堵塞2終端過濾器過濾精度低終端過濾器濾網(wǎng)目數(shù)是否低于臨時濾網(wǎng)，低于時會導致臨時濾網(wǎng)堵塞。3終端過濾器存在短路終端過濾器起不到過濾效果，上游雜質(zhì)堵塞臨時濾網(wǎng)。3管網(wǎng)天然氣所含雜質(zhì)多機組長期運行時會導致臨時濾網(wǎng)逐步受到污染，進而堵塞?，F(xiàn)狀調(diào)查三、實際調(diào)查：

2016年03月利用停機機會QC小組對終端過濾器后不銹鋼管道內(nèi)部進行了全面檢查，管道內(nèi)未發(fā)現(xiàn)有雜質(zhì)、油污，管道也無銹蝕情況。圖4不銹鋼管道內(nèi)部清潔情況提供人：徐耀利提供日期：2016.03.15現(xiàn)狀調(diào)查三、實際調(diào)查：

2016年04月QC小組對終端過濾器的過濾精度進行了檢查，確認了終端過濾器濾網(wǎng)由四層濾網(wǎng)組成，分別為20目×80目×200目×100目，與燃機臨時濾網(wǎng)組成相同。圖5濾網(wǎng)目數(shù)檢查情況提供人：徐耀利提供日期：2016.04.10現(xiàn)狀調(diào)查三、實際調(diào)查：

2016年05月QC小組對終端過濾器的結(jié)構(gòu)進行了全面分析，對安裝過程中可能造成終端過濾器濾芯短路的各可能性進行了研究。QC小組共發(fā)現(xiàn)如下問題：1、終端過濾器結(jié)構(gòu)存在問題，經(jīng)現(xiàn)場測量終端過濾器濾芯根部金屬纏繞墊片幾乎沒有壓縮量，過濾器濾芯根部密封不嚴，易導致上游雜質(zhì)通過終端過濾器根部泄露至下游臨時濾網(wǎng)處。2、終端過濾器為Y型過濾器，濾芯安裝時端部密封面與殼體內(nèi)部密封面配合難以控制，濾芯安裝后無法判斷濾芯端部密封面與殼體密封面的密封性，易造成裝配偏斜、密封面存有間隙等問題。現(xiàn)狀調(diào)查圖6Y型過濾器現(xiàn)場檢查情況提供人：徐耀利提供日期：2016.05.10現(xiàn)狀調(diào)查三、實際調(diào)查：

2016年05月QC小組對系統(tǒng)天然氣進行了排污測試，排污點設(shè)定在天然氣調(diào)壓站旋風分離器底部進行排污，結(jié)果在旋風分離器底部排出了大量的灰塵等雜質(zhì)。排污完畢后間隔5天再次進行排污時仍能排出大量的雜質(zhì)，說明天然氣氣源本身攜帶有大量雜質(zhì)。圖7天然氣排污情況提供人：程朝輝提供日期：2016.05.12現(xiàn)狀調(diào)查三、實際調(diào)查：

2016年05月QC小組對系統(tǒng)天然氣各流程參數(shù)變化情況進行了分析，天然氣在FGH（天然氣加熱器）前為常溫，在FGH后天然氣被加熱到了200℃，存在一個溫度變化過程，天然氣在加熱的過程中雜質(zhì)直徑會有所膨脹，造成雜質(zhì)可以通過終端過濾器但逐漸膨脹后通不過臨時濾網(wǎng)（兩者過濾精度相同）?，F(xiàn)狀調(diào)查三、實際調(diào)查：

2016年05月QC小組同時對浙江省天然氣管網(wǎng)的接入情況進行調(diào)查，整個管網(wǎng)由西氣東輸一號線、西氣東輸二號線、川氣東送、東海油氣田、寧波LNG共同組成，管網(wǎng)的氣源為混合氣源，各種氣源輸送過程中相互影響，確保天然氣不含雜質(zhì)較難實現(xiàn)，且浙江逐年有新管道投產(chǎn)，加上每年定期有管道進行吹掃作業(yè)，導致氣源含有雜質(zhì)的情況較多?，F(xiàn)狀調(diào)查圖8天然氣管網(wǎng)布置情況提供人：程朝輝提供日期：2016.05.12現(xiàn)狀調(diào)查三、實際調(diào)查：同時QC小組對日本天然氣發(fā)電企業(yè)使用的天然氣氣源也進行了分析，發(fā)下日本天然氣發(fā)電廠基本上使用進口LNG作為燃機的氣源，氣源品質(zhì)非常潔凈，不含有雜質(zhì)。日本是是世界上最大的LNG消費國，據(jù)統(tǒng)計2016年日本共消費了8504.6萬噸LNG圖9日本天然氣使用情況提供人：姚東提供日期：2016.05.12目標設(shè)定平均15次/年1次/年

目標圖提供人：晏海濤提供日期：2016.05.16目標:燃機臨時濾網(wǎng)堵塞次數(shù)降至1次/年原因分析人機法環(huán)料終端過濾器濾網(wǎng)清理不干凈墊片壓縮量小終端過濾器短路濾網(wǎng)不對中天然氣雜質(zhì)多終端過濾器為Y型精度不高運行使用條件差終端過濾器堵塞終端過濾器結(jié)構(gòu)問題根部密封不嚴終端過濾器精度過低天然氣有溫升雜質(zhì)變大表2：要因確認表制表人：程朝輝制表時間：2016.06序號末端原因確認內(nèi)容確認方法標準負責人完成時間1濾芯清理不干凈是否清理干凈對清理結(jié)果進行檢查濾芯透光良好晏海濤2016.62濾網(wǎng)不對中查看皮帶膠接頭測量偏差偏差小于規(guī)定值徐耀利2016.63濾芯根部金屬纏繞墊片壓縮量非常小對金屬纏繞墊片壓縮量進行測量墊片四等分分別進行測量壓縮量大于2mm徐耀利2016.64天然氣在加熱的過程中雜質(zhì)膨脹設(shè)計是否有缺陷觀察實際清掃效果清掃效果達到100%徐耀利2016.65運行使用條件差運行環(huán)境是否達標定期檢查溫度＝-10～40（℃）粉塵濃度≤6（mg/m3）噪音≤90dB徐耀利2016.6要因確認確認一：濾芯清理不干凈確認方法：2016年6月，QC小組查看了清理完畢后的終端過濾器濾網(wǎng)，濾網(wǎng)潔凈、透光性良好。臨時濾網(wǎng)采用高壓水槍進行清洗，清洗完成后用儀用壓縮空氣進行干燥處理，可以看出濾網(wǎng)清理非常干凈。圖10清理完成的濾網(wǎng)提供人：晏海濤日期：2016.06要因確認確認二：濾網(wǎng)不對中確認方法：現(xiàn)場對終端過濾器內(nèi)外兩個平面法蘭平行度及中心同心度進行測量檢查，檢查結(jié)果如下，同時發(fā)現(xiàn)終端過濾器濾內(nèi)徑比濾芯外徑大4mm。表3統(tǒng)計表制表人：徐耀利制表日期：2016.06

平行度及中心同心度偏差會導致濾網(wǎng)安裝過程中不對中，會產(chǎn)生短路，終端過濾器濾內(nèi)徑比濾芯外徑大4mm會導致濾芯安裝時垂向一端，導致濾芯不對中

。法蘭平行度同心度標準11mm4mm＜0.5mm要因確認確認三：濾芯根部金屬纏繞墊片壓縮量非常小確認方法：終端過濾器濾芯拆除后對其根部濾芯金屬纏繞墊片進行測量，數(shù)據(jù)如下表表4統(tǒng)計表制表人：徐耀利制表日期：2016.06序號1234墊片壓縮量0.5mm0.3mm0.2m0mm合格>2mm>2mm>2mm>2mm

從表中可以看出，金屬纏繞墊片壓縮量滿足不了要求，易造成短路、泄露。事后QC小組在終端過濾器濾芯根部增加了蝶形彈簧，以增加濾芯根部墊片的壓縮量同時減少由于其溫度變化導致的膨脹及收縮變化，但加裝蝶形彈簧后墊片的壓縮量仍與上述數(shù)據(jù)偏差不大。要因確認確認四：天然氣在加熱的過程中雜質(zhì)膨脹確認方法：測量終端過濾器濾網(wǎng)與燃機臨時濾網(wǎng)中雜質(zhì)的直徑。

對終端過濾器內(nèi)雜質(zhì)及燃機臨時濾網(wǎng)內(nèi)雜質(zhì)進行測量，雜質(zhì)直徑均大于200目，尤其是燃機臨時濾網(wǎng)內(nèi)雜質(zhì)規(guī)律性較強，直徑較為均勻，且成黑色粉末狀，未發(fā)現(xiàn)較大顆粒物，表明天然氣所含雜質(zhì)可能經(jīng)高溫加熱后有所膨脹。圖11臨時濾網(wǎng)雜質(zhì)情況提提供人：徐耀利提供日期：2015.06要因確認確認五：運行使用條件差

2016年6月份對天然氣系統(tǒng)進行多次排污，每次均能排出較多灰塵等雜質(zhì)，排污間隔及時間如下由上表看出，天然氣每間隔5天均能排出較多灰塵雜質(zhì)，說明上游管網(wǎng)天然氣本身含有較多的雜質(zhì)。圖5：天然氣排污情況提供人：徐耀利日期：2016.06天然氣排污2016.06.102016.06.152016.06.202016.06.25排污時長10分鐘7分鐘12分鐘15分鐘描述較多灰塵較多灰塵較多灰塵較多灰塵制定對策針對上述要因，我們制定了相應的目標、對策和措施，并將任務分配給各成員，具體如下：

表6：對策表

制表人：徐耀利制表時間：2016.06

序號要因?qū)Σ吣繕舜胧┑攸c責任人完成時間1濾網(wǎng)不對中，濾芯根部墊片壓縮量小工藝改進對中0.5mm以內(nèi)，完全密封不存在短路改進過濾形式，確保濾芯對中現(xiàn)場姚東程朝輝2016.062天然氣含有雜質(zhì)較多、天然氣在加熱的過程中雜質(zhì)膨脹工藝改進增加終端過濾器濾網(wǎng)過濾精度，雜質(zhì)膨脹后直徑小于200目將終端過濾器濾芯提高至300目現(xiàn)場徐耀利晏海濤2016.06對策實施實施一、將終端過濾器由Y型過濾器改成立式過濾器1、現(xiàn)場實施由于原Y型過濾器濾芯安裝時易產(chǎn)生下垂，根部密封得不到保證，濾芯長度較長，壓緊時易產(chǎn)生彈性變形，導致根部金屬纏繞墊片壓縮較小甚至無壓縮量，難以保證其嚴密性，易發(fā)生雜質(zhì)泄露事故。QC小組決定對過濾器的形式進行更改，由Y型過濾器改造為立式過濾器，立式過濾器濾芯依靠上部進行密封，密封依靠機加工精度保證，不使用金屬纏繞墊片，立式過濾器檢修維護方便，滿足在線更換濾芯的要求。對策實施圖12立式過濾器密封形式提提供人：徐耀利提供日期：2015.06對策實施圖13立式過濾器與Y型過濾器流向?qū)Ρ忍崽峁┤耍盒煲峁┤掌冢?015.06對策實施

由Y型濾器的設(shè)計結(jié)構(gòu)可以看出天然氣濾網(wǎng)后部壁面為迎風面，將有大量的天然氣通過；其他部位為側(cè)風面，流過的天然氣較少，尤其是濾筒前部和下部區(qū)域為背風面，天然氣會在該處淤積，形成一個死區(qū)。由此可以看出，運行中絕大部分天然氣會從濾筒直徑前部流出，靠近中間部位通流最大，流速也最快，在濾網(wǎng)正前部分所受的力最大，濾芯的上中部產(chǎn)生向外凸起，濾芯易軸向產(chǎn)生彈性彎曲變形。

立式過濾器天然氣由頂部進入，進入的天然氣在過濾器下部匯集，然后向上到達濾網(wǎng)圓周各個部分，通過濾芯過濾面到達內(nèi)部后向下流出過濾器。該種過濾器濾芯四面同時出氣，有效的利用了濾網(wǎng)通流面積，對濾網(wǎng)壁面的沖擊較小。濾芯立式固定，氣流通過時不會產(chǎn)生偏斜。為了達到更好的過濾效果，

對策實施

2、調(diào)查統(tǒng)計，我們測量了立式過濾器濾芯上部的配合間隙，如下表：配合間隙測量1234數(shù)值0.025mm0.025mm0.025mm0.025mm結(jié)果0.05-0.1mm0.05-0.1mm0.05-0.1mm0.05-0.1mm表7：統(tǒng)計表制表人：徐耀利制表時間：2016.073、效果檢查

立式過濾器濾芯與立式過濾器殼體配合間隙為0.05mm，滿足設(shè)計值0.05-0.1mm要求，能滿足濾芯熱態(tài)運行時的膨脹間隙及密封要求，運行過程中不會造成短路。對策實施實施二：將過濾器濾芯目數(shù)由200目提高至300目，解決天然氣所含雜質(zhì)加熱后直徑膨脹堵塞燃機臨時濾網(wǎng)問題。立式過濾器濾芯分別由20目×80目×300目×100目四層濾網(wǎng)組成，濾芯過濾面積重新進行設(shè)計，確保天然氣流量滿足機組滿負荷時的最大流量并充分考慮裕度。圖14立式過濾器濾芯精度提供人：姚東2016年7月對策實施1、現(xiàn)場實施

將Y型過濾器改造成立式過濾器并將過濾器濾芯精度由200目提高至300目，對新立式過濾器在原系統(tǒng)上安裝后進行整體試運。圖15現(xiàn)場改進圖提供人：晏海濤日期：2016.7對策實施2、調(diào)查統(tǒng)計抽查時間2016.7.152016.7.162016.7.17濾網(wǎng)差壓0.034Mpa0.042Mpa0.05Mpa制表人：程朝輝制表時間：2016.07表8：統(tǒng)計表3、效果檢查

立式終端過濾器改造完成后在線運行3天濾芯前后壓差達到設(shè)計值0.05MPa，對立式終端過濾器進行在線切換清理，拆除濾芯檢查天然氣雜質(zhì)阻攔效果良好。效果檢查1、調(diào)查統(tǒng)計對策實施后，在2016年7～12月，我們對終端過濾器清理次數(shù)及臨時濾網(wǎng)堵塞次數(shù)進行了統(tǒng)計，下面是我們的統(tǒng)計表：表9：統(tǒng)計表制表人：徐耀利制表時間：2016.12效果檢查：臨時濾網(wǎng)差壓無上升，未出現(xiàn)堵塞事故時間7月17日7月25日8月07日8月23日9月08日9月28日10月15日11月02日11月20日12月18日合計終端過濾器濾網(wǎng)清理A側(cè)B側(cè)A側(cè)B側(cè)A側(cè)B側(cè)A側(cè)B側(cè)A側(cè)B側(cè)2016年7～12月終端過濾器共清理了10次，燃機各臨時濾網(wǎng)差壓穩(wěn)定不變，未出現(xiàn)堵塞情況。主A臨時濾網(wǎng)差壓0.21MPa0.21MPa0.21MPa0.21MPa0.21MPa0.21MPa0.21MPa0.21MPa0.21MPa0.21MPa主B臨時濾網(wǎng)差壓0.23MPa0.23MPa0.23MPa0.23MPa0.23MPa0.23MPa0.23MPa0.23MPa0.23MPa0.23MPa頂環(huán)臨時濾網(wǎng)差壓0.18MPa0.18MPa0.18MPa0.18MPa0.18MPa0.18MPa0.18MPa0.18MPa0.18MPa0.18MPa值班臨時濾網(wǎng)差壓0.09MPa0.09MPa0.09MPa0.09MPa0.09MPa0.09MPa0.09MPa0.09MPa0.09MPa0.09MPa1、目標值進行前后對比：效果檢查

活動前目標活動后平均15次/年1次/年0次/年燃機臨時濾網(wǎng)堵塞次數(shù)

經(jīng)過幾個月的努力，解決了燃機臨時濾網(wǎng)堵塞問題，提高了燃機運行的可靠性，確保了燃機天然氣系統(tǒng)的潔凈品質(zhì)，降低了檢修維護人員的勞動強度，提高了天然氣系統(tǒng)濾芯清理的效率，達到了我們的預期要求

。

圖16目標圖提供人：姚東提供日期：2016.12效果檢查3、效益原Y型過濾器過濾效果無法滿足過濾要求，導致每年平均有15次的被迫降負荷運行、2次非計劃停運事故，機組限負荷會降低機組運行效率，經(jīng)測算燃機降負荷運行每次會造成20多萬的經(jīng)濟損失，非計劃停運每次會造成200萬元損失，總計損失為：15x20+2x200=700萬元。立式過濾器改造完成后，徹底解決了臨時濾網(wǎng)堵塞問題，確保了燃機的安全穩(wěn)定運行，完全避免了因臨時濾網(wǎng)堵塞導致的燃機降負荷運行及非計劃停運事故，年降低發(fā)電成本700萬元以上，避免了因臨時濾網(wǎng)差壓高破損導致的燃機燃燒器堵塞而導致的燃燒不穩(wěn)，最終造成燃燒熱通道部件燒損事故，避免了上億元的經(jīng)濟損失。鞏固措施1、將此QC成果記錄臺帳，以備查詢。(編號JWQC2016—2)。

2、將此QC成果編入作業(yè)指導書，并按作業(yè)指導書進行生產(chǎn)。

3、嚴格執(zhí)行臨時濾網(wǎng)清理檢查制度，差壓達到0.05Mpa時進行清理，并記錄臺帳備案。

4、定期對天然氣系統(tǒng)進行排污，減少天然氣系統(tǒng)濾網(wǎng)清理次數(shù)。鞏固措施表10：統(tǒng)計表制表人：晏海濤