9E燃機(jī)“油改氣”機(jī)內(nèi)系統(tǒng)培訓(xùn)資料

9E燃機(jī)“油改氣”機(jī)內(nèi)系統(tǒng)培訓(xùn)資料9E型燃?xì)廨啓C(jī)有單燃料的，也有雙燃料的。南山熱電廠的1#、3#、10#燃機(jī)均為液體、氣體的雙燃料型機(jī)組，由于機(jī)組本身就設(shè)計(jì)具有燒天然氣的系統(tǒng)，所以在油改氣工程中，只要檢查保證這些系統(tǒng)的完好性即可。而對(duì)于7#燃機(jī)，由于是燒液體燃料的單燃料機(jī)組，就需要添加燒天然氣所需要的幾個(gè)系統(tǒng)。以下就針對(duì)油該氣項(xiàng)目中機(jī)內(nèi)部分重點(diǎn)幾個(gè)系統(tǒng)和設(shè)備進(jìn)行介紹。1．1燃?xì)庀到y(tǒng)南山熱電廠進(jìn)入各臺(tái)燃機(jī)的天然氣參數(shù)為：壓力：2.5MPa溫度：25℃流量：0.4×105Sm3/h氣體燃料系統(tǒng)的主要組成部件有：氣體燃料過(guò)濾器、氣體速度比例截止閥和氣體控制閥組件、氣體燃料控制系統(tǒng)、通向14個(gè)燃燒室的氣體燃料分配母管等。見(jiàn)圖4－1：燃?xì)鈴那爸媚K進(jìn)入機(jī)組后，首先經(jīng)過(guò)一個(gè)濾網(wǎng)，除去氣中夾帶的雜物。當(dāng)燒氣運(yùn)行達(dá)到500小時(shí)后，認(rèn)為前置模塊到該濾網(wǎng)前的管道已經(jīng)沒(méi)有雜質(zhì)了，可以取出濾網(wǎng)中的濾芯。96FG-3是機(jī)組天然氣入口壓力變送器，如果檢測(cè)到天然氣壓力過(guò)低，會(huì)發(fā)出天然氣壓力低報(bào)警，并自動(dòng)切換到液體燃料（切輕油）。VSR是氣體速度比例截止閥，VGC是氣體控制閥，兩者彼此串連在一起，常稱為氣體燃料組合閥。氣體燃料首先經(jīng)過(guò)速比閥，然后再經(jīng)過(guò)控制閥去燃燒室?？刂崎y的作用是調(diào)整燃?xì)饬髁縁SR，速度比例截止閥可實(shí)現(xiàn)兩個(gè)功能：在啟停機(jī)指令下，繼動(dòng)閥VH5在跳閘油作用下接通或斷開(kāi)油動(dòng)機(jī)的液壓油路。此時(shí)的速度比例截止閥作為截止閥用，起到切斷油路作用；調(diào)整進(jìn)入氣體控制閥的天然氣壓力，使之成為透平轉(zhuǎn)速的函數(shù)。假設(shè)負(fù)荷一定，機(jī)組和控制系統(tǒng)處于平衡工況下，此時(shí)如果要增加負(fù)荷，則控制系統(tǒng)會(huì)給出新FSR，氣體控制閥門(mén)開(kāi)大，流量增加，這會(huì)使得速比閥后的天然氣壓力下降，也即進(jìn)入機(jī)組的實(shí)際天然氣壓力降低了。因此，此時(shí)就要加大速比閥開(kāi)度，使壓力恢復(fù)到原有壓力水平。在燃料組合閥中還有90SR和65GC，分別用來(lái)控制速比閥和燃料控制閥。在它們的控制下，液壓油進(jìn)入油缸下部推動(dòng)活塞使閥打開(kāi)，而閥的關(guān)閉是靠電液伺服閥控制的油缸下部泄油的同時(shí)，閥的上部彈簧力下壓造成的。圖4-1氣體燃料系統(tǒng)VH5：氣體燃料的切斷閥；速比閥做截止閥時(shí)是由遮斷油壓控制的，當(dāng)機(jī)組遇到危急情況，遮斷油壓突然下降，快速泄去油缸下部的油液，速比閥在頂部大彈簧的作用下，立即關(guān)閉，切斷燃機(jī)的氣體燃料供應(yīng)，使機(jī)組緊急停機(jī)。96SR-1,-2：速比閥位置反饋用的線性可變差動(dòng)變壓器；96GC-1,-2：燃料控制閥位置反饋用的線性可變差動(dòng)變壓器；FH7：液壓油進(jìn)油管上油濾，油濾前后有差壓指示器；速比閥和控制閥之間有一個(gè)壓力表和三只壓力變送器96FG-2A,2B,-2C,它們將壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換成0～5V電壓，送給〈R〉、〈S〉、〈T〉,當(dāng)這個(gè)信號(hào)所表示的壓力低于一定值時(shí)，持續(xù)2秒鐘時(shí)報(bào)警，顯示“兩閥間的壓力故障”。電磁閥20VG-1：其失電時(shí)，將排放速比閥和控制閥間燃料氣。當(dāng)其帶電時(shí)，切斷放氣通路。20VG-1狀態(tài)受轉(zhuǎn)速繼電器14HT控制。啟動(dòng)過(guò)程中，當(dāng)TNH=6%時(shí)，14HT觸發(fā)，20VG-1帶電，燃料氣可以進(jìn)入燃燒室；停機(jī)過(guò)程中，TNH=2.5%時(shí)，約128轉(zhuǎn)/分,14HT復(fù)位，20VG-1失電，速比和控制閥間積存的燃料氣排放到大氣中。排氣裝置：在氣體燃料組合閥系統(tǒng)中，有一個(gè)氣體燃料的排氣裝置FG3，共有4路氣體從這里排出。20VG-1的排氣、速比閥的閥桿漏氣、控制閥的閥桿漏氣和壓力變送器氣源的排氣。燃料氣控制機(jī)理如果燃料供給過(guò)程中，僅控制閥門(mén)開(kāi)度，是不能夠精確的控制氣體燃料質(zhì)量流量，因?yàn)楫?dāng)閥門(mén)前燃料溫度、壓力等變化時(shí)，氣體燃料質(zhì)量流量則不同。流量的改變將影響機(jī)組負(fù)荷波動(dòng)。所以，還要要對(duì)氣體燃料P、T加以控制，由于T變化很小，所以通過(guò)控制壓力P來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)流量的準(zhǔn)確控制，因此，系統(tǒng)在控制閥的上游加裝了速比閥VSR。利用速比閥實(shí)現(xiàn)對(duì)控制閥前壓力的控制目的?？刂崎y控制機(jī)理：氣體控制閥的開(kāi)度是由控制伺服閥65GC通過(guò)一個(gè)油動(dòng)機(jī)來(lái)操縱的。在轉(zhuǎn)速電子調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的燃料輸入信號(hào)（即一定數(shù)值的VCE電壓），而氣體控制閥開(kāi)度的大小可以通過(guò)兩個(gè)線性差動(dòng)變壓器96GC1/2來(lái)產(chǎn)生出一個(gè)反饋信號(hào)，兩者比較后產(chǎn)生一個(gè)偏差信號(hào)，經(jīng)伺服閥驅(qū)動(dòng)放大器放大后傳送給65GC，通過(guò)它去操縱油動(dòng)機(jī)動(dòng)作，最后使氣體控制閥的開(kāi)度定位。當(dāng)機(jī)組燃料量FSR發(fā)生變化時(shí)，伺服閥65GC中有電流通過(guò)，自動(dòng)調(diào)整氣體燃料控制閥開(kāi)度；伺服閥無(wú)電流時(shí)，調(diào)整過(guò)程結(jié)束，控制閥開(kāi)度保持不變。如圖4-2所示，進(jìn)入伺服閥的線圈電流由伺服放大器產(chǎn)生并輸出，放大器輸入節(jié)點(diǎn)有兩個(gè)信號(hào)，見(jiàn)圖4-2：圖4-2控制閥VGC控制原理FSROUT，由起動(dòng)、加速、同期等幾個(gè)系統(tǒng)所要求的FSR信號(hào)中選出最小者（FSR），經(jīng)處理后形成的氣體燃料沖程基準(zhǔn)信號(hào)，代表著起控制作用系統(tǒng)所要求的控制閥開(kāi)度?？刂崎y的位置反饋信號(hào)，是由兩個(gè)位置反饋信號(hào)96GC-1,-2經(jīng)高選電路得到的最大信號(hào)。如它們?cè)谒欧糯笃鞯妮斎牍?jié)點(diǎn)上相加不為零，就有電流通過(guò)伺服閥，調(diào)整控制閥。注：FSR信號(hào)只有在主保護(hù)繼電器L4帶電，跳閘油系統(tǒng)中氣體燃料支路的電磁閥20FG-1帶電下才可以打開(kāi)。速度比例截止閥控制機(jī)理：速比閥控制中有兩個(gè)回路：一是位置控制回路，一是壓力控制回路。如圖4-3所示：圖4－3速比閥VSR控制原理系統(tǒng)中采取對(duì)轉(zhuǎn)速和壓力兩個(gè)信號(hào)進(jìn)行計(jì)算，運(yùn)算結(jié)果作為速比閥的基準(zhǔn)信號(hào)送到位置控制回路放大器的輸入點(diǎn)，作加法運(yùn)算。轉(zhuǎn)速信號(hào)與天然氣的壓力有一個(gè)函數(shù)關(guān)系。如機(jī)組滿足該關(guān)系，則壓力回路放大器輸出（速比閥基準(zhǔn)信號(hào)）沒(méi)有改變。否則的話，壓力回路放大器輸出有變化，它與LVDT的反饋信號(hào)運(yùn)算后，進(jìn)入位置回路放大器，對(duì)伺服閥進(jìn)行調(diào)節(jié)。例如：假定機(jī)組處于平衡狀態(tài)，即為圖中的A點(diǎn)。在并網(wǎng)運(yùn)行中，轉(zhuǎn)速不變，開(kāi)打VGC增負(fù)荷，P2下降。工況點(diǎn)變到B點(diǎn)。關(guān)系不滿足。因此位置回路控制閥動(dòng)作開(kāi)打速比閥VSR，當(dāng)VSR開(kāi)到一定程度時(shí)，P2恢復(fù)到原值，滿足給定的轉(zhuǎn)速與壓力函數(shù)關(guān)系。機(jī)組與控制系統(tǒng)達(dá)到新的平衡工況。結(jié)束這一輪調(diào)節(jié)過(guò)程。燃?xì)鈴目刂崎y出來(lái)后,通過(guò)管道進(jìn)入天然氣環(huán)管,然后分為14路,分別進(jìn)入9E機(jī)組的雙燃料噴嘴，進(jìn)入燃燒室。1．2燃?xì)馇宕迪到y(tǒng)使用氣體燃料，啟動(dòng)過(guò)程中，在機(jī)組點(diǎn)火前，都在程序中設(shè)置了清吹的環(huán)節(jié)。這是因?yàn)樵趪娮旎蛉紵抑袝?huì)因某種泄漏而存在燃料氣，當(dāng)點(diǎn)火時(shí)會(huì)產(chǎn)生爆炸，引起燃燒室及透平第一級(jí)噴嘴等的損害。圖4－4燃?xì)馇宕迪到y(tǒng)圖如圖4－4所示，燃?xì)馇宕悼諝鈿庠碅D來(lái)自霧化空氣系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)清吹閥VA13-1/2后，進(jìn)入天然氣的進(jìn)氣管道，然后進(jìn)入天然氣環(huán)管，分為14份，通過(guò)燃料噴嘴，進(jìn)行清吹。在VA13-1和VA13-2之間引出一個(gè)支路，裝有排氣電磁閥20VG-2，當(dāng)壓力開(kāi)關(guān)63PG-1檢測(cè)到兩個(gè)清吹閥之間壓力高時(shí)，就打開(kāi)20VG-2，將2個(gè)清吹閥之間的氣體排空。壓氣機(jī)排氣的抽氣PA3用來(lái)作為清吹閥VA13-1/2的控制氣源，其經(jīng)過(guò)濾網(wǎng)FA6-1后，分為2路，分別經(jīng)過(guò)調(diào)壓閥VPR44-1/2，再經(jīng)過(guò)控制電磁閥20PG-1/2，分別去控制兩個(gè)清吹閥。當(dāng)需要清吹時(shí)，20PG-1/2電磁閥得電，接通PA3至氣動(dòng)操作閥VA13-1/2的控制氣源，使操作閥向下移動(dòng)，接通AD清吹用氣源進(jìn)入天然氣清吹環(huán)管，執(zhí)行清吹程序。1．3燃油清吹系統(tǒng)燃料為液體和氣體的雙燃料系統(tǒng)中，都配有燃油清吹空氣系統(tǒng)。當(dāng)從液體燃料切換到氣體燃料時(shí)，要防止噴嘴的油道中存在積油，其燃燒會(huì)損傷噴嘴。燃用液體燃料當(dāng)啟動(dòng)失敗時(shí)，在噴油嘴及燃燒室中都會(huì)積存燃油；此外，清吹空氣還可以起到冷卻燃料噴嘴的作用。因此，燃油清吹系統(tǒng)對(duì)機(jī)組的安全運(yùn)行是必不可少的。圖4－5液體燃料清吹系統(tǒng)圖如圖4－5所示，清吹空氣PA2來(lái)自霧化空氣系統(tǒng)中主霧化空氣泵的出口，經(jīng)濾網(wǎng)FA3-1和氣動(dòng)閥VA19-1進(jìn)入液體燃料清吹環(huán)管；該環(huán)管和霧化空氣環(huán)管類似，為一環(huán)形圓管，它把清吹空氣在等壓下分成14個(gè)等流量送至噴嘴進(jìn)油支管上，每個(gè)噴嘴上都裝有清吹空氣逆止閥，該閥的功能是機(jī)組在燒油運(yùn)行時(shí)起到阻止燃油進(jìn)入清吹空氣系統(tǒng)。與此類似，到噴嘴的液體燃料管路中也裝有逆止閥，用來(lái)保證清吹空氣被引入噴嘴而不進(jìn)入液體燃料管路。如果液體燃料從清吹空氣逆止閥漏過(guò)去，可以通過(guò)氣動(dòng)閥VA19-1上的常開(kāi)閥口從C→L排泄出去。在系統(tǒng)中，從壓氣機(jī)17級(jí)后的抽氣PA1，在燃油清吹空氣系統(tǒng)中作為操作和控制用的氣源，它經(jīng)減壓閥VPRS4-1后經(jīng)燃料清洗電磁閥20PL-1，至氣動(dòng)操作閥VA19-1；當(dāng)需要清吹時(shí)，20PL-1電磁閥得電，接通PA1至氣動(dòng)操作閥VA19-1的控制氣源，使操作閥向下移動(dòng)，接通PA2的清吹用氣源進(jìn)入燃油清吹環(huán)管，執(zhí)行清吹程序。1．4霧化空氣旁路系統(tǒng)霧化空氣系統(tǒng)在燒液體燃料中起到了很重要的燃料霧化作用，在燒天然氣的系統(tǒng)中，由于天然氣本身就是氣體，不需要霧化，所以此時(shí)的霧化空氣需要經(jīng)過(guò)旁路系統(tǒng)來(lái)處理。如圖4－6所示：圖4－6霧化空氣系統(tǒng)圖系統(tǒng)中設(shè)置有一個(gè)霧化空氣回路循環(huán)氣動(dòng)閥VA18-1：此閥為在燃用氣體燃料時(shí)，為霧化空氣提再循環(huán)回路，它的接通與關(guān)斷受電磁閥20AA-1的帶電與失電來(lái)控制。霧化空氣回路循環(huán)氣動(dòng)閥之電磁閥20AA-1：該電磁閥在選擇了氣體燃料之后，延時(shí)300秒后帶電，該閥帶電后，接通氣動(dòng)閥VA18-1的控制氣源回路，使得氣動(dòng)閥VA18-1打開(kāi)，使霧化空氣大部分經(jīng)旁路循環(huán)閥打循環(huán)，較少的一部分對(duì)霧化空氣噴嘴起冷卻保護(hù)作用。1．5可燃?xì)怏w檢測(cè)系統(tǒng)為了保證燃燒天然氣時(shí)的安全性，還設(shè)置了可燃?xì)怏w檢測(cè)系統(tǒng)?？扇?xì)怏w探測(cè)系統(tǒng)分為兩個(gè)不同的區(qū)域：輪機(jī)間和負(fù)荷齒輪箱間。由12個(gè)探測(cè)器和一個(gè)位于控制柜內(nèi)的可燃?xì)怏w探測(cè)柜。一般情況下,透平間的探測(cè)器有兩處,一處位于透平室框架上，是三個(gè)一套的探測(cè)器。另一處在透平室排風(fēng)通道內(nèi),也是三個(gè)一套的控測(cè)器。輔機(jī)間中，在氣體小間內(nèi)和輔機(jī)間內(nèi)各裝有三個(gè)一套的探測(cè)器。對(duì)于透平間的探測(cè)器,在測(cè)量裝置上有兩個(gè)臨界值。第一個(gè)值設(shè)定為5%的較低爆炸極限，第二個(gè)值設(shè)為8%的較低爆炸極限。當(dāng)6個(gè)探測(cè)器中的一個(gè)的探測(cè)值達(dá)到第一個(gè)臨界值時(shí)：在控制柜內(nèi)有報(bào)警信號(hào)并顯示在燃機(jī)控制系統(tǒng)中，告知操作員報(bào)警信號(hào)。當(dāng)三同回路中的二個(gè)探測(cè)器的探測(cè)值達(dá)到第二個(gè)臨界值時(shí)：在控制柜內(nèi)有報(bào)警并顯示在燃機(jī)控制系統(tǒng)中，告知操作員報(bào)警信號(hào)。燃機(jī)緊急跳機(jī)SRV和GCV氣體閥關(guān)閉備用風(fēng)扇被強(qiáng)迫運(yùn)行3分鐘。對(duì)于輔機(jī)間的探測(cè)器，在測(cè)量裝置上也有兩個(gè)臨界值。第一個(gè)值設(shè)定為5%的較低爆炸極限（在氣體室內(nèi)是8%），第二個(gè)值設(shè)為8%的較低爆炸極限（在氣體室內(nèi)是16%）。當(dāng)3個(gè)探測(cè)器中的一個(gè)的探測(cè)值達(dá)到第一個(gè)臨界值時(shí)：在控制柜內(nèi)有報(bào)警并顯示在燃機(jī)控制系統(tǒng)中，告知操作員報(bào)警信號(hào)。當(dāng)三個(gè)同回路中的二個(gè)探測(cè)器的探測(cè)值達(dá)到第二個(gè)臨界值時(shí)：在控制柜內(nèi)有報(bào)警并顯示在燃機(jī)控制系統(tǒng)中，告知操作員報(bào)警信號(hào)。燃機(jī)緊急跳機(jī)SRV和GCV氣體閥關(guān)閉備用風(fēng)扇被強(qiáng)迫運(yùn)行3分鐘。1．6跳閘油系統(tǒng)中與燃?xì)庀嚓P(guān)部分跳閘油系統(tǒng)中也設(shè)置了與燒天然氣相關(guān)的一些壓力開(kāi)關(guān)和電磁閥，起到燒氣情況下的保護(hù)作用，如圖4-7所示：圖4－7跳閘油系統(tǒng)圖當(dāng)機(jī)組接到控制系統(tǒng)要正常停機(jī)的指令時(shí)，通過(guò)系統(tǒng)中的20FG－1電磁閥將跳閘油OL－3卸掉（返回油箱），繼動(dòng)閥VH4－1動(dòng)作關(guān)掉燃油截止閥，從而停機(jī)；當(dāng)機(jī)組在運(yùn)行中出現(xiàn)故障，保護(hù)系統(tǒng)同樣通過(guò)20FG－1動(dòng)作實(shí)現(xiàn)停機(jī)；此外，