燃气轮机操作规程C分解教学提纲.docx
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燃气轮机操作规程C分解教学提纲
SolarTaurus60型燃气轮机组
运行操作规程
试行版
编写：
张耀东
扬议铭
校对：
赵爱民
审核：
何晓东
山东金能煤炭气化有限公司
二零零六年四月
前言
随着燃气轮机技术不断完善，和我国对煤炭一次能源开发应用的比重加大，燃气轮机的发展，正成为火电的主要动力和经济发展的重要技术。
我公司引进美国索拉公司的金牛座T60燃气轮机发电机组运用于煤炭焦化厂，用焦炉煤气进行发电供热，这不但在国内属首例，这也是Solar公司在世界上第一台用焦炉煤气发电的燃气轮机组，是煤气发电的一个里程碑，由于燃机煤气发电效率高，高效节能环保，这必将引领燃气轮机组发电在我国焦化行业的迅速发展，所以金能电站燃机组的安全运行意义深远。
本运行规程凝聚了金能公司动力车间燃机岗位所有员工的智慧。
对于他们的辛勤付出，值得公司所有人员去学习。
在编写过程中，我们得到了上海力顺集团力顺燃机科技有限公司程彭云、刘佳等同志的帮助，在此一并谢过。
由于编者水平有限，对燃机的认识较肤浅，加之时间仓促，规程中存在很多缺陷与不足。
若在运行过程中，发现与规程不符，请以现场反映数据为准，并及时向我们反馈，以作修改。
二、前言……………………………………………2
三、燃气轮机原理………………………………………4
四、燃气轮机的运行………………………………………5
1、启动前检查项目 ……………………………………5
2、启动准备 ………………………………………7
3、启机程序………………………………………8
4、运行控制………………………………………10
5、发电机停机 ………………………………………10
五、控制关键点………………………………………11
1、关键控制点………………………………………11
2、报警点与跳机值……………………………… 11
六、定期维护 …………………………………………12
1、常规维护…………………………………………12
2、月维护………………………………………14
3、半年维护………………………………………16
4、年维护…………………………………………17
七、异常故障及处理 ………………………………18
1、燃机故障及处理…………………………………18
2、发电机故障及处理………………………………20
八、发动机及发电机保护
三、燃气轮机基本原理
燃气轮机是以气体为工质，把燃料燃烧时释放出来的热量转变为有用功的动力机械，它由压气机、燃烧室和透平等部件组成，其工作过程为空气被压气机连续地吸入和压缩，压力升高，经压缩后流入燃烧室成为高温燃气，再流入透平中膨胀做功，压力降低，最后排入余热锅炉，回收利用。
由于加热后的高温燃气做功能力显著提高，燃气在透平中的膨胀功大于压气机压缩空气所消耗的功，因而使透平在带动压气机后又多余的功率带动负载。
我们称这种工作原理的燃气轮机为等压燃烧加热的开式循环燃气轮机，是目前应用最广的燃气轮机。
此外还有等容燃烧式燃气轮机，它与等压燃烧式燃气轮机相比，等到容燃烧是断续的爆燃，燃烧室需进气阀和排气阀等使结构复杂，工作可靠性差；其次是透平进气压力脉动严重，效率低而影响机组效率的提高。
我公司所用燃料为高氢燃料----煤气，为增加机组燃烧的安全性，我公司引进的这套机组采用双燃料系统，先用液体燃料（柴油）泵，给机组提供压力2kgh以上的柴油启动机组。
使转速达到额定转速（14944rpm）要求后，再将燃料切换为经压缩机压缩后的16-20kgh的焦炉煤气。
由于启动前机组处于静止状态，此机内通道无气体流动，无法向燃烧室加入燃料，此时，只有依靠外动力带动启机。
本机组采用交流电源作为启动动力，启动系统包括启动电动机、线性反应器、变频驱动器。
机组刚启动时，定时预润滑循环结束后，控制系统给变频驱动器供电，而变频驱动器给启动电动机提供启动动力。
最初，变频驱动器给启动电动机提供低频交流电，随着频率和电压的逐渐增大，机组加速，进入扫气阶段；扫气循环完成后，燃油系统启动，启动电动机速度上升，直到机组达到允许启动机脱扣速度（65%NPG），此时，控制系统自动切断变频器，停止给马达供电。
线性反应器的作用是避免变频器受到外界动力的干扰而停止，还能降低启动电动机的工作温度和噪音。
核算表明，此燃机在效率、环保和成本等方面比其他发电机组有很大的优势。
四、燃气轮机的运行
为了确保燃气轮机长时间安全可靠地运行，操作人员必须熟悉有关机组的控制规范、用户手册，了解参数的正常范围。
警示：
任何微小的变化和报警，都将可能导致机组不安全的运行，对机组产生一定的隐患和对人身存在一定的危害。
一）启动前检查项目：
1、检查燃机本体系统：
1、1检查燃机内部燃气管路、润滑油管路、燃油管路、空气供应管路和氮气供应管路，是否有裂损、漏气。
1、2检查燃机机罩进气滤网、发电机机罩进气滤网、压气机过滤器外网是否清洁密封。
1、3检查燃机盛油盘排油处阀门处于关闭位置。
1、4检查彭胀节处发电机进气管路排气口处阀门处于关闭位置。
1、5检查发电机控制箱和透平控制箱各电气设备上电是否完好、有无报警出现，导线连接是否正确且牢固，检查IE、PE接地导线连接正确且牢固。
1、6检查中性点接地电阻箱导线连接正确且牢固。
2、检查燃油系统
2、1检查油箱油位，油位处于油箱中上位置为佳。
2、2检查燃油管路油箱处口阀门处在敞开位置。
2、3检查燃油增压泵旁过滤器处阀门处于敞开位置。
2、4检查燃油精细过滤器前后阀门处于敞开位置。
2、5检查燃油精细过滤器处再循环的阀门处于关闭位置。
2、6检查燃机燃油入口处阀门处于敞开位置。
2、7检测燃油管路压力表指示是否准确。
2、8检查燃油精细过滤器滤芯是否清洁。
3、检查空气（仪表风）供应系统：
3、1空气压缩机排气压力确在0.7~0.8MPa。
3．2检查空气压缩机进气过滤器滤网是否清洁。
3、3检查冷干机是否运行正常，对空滤器进行排液。
3、4检查空气储气罐压力表指示与空压机操作模块显示是否一致。
3、5检查压缩空气管路主阀门处于敞开位置。
3、6检查机组空气供给装置阀门处于敞开位置。
4、检查氮气清吹系统：
4、1检查氮气瓶是否充有足够氮气，（保证每瓶氮气压力处于8MPa以上，如果采用氮气储气罐进行吹扫，应保持压力在1.8MPa~2.1MPa）
4、2检查备用氮气瓶是否充满氮气，保证压力处于15MPa以上。
4、3检查机组氮气供给阀门处于敞开位置。
5、检查冷却循环水系统：
5、1检查冷却循环水压力不得小于0.3Mpa，并通知化产车间，燃机将要启动，要保证冷却循环水的供应。
5、2检查冷却循环水进、出口压力表、温度指示正确。
5、3检查冷却循环水进、出口阀门开度（处于全开位置）。
6、检查润滑油系统：
6、1检查润滑油油箱油位处于正常位置。
6、2检查润滑油冷却器进、出口压力表、温度指示正确。
6、3检查润滑油冷却器进、出口阀门处于敞开位置。
7、检查燃气系统：
7、1检查燃气质量流量计前后主阀门处于敞开位置。
7、2检查燃气管路压力表指示正确。
7、3检查燃气管路取样阀门处于关闭位置。
7、4检查燃气保安过滤器顶部螺栓是否紧固。
7、5检查燃气过滤器上下槽排液阀门处于关闭位置。
7、6检查速关阀处各管路连接头、堵头是否牢固。
7、7对各连接部位检查是否漏气现象。
8、检查消防系统：
8、1检查消防柜喷射口是否灵敏。
8、2检查灭火器瓶是否充满气体。
8、3检查阻火挡板是否灵敏。
9、检查MCC控制中心：
9、1将发电机空间加热器、润滑油加热器、1#透平风机和2#发电机风机转换开关处于自动位置。
9、2检查燃油增压泵转换开关是否在手动位置。
9、3将预/后润滑油泵、直流备用泵转换开关处于自动位置。
9、4将启动变频器开关处于闭合位置。
9、5检查变频器（外观）是否正常。
9、6检查终端控制显示器处于可操作状态。
9、7检查直流备用系统是否正常。
9、8检查直流控制系统供电电压是否正常，包括UPS和蓄电池。
9、9检查备用直流油泵运转（3min）是否正常（如果有必要）；检查盘车电机运转是否正常（如果有必要）。
10、联系余热锅炉系统：
10、1启机前三十分钟联系余热锅炉操作人员，确认余热锅炉具备启机的条件。
10、2具备条件后，余热锅炉值班人员给出允许燃机启动的信号。
11、联系压缩机系统：
11、1启机前三十分钟联系压缩机操作人员，确认压缩机具备启机的条件。
11、2启机前十分钟通知压缩机操作人员，启动压缩机，保证燃气压力在
1.9~2.0MPa。
敬告：
1启动燃机应事先报告当班值长，在得到允许后方可启动。
2当班值长在得到报告后，应与公司总调度汇报，得到允许后方可下达燃机启动命令。
3发电机并网前，值长要提前与县电力局调度联系好，并得到允许的命令。
二）启动准备
以上一系列的检查为燃机的启动作好前期准备工作，只要任何一项未完成，都有可能对燃机的启动运行产生极大的影响。
运行操作人员养成良好的运行作风，是保证机组安全可靠运行的关键因素之一。
1、操作辅助终端界面的“燃料系统”菜单，确认控制模式下的“可以运转”亮白。
2、按下电机MCC柜上的燃油增压泵启动运行按钮，启动燃油增压泵，油泵运行指示红灯亮，操作人员到现场确认燃油管路压力表读数为0.3MPa左右。
3、调节氮气压力，保证压力维持在1.9—2.1MPa，并使每瓶氮气都有一定的流量。
4、启动空气压缩机，使空气供应压力维持在0.6—0.8MPa
三）启机程序
1、启动时，现场必须有两名操作人员及以上，其中一人操作，一人调节氮气清吹压力，保证氮气对机组的清吹压力维持在1.8~2.3MPa之间.
2、启动方式有两种：
本机启动和辅机软启动
关机/本机/辅机
钥匙主开关S101
关机/本机/辅机
2、1若采用本机启动，则将透平控制箱的钥匙主开关S101打至“局部”位置，点击“起动/起动中”按钮
2、2若采用终端辅机软启动，则将钥匙主开关S101打至“辅助”位置。
此时，点击控制显示屏中“操作”菜单中的“启动”按钮，并确认。
3、自启动过程
3、1启动成功，起动/起动中的绿色指示灯在闪烁
3、2启动失败，显示屏上出现报警信息，指出启动失败的原因所在，特别是来自保护系统得报警，应及时处理、消除故障，不得延误。
此时，操作人员点击显示屏上的“确认”与“复位”按钮，消除报警信息，重新启动（若有必要的话，可以先进行盘车测试，使NGP为23.2%，检查盘车系统是否正常）。
4、启动成功后，操作人员随时监视以下项目并做好记录：
PCD压力、T1温度、T5温度、空气供应压力，振动等关键项，若有异常现象，直接停机，立即向当班值长及车间主任汇报。
5、本机组启动过程分三部分：
5、1冷态加速阶段
燃气轮机组采用交流变频启动马达直接启动。
先进行氮气吹扫煤气管路，吹除留在管路里的可燃气体（大约3秒钟），机组启动后，燃机会用空气吹扫尾部排气系统。
1#透平风机，2#发电机风机都将运转，发电机空间加热器和油箱加热器处于加热状态，预/后润滑油泵也投入运行，在此过程中，启动马达所做的功用来加速机组转子，克服轴承的摩擦功。
这时启动马达能维持的最高转速为额定转速的23.2%.这个阶段时间为300秒。
5、2热态加速阶段
吹扫计时器（300秒）结束后，将燃料（柴油）喷入燃烧室并点火燃烧，燃气轮机带动机组转速升高到脱扣转速（脱扣转速为额定转速的65%），此时，预/后润滑油泵停运，主润滑油泵开启；发电机空间加热器和油箱加热器达到要求后停止加热。
变频器停止给启动马达供电，变频器的显示数值逐渐降低为零，开关柜上的电流表指针指向了零位。
启动马达脱扣，点火成功，机组逐渐被加热。
5、3发动机自升速阶段
透平发出的剩余功率（透平发出功率—压气机耗功—轴承耗功—其它辅助设备耗功）使转子自身继续加速，以至达到额定转速。
在此期间，机组由转速调节系统控制转速。
6、负荷运转：
6．1达到额定转速后，就可燃油启动完毕。
双击燃料系统选择燃气运行。
通知压缩机岗位已进入油气切换阶段注意燃气压力的变化，在经过阀检、排空、选择燃气、燃气运行等一系列自动切换完成后，进入燃气运行。
6．2待燃气稳定后联系电气岗位将发电机出口开关F602摇至工作位置，确认。
6．3通知压缩机岗位发电机准备并网，注意燃气压力变化。
6．4选择发电机功率设定，将发电机并网功率设定为400~500kW。
6．5选择发电机界面“同期合闸”。
6．6经发电机控制系统自动工作，发电机出口开关F602合闸，发电机并网运行，燃机操作人员确认发电机有功负荷逐步提高到设定值，各运行参数指示正常。
6．7通知压缩机岗位逐步提高负荷（注意每次负荷调整控制在300~1000kW之间），直至与外网持平（约15分钟）。
6．8在负荷稳定运行后，停止燃油增压泵运行，并记录燃油的油位。
四）运行控制
1、记录运行过程中的有关数据，以便进行故障分析和性能分析。
2、监视机组运行状态。
3、调整控制模式（其中一种为将无功补偿、无功有差控制、转速/负荷控制、PF控制、KW控制设定在开位置）。
4、设定电压、转速、功率因数、功率等。
5、协调压缩机岗位将燃气压力控制在1900KPa—2100KPa，燃气温度控制在40—60℃为宜。
6、监视随时可能出现的报警信息，并预测将会出现的情况，及时处理。
若出现报警，请保持冷静，迅速查明原因，并排除故障，不得延误。
7、做好监视运行日志，正确反映数据
8、定期对燃气过滤器进行排液，对空压机空气进气滤网清洁，对冷干机后的过滤器进行排水，对燃油滤芯进行清洁及更换。
9、做好交接班记录。
五）发电机的停机
1、正常停机
1．1、打开燃油泵保证正常的燃油压力，打开氮气装置保证正常的氮气压力。
1．2通知压缩机、锅炉岗位准备停发电机。
压缩机和锅炉控制好煤气和蒸汽压力。
1．3在“操作”界面点击“停机”并确认。
燃机进入自动停机程序，自动降负荷，当负荷降到400kW以下时自动解列。
1．4发电机解列后，发电机进入空载降温阶段，然后燃料系统阀门关闭，燃料中止，发动机开始减速，当发动机滑到停止，并且减速定时器终止后，预先设置的后润滑循环将会启动。
1．5如果是长期停机，应在在机组停转后，关闭燃油总阀、燃气总阀、冷却水总阀。
2、紧急停机
2．1当锅炉或发电机发生严重故障或危及人身安全时，按下锅炉或燃机急停按扭，紧急停机。
2．2停机后按正常停机程序检查各项目。
五、关键控制点
1、关键控制点
序号
名称
代号
范围
跳机值
1
燃气控制压力
TP586
1600—2100KPa
2275KPa
2
燃气温度
RT389
40—60℃
3
空气供应压力
TP341
600—800KPa
4
氮气压力
TP399
1500—2100KPa
5
压气机压力
TP349
960—1100KPa
6
燃油增压压力
TP387
280—350KPa
7
燃气过滤器压差
TPD532
≤55KPa
8
涡轮进口温度
T5
≤667℃
2、报警点及跳机值
润滑油液位
S388-1
报警
液位距底部30CM
S388-2
跳机
液位距底部23CM
润滑油滤前压力
报警
207KPa
跳机
345KPa
润滑油滤后压力
TP380
报警
283KPa
跳机
172KPa
发电机轴承温度
报警
85℃
跳机
95℃
发电机定子温度
报警
145℃
跳机
155℃
发电机速度
报警
3.81mm/s
跳机
5.08mm/s
齿轮箱加速度
报警
20.0g
跳机
30.0g
六、定期维护
维护部分包括配件拆除系统、封闭外壳结构维护和消防及燃气系统维护和校正。
在维护前和维护时，要确保没有危险气体
在开始维护前要告诫所有在场人员确保这个区域达到安全要求。
在进入里面维护前要关闭所有阀并在阀上挂上安全警示牌。
透平发动机能够产生高温。
为了避免受伤，不要碰摸发动机热的表面。
在维护时使用绝缘手套和其它保护设备。
在打开封闭外壳通道门前把灭火系统的自动/禁止键转到抑制位置。
1、常规维护
常规维护包括定期检查，所有箱体门（通道门和两褶门）检查，消防节气阀检查，要预防对高压缸的处理，在对消防和气体系统失火和重新设定后的系统维护。
1.1、燃机的日常巡查
燃机的日常巡查是燃机在运行过程中不可缺少的一项工作任务，这对燃机运行中的故障预测和故障消除起到关键性作用。
下面介绍燃机日常巡查路线：
燃机主控室：
1．1．1MCC工作状态：
包括转换开关位置，电流表、电压表指示值和变频器工作状态；
1．1．2辅助终端工作状态：
包括温度、压力、流量、电压、电流指示值，是否有报警及报警消除与否。
燃机厂房
1．2．1燃机本体：
燃气管路、润滑油管路和软管是否有裂损、漏气、漏油等现象，听燃机振动及噪音是否异常；
1．2．2透平控制箱：
显示屏是否正常工作，电气设备是否在正常工作状态；
1．2．3循环水管路：
各仪表指示值是否正常，管路是否有漏水现象；
1．2．4润滑油冷却器：
各仪表指示是否正常，管路是否有漏油现象；
1．2．5燃气过滤器：
过滤器顶部螺栓是否牢固，排液开关是否关闭；
1．2．6消防系统：
喷射口是否灵敏，CO2瓶是否充满气体；
1．2．7中性点接地电阻箱：
导线连接是否正确且牢固；
1．2．8发电机控制箱：
电气设备是否在正常工作状态；
1．2．9压气机：
外网脏度，仪表指示值，滤芯是否清洁；
1．2．10润滑油油箱油位：
是否在正常位置；
1．2．11空气压缩机、冷干机：
是否运转正常；
1．2．12柴油油箱：
油位是否在正常位置，温度是否正常；
1．2．13低压控制室：
电池充电器是否在工作位置，同期屏是否在正常位置，配电箱是否正常。
1.3、运行过程中检查
依照下面步骤对排气系统进行运行检查：
1.3.1.启动机器，观察以下情况：
a.比较泄放阀的电磁阀“OPEN/CLOSED”位置是否与预先设定的泄放阀（图）位置一致。
b.当机器的转速增加到80%额定转速时，液压旋转激发器是否能关闭泄放阀。
1.3.2.停机，观察一下情况：
a.当机器的转速下降到78%额定转速时，液压旋转激发器是否能打开泄放阀。
b.比较泄放阀的电磁阀“OPEN/CLOSED”位置是否与预先设定的泄放阀（图）位置一致。
2、月维护：
对整个系统做整体检查以确保设备操作和释放控制器没有故障。
检查管路是否有机械泄漏。
立即换新损坏设备。
检查消防节气闸。
（做以上基本维护）
2.1、透平压气机吸收式清洗
2.1.1、清洗的目的：
恢复透平压气机的运转性能。
透平压气机吸收式清洗可以去除以下影响透平工况的问题：
·不能加到全速
·加速性能的总体缺乏
·压气机喘振
·输出功率损失
·压气机排压损失
当通过压气机管道镜口发现气体进口污染很脏则说明需要用驱动式压气机清洗。
在清洗透平压气机之前，必须清除任何污染源，包括透平进气滤器，从油容器透气孔出来的油雾和附近设备排出的废气。
清洗模式
2.1.2、发动机清洗周期：
1）、驱动清洗周期的间隔通过发动机性能下降的记录和趋势来决定。
2）、清洗不应该延迟太久以免驱动清洗不能完全去除污染物。
2.1.3、驱动清洗周期
驱动清洗最大周期建议为4000工作小时和在全负荷时功率下降超过5℅之前。
双轴透平全负荷运行在T5上值，这非常符合2.5℅的Pcd降值。
双轴透平全负荷运行在Ngp上值，压气机污染度很难量化。
当压气机污染时，T5将上升而功率或Pcd却几乎不变直到T5达到上值。
建议最小驱动清洗周期至少96小时以避免过量的清洗物进入油路系统。
驱动清洗程序的准备工作
2.1.4、驱动式清洗程序
2.1.4.1、记录清洗前性能数据并准备300-400L的软化水，按1：
4的比例配好清洗液
2.1.4.2、关闭发动机允许发动机冷却至常温。
（在清洗程序进行之前最少8小时的充分冷却）
2.1.4.3、给清洗车加清洗流体
2.1.4.4、拆下端盖，注意不要掉东西进去；
2.1.4.5、拆下红色PCD管,用堵头堵上,注意一定不要在水洗时水进入PCD管,另一端也要封好。
2.1.4.6、拆下火花塞包好。
2.1.4.7、拆下轴封管，用200——300KPa的氮气连接到往齿轮箱去的那端轴封管。
打开进气排污阀门。
2.1.4.8、边盘车，过冲洗，（每100L，盘车水洗约为20分钟），水洗两次。
停机浸泡半小时至1小时，再用清水冲洗二次以上，直至泡沫除尽（约为2小时）。
注意大气温度低于0度不要冲洗。
2.1.4.9、重新安上清洗前的PCD管，火花塞、轴封管，所有接口必须无阻碍的戴上，然后按要求扭矩上紧，关闭进气排污阀。
2.1.4.10、检查透平机确保可随时启动。
参照系统操作员指南第三章操作说明。
2.1.4.11、启动透平，在全速（或最大允许运行状态）让透平温度稳定一小时.
2.1.4.12、如果进行了良好的清洗后其性能还没有改善，检查发动机的压缩机部分。
2.2、润滑油箱取样化验
取样必须在燃气正在运行中，而且取油箱的中层位置，（底层杂质太多，上层反映不出实质），前3个月每月检测1次，并与原始化验单做对照。
没有问题就3个月检测1次。
当润滑油低于油箱油位标定值时，重新加润滑油。
检查并记录润滑油滤油器压差，如果超过压力极限，请及时更换滤清器。
2.3、电池充电器，每月强充电一次，看是否动作（时间为6个小时）。
然后将开关打在FLOATAUTO位置。
2.4、电气接线检查
2.5、UV探头和H2探头，用清洁布清擦探头。
2.6、润滑油过滤器，第一次1000小时更换，或压差达到规定值时更换，更换下的滤芯不可再用。
2.7、煤气过滤器，压差达到规定值时更换滤芯
2.8、燃油过滤器，运行1000小时拧开过滤器上的红色钮子看是否弹出，若弹出换滤然后手动复位。
检查燃油控制系统是否泄漏、安全性及功能十分正常。
包括关闭阀、调速器、燃油控制阀、燃油控制调节阀和所有连接杆与接线
2.9、进行发电机性能分析，如果Pcd从正常的基线值减少5个百分比或更多时，进行清洗。
3、半年维护：
检查自动或手动释放设备。
手动操作检查。
汽缸检查。
秤装有灭火剂汽缸并做记录。
汽缸重量和原重量差别必须在5%内或者必须换新。
半年维护（做以下基本维护）
3.1、N2滤半年更换
3.2、每半年，SOLAR人员检查热电偶并更换垫片：
PN：
136845-1
3.3、FS903-2
3.4、每半年燃油，气阀，换滤，喷嘴垫片：
136856-1
马达，泵加润滑油
3.5、燃油增压滤更换：
1207374C1
3.6、冷却器：
对冷却器进行抽芯检查，必要时予以清洁
3.7、空气滤更换，FS911-1
3.8、空气进气过滤器，半年更换一次：
P/N：
700473C1，700474C1各16个
3.9、检查发动机压气机的可变叶片机构是否磨损、检查曲轴臂和连杆机构是否紧固，检查阀制动器机构是否功能正常
3.10、检查发动机压气机进气和排气系统是否有损坏、泄漏或碎
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