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摘 要：以焦炉煤气为工作介质的小型发电用索拉燃机，经过长期运行后，机组燃料系统中的主燃料阀容易出先阀门泄漏的情况，从而使得机组全速后，由液体燃料向气体燃料切换不成功的现象发生。针对这种现象简单的进行分析后，就可以有针对性的应对这种情况的发生。
关键词：索拉大力神130;主燃料阀;结晶;燃料切换
中图分类号：TK478 文献标识码：A DOI：10.12296/j.2096-3475.2021.07.123
以焦炉煤气为工作介质的索拉大力神130型燃气轮机机组启动时，由盘车转速利用液体燃料即柴油点火升速至全转速后须切换燃料运行模式，将液体燃料柴油切换至气体燃料焦炉煤气、在切换燃料时因机组启停次数的增加及燃料成份的变化会导致燃料切换失败的事件发生。
一、事发经过
燃料切换时由运行人员人为干预，选择“选定燃气”按钮、此时程序进入燃气阀序列检测阶段（燃气阀检测所用时间共计25秒）。由压气机第七级引气过来的高压空气开始对燃气环管、燃气分配管、主燃料阀后煤气管道进行正方向吹扫，由压气机排气过来的高压高温空气对防喘放泄阀、反吹阀进行反方向吹扫，吹扫结束后主燃料阀EGF388-1、EGF388-2始终是关闭的、目的是为了保证燃料阀后的压力是压气机出口压力这样就能确定主燃料阀阀门不漏气。在主燃料阀后分别有四个压力测点分别是：TP389-1、TP389-2、TP389-3、TP389-4，这四个测点正常运行时分别测量#1（EGF388-1）、#2（EGF388-2）主燃料阀出口煤气压力，煤气压力约为2100kpa左右，吹扫检测时这四块压力测点检测的是高压空气压力、为了是检测#1、#2主燃料阀不泄露。若燃料阀检测时，主燃料阀内漏，则会使TP389-1、TP389-2、TP389-3、TP389-4四个压力测点检测的煤气压力持续上升，TP389燃料阀前进气压力总表压力持续下降，从而导致切气失败。
二、燃料切换时失败的原因
索拉大力神130型燃气轮机（以焦炉煤气为工作介质）所使用的气体燃料为多种混合物为主体的由焦化炉炼制焦炭产生的烟气又称为焦炉煤气、焦炉煤气又称焦炉气是指用几种烟煤配制成炼焦用煤，在炼焦炉中经过高温干馏后，在产出焦炭焦和焦油产品的同时所产生的一种可燃性气体，是炼焦工业的副产品。焦炉气是混合物，其主要成分为氢气（55%～60%）和甲烷（23%～27%），另外还含有少量的一氧化碳（5%～8%）、C2以上不饱和烃（2%～4%）、二氧化碳（1.5%～3%）、氧气、 （0.3%～0.8%））、氮气（3%～7%）。其中氢气、甲烷、一氧化碳、C2以上不饱和烃为可燃组分，二氧化碳、氮气、氧气为不可燃组分。焦炉煤气也有极端有害的污染物包括：煤焦油、轻油蒸汽（芳烃）、苯、甲苯和二甲苯（BTX）、萘蒸氣、氨气、硫化氢气体、氰化氢气体以及从焦炉煤气直接与冷却水生成的碳酸钙。由此可知煤气经过压缩冷却后经过各级煤气过滤器的分离将煤气中的液体排污后，煤气中含有的轻油蒸汽（芳烃）即奈成份在低于其升华温度时由于依附在煤气管道、燃料阀进气室、放空管管道的煤气流动速度过慢或者长时间不流动发生本质的变化即由气态凝结为固态使得主燃料阀阀芯室的阀碟本体上凝结一层或多层的结晶体。
焦炉煤气中的萘晶体结晶后紧紧的依附在燃料阀机械部分的阀碟上，使得阀室与阀碟之间产生了一定的间隙，这样就使得燃料阀内漏，从而在燃料阀检测时燃料阀前的压力陆续漏入燃料阀后的煤气管道中。
上述情况也会导致吹扫放空管道被堵塞管道内部停机时的残留煤气无法完全放净，致使燃机燃料切换失败。失败时报警代码分别为：
AL-Gas-Fuel-Valve-Low-Pressure-Check-Failure气体燃料阀低压力检测失败、AL-Gas-Press-Low-Transfer-To-Liquid即因燃气压力低无法切换至燃气，切至燃油运行。在燃料阀检测时由于奈晶体的存在使得压力检测表计无法正确的检测到煤气压力，由图一可知TP389-1、TP389-2、TP389-3、TP389-4为燃气阀后煤气管检测压力变送器。这四块压力变送器显示压力过低时会使程序默认为煤气压力不足以满足燃气透平使用的内能转化为机械能的功率所以切气失败。这种情况下须将机组停运后检测燃机箱体内部关断阀、燃料阀、吹扫阀之间的所有设备。将煤气管线上沿线的管道设备拆下检查清洗，尤其对奈晶体附着严重的管线及阀芯处，利用高浓度清洗剂先期浸泡、将已经形成的结晶软化后利用高压水枪进行清洗。清洗结束后按照逐步恢复安装上拆除设备，并利用logix5000控制系统进行必要的阀门检测，若阀门活动正常灵活后方可重新开机，阀门活动共进行六个步骤，分别对10%开度行程、25%开度行程、50%开度行程、75%开度行程、100%开度行程、0%开度行程，每个开度到位时都利用压缩空气进行试压，如果燃料阀阀碟清洗干净无残留时，燃料阀在每个开度时都会动作的很灵敏，只有在100%开度时会出现阀门开度不到位或者阀门卡涩的情况，这种情况是因为阀门与阀体之间的间隙已经到极限，为了留有一定的缓冲阀碟是一种碟状的不平衡表面，所以在100%开度行程时反馈实际位置并不是100%，但也接近100%，而且索拉燃机维护手册中强调禁止在运行中燃料阀全开。
为了满足燃料切换时安全可靠的运行，索拉燃机在煤气主燃料阀前后分别加装了压差变送器（如图1），这两块压差变送器是为了检测燃料阀前后的压力差，当前后两块压差变送器的差值超过700kpa时，燃料无法切换，出现压差时有两种情况一种是因为压差变送器探测头处测量孔被堵塞而不能检测气体压力另一种是因为变送器损坏须更换而引起。针对变送器测点堵塞的情况须根据堵塞物进行分析。例如煤焦油的堵塞、萘晶体的堵塞等。针对煤焦油的堵塞的现象我们日常工作时针对煤气旋风过滤器定时定量的进行排污、目的是为了将煤气中含有的水份排出，减少煤气携带的水份含量使得压力测点能更好的测量清洁煤气。对于奈晶体的形成可提高煤气温度，使煤气温度高于奈结晶的温度，但要保证不超过索拉规定值101.3℃。
三、结语
索拉大力神130型燃气轮机在利用焦炉煤气为工作介质的时候很容易引起上述情况，对于煤气中含有的其它杂质而引起的跳机、停机现象时有发生，根本原因在煤气的质量，如何控制煤气的清洁程度才是现有COG（焦炉煤气发电）行业急需解决的重点问题。
（东莞市金田纸业热电厂 广东东莞 523000）
关键词：索拉大力神130;主燃料阀;结晶;燃料切换
中图分类号：TK478 文献标识码：A DOI：10.12296/j.2096-3475.2021.07.123
以焦炉煤气为工作介质的索拉大力神130型燃气轮机机组启动时，由盘车转速利用液体燃料即柴油点火升速至全转速后须切换燃料运行模式，将液体燃料柴油切换至气体燃料焦炉煤气、在切换燃料时因机组启停次数的增加及燃料成份的变化会导致燃料切换失败的事件发生。
一、事发经过
燃料切换时由运行人员人为干预，选择“选定燃气”按钮、此时程序进入燃气阀序列检测阶段（燃气阀检测所用时间共计25秒）。由压气机第七级引气过来的高压空气开始对燃气环管、燃气分配管、主燃料阀后煤气管道进行正方向吹扫，由压气机排气过来的高压高温空气对防喘放泄阀、反吹阀进行反方向吹扫，吹扫结束后主燃料阀EGF388-1、EGF388-2始终是关闭的、目的是为了保证燃料阀后的压力是压气机出口压力这样就能确定主燃料阀阀门不漏气。在主燃料阀后分别有四个压力测点分别是：TP389-1、TP389-2、TP389-3、TP389-4，这四个测点正常运行时分别测量#1（EGF388-1）、#2（EGF388-2）主燃料阀出口煤气压力，煤气压力约为2100kpa左右，吹扫检测时这四块压力测点检测的是高压空气压力、为了是检测#1、#2主燃料阀不泄露。若燃料阀检测时，主燃料阀内漏，则会使TP389-1、TP389-2、TP389-3、TP389-4四个压力测点检测的煤气压力持续上升，TP389燃料阀前进气压力总表压力持续下降，从而导致切气失败。
二、燃料切换时失败的原因
索拉大力神130型燃气轮机（以焦炉煤气为工作介质）所使用的气体燃料为多种混合物为主体的由焦化炉炼制焦炭产生的烟气又称为焦炉煤气、焦炉煤气又称焦炉气是指用几种烟煤配制成炼焦用煤，在炼焦炉中经过高温干馏后，在产出焦炭焦和焦油产品的同时所产生的一种可燃性气体，是炼焦工业的副产品。焦炉气是混合物，其主要成分为氢气（55%～60%）和甲烷（23%～27%），另外还含有少量的一氧化碳（5%～8%）、C2以上不饱和烃（2%～4%）、二氧化碳（1.5%～3%）、氧气、 （0.3%～0.8%））、氮气（3%～7%）。其中氢气、甲烷、一氧化碳、C2以上不饱和烃为可燃组分，二氧化碳、氮气、氧气为不可燃组分。焦炉煤气也有极端有害的污染物包括：煤焦油、轻油蒸汽（芳烃）、苯、甲苯和二甲苯（BTX）、萘蒸氣、氨气、硫化氢气体、氰化氢气体以及从焦炉煤气直接与冷却水生成的碳酸钙。由此可知煤气经过压缩冷却后经过各级煤气过滤器的分离将煤气中的液体排污后，煤气中含有的轻油蒸汽（芳烃）即奈成份在低于其升华温度时由于依附在煤气管道、燃料阀进气室、放空管管道的煤气流动速度过慢或者长时间不流动发生本质的变化即由气态凝结为固态使得主燃料阀阀芯室的阀碟本体上凝结一层或多层的结晶体。
焦炉煤气中的萘晶体结晶后紧紧的依附在燃料阀机械部分的阀碟上，使得阀室与阀碟之间产生了一定的间隙，这样就使得燃料阀内漏，从而在燃料阀检测时燃料阀前的压力陆续漏入燃料阀后的煤气管道中。
上述情况也会导致吹扫放空管道被堵塞管道内部停机时的残留煤气无法完全放净，致使燃机燃料切换失败。失败时报警代码分别为：
AL-Gas-Fuel-Valve-Low-Pressure-Check-Failure气体燃料阀低压力检测失败、AL-Gas-Press-Low-Transfer-To-Liquid即因燃气压力低无法切换至燃气，切至燃油运行。在燃料阀检测时由于奈晶体的存在使得压力检测表计无法正确的检测到煤气压力，由图一可知TP389-1、TP389-2、TP389-3、TP389-4为燃气阀后煤气管检测压力变送器。这四块压力变送器显示压力过低时会使程序默认为煤气压力不足以满足燃气透平使用的内能转化为机械能的功率所以切气失败。这种情况下须将机组停运后检测燃机箱体内部关断阀、燃料阀、吹扫阀之间的所有设备。将煤气管线上沿线的管道设备拆下检查清洗，尤其对奈晶体附着严重的管线及阀芯处，利用高浓度清洗剂先期浸泡、将已经形成的结晶软化后利用高压水枪进行清洗。清洗结束后按照逐步恢复安装上拆除设备，并利用logix5000控制系统进行必要的阀门检测，若阀门活动正常灵活后方可重新开机，阀门活动共进行六个步骤，分别对10%开度行程、25%开度行程、50%开度行程、75%开度行程、100%开度行程、0%开度行程，每个开度到位时都利用压缩空气进行试压，如果燃料阀阀碟清洗干净无残留时，燃料阀在每个开度时都会动作的很灵敏，只有在100%开度时会出现阀门开度不到位或者阀门卡涩的情况，这种情况是因为阀门与阀体之间的间隙已经到极限，为了留有一定的缓冲阀碟是一种碟状的不平衡表面，所以在100%开度行程时反馈实际位置并不是100%，但也接近100%，而且索拉燃机维护手册中强调禁止在运行中燃料阀全开。
为了满足燃料切换时安全可靠的运行，索拉燃机在煤气主燃料阀前后分别加装了压差变送器（如图1），这两块压差变送器是为了检测燃料阀前后的压力差，当前后两块压差变送器的差值超过700kpa时，燃料无法切换，出现压差时有两种情况一种是因为压差变送器探测头处测量孔被堵塞而不能检测气体压力另一种是因为变送器损坏须更换而引起。针对变送器测点堵塞的情况须根据堵塞物进行分析。例如煤焦油的堵塞、萘晶体的堵塞等。针对煤焦油的堵塞的现象我们日常工作时针对煤气旋风过滤器定时定量的进行排污、目的是为了将煤气中含有的水份排出，减少煤气携带的水份含量使得压力测点能更好的测量清洁煤气。对于奈晶体的形成可提高煤气温度，使煤气温度高于奈结晶的温度，但要保证不超过索拉规定值101.3℃。
三、结语
索拉大力神130型燃气轮机在利用焦炉煤气为工作介质的时候很容易引起上述情况，对于煤气中含有的其它杂质而引起的跳机、停机现象时有发生，根本原因在煤气的质量，如何控制煤气的清洁程度才是现有COG（焦炉煤气发电）行业急需解决的重点问题。
（东莞市金田纸业热电厂 广东东莞 523000）