王博
江苏大唐国际金坛热电有限责任公司 江苏省常州市 213200
金坛热电公司燃气—蒸汽联合循环机组装机容量为436MW/套，燃机本体为GE公司提供的9FB机型，型号为PG9371FB，简单循环机组出力为294.16MW（设计工况）。燃机由一台18级的轴流式压气机、一个由18个低NOX燃烧器组成的燃烧系统、一台3级透平和有关辅助系统组成。在燃机运行时，经过滤的空气进入集流室后，在18级轴流压气机中被压缩。压缩空气进入布置着18个燃烧腔室的环形空间，再流入位于燃烧室外壳和火焰筒之间的通道，然后通过衬里上的调节孔进入燃烧区域。燃料通过燃料喷嘴进入燃烧室。燃料和空气在燃烧室燃烧。从燃烧室出来的热气膨胀后进入18个单独的过渡段，然后进入燃机。燃机透平中，伴随着压力降低，喷气的动能增加，转子吸收喷气的部分动能转化成有用功，在通过第3级动叶后，热气被送往排气缸、排气扩压段，最后通过排气集气室进入余热锅炉。
金坛公司两台燃机在停机过程中均出现多次低负荷跳闸的情况，本文通过几次停机跳闸过程中的数据对比，对燃烧情况进行分析，查找原因。
原因分析
（1）在1号燃机、3号燃机多次停机跳闸过程中，都是因燃烧不稳定排气分散度大导致燃机跳闸，而1、3号燃机在降负荷过程都出现了相同现象---燃烧模式切换不正确。
通过对于燃烧的分析，得出表1.1中模式切换所对应燃料控制阀开度关系。
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通过对图1.1停机曲线的分析得出，1号燃机由100MW降负荷至35MW过程中，CA_CRT逐渐降低，17时34分40秒时CA_CRT数值降至81.72（燃烧模式切换点）后，燃烧模式本因由原来的6.3（B）切换至6.2（C），与之对应的FSG3关小、FSG4开大。但是，燃料控制阀真实动作情况是：FSG3全关至0、FSG4开大（如表1.3所示），燃烧模式直接跳过6.2（C）模式，变成3（N）模式。从而，使得燃烧不稳定，分散度1高、2高、3高陆续出现。
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经查，17时34分43秒，1号燃机发排气分散度2高报警数值（分散度2实际值为172.14℉，允许值为：169.42℉）。
17时34分49秒，分散度1（实时值为216.18℉，允许值为158.34℉）和2（实时值为：170.31℉，允许值为139.59℉）。
17时35分47秒1号燃机排气分散度1高（实际值为127.04℉，允许值为：127.03℉），17时36分00秒1号燃机排气分散度3高（实时值为122.73℉，允许值为121.16℉）延时3秒后触发排气分散度高跳闸。
表1.4为出现分散度高报警时，全部排气热电偶测得温度。偏差主要由18、19、20三个排气热电偶触发，且有明显燃烧异常，其中18号排气热电偶数值最低，19号热电偶次低，20号热电偶第三低。
表1.4
综上所述，本次停机过程中，燃烧模式异常切换有可能是导致1号燃机异常跳闸的原因。
（2）通过对1号燃机及3号燃机几次跳闸数据、1号燃机最近一次正常停机数据、本次跳闸数据进行对比（表2.1、表2.2、表2.3）。
可以看出在模式切换之前，各个工况下燃料控制阀（GCV1、GCV2、GCV3、GCV4）开度趋势基本一致。在模式切换之后，仅只有工况1号燃机在11月11日正常停机下，燃烧模式由6.3切换至6.2，其余工况下燃烧模式均由6.3（B）切换至3（N）。结合模式切换时排气分散度的分析判断，模式切换时，异常跳闸工况下排气分散度急剧升高燃烧模式本应从6.3(B)模式切往6.2(C)模式，而因排气分散度大，模式切换直接跳至其他模式，PM3燃料直接被退出，PM1燃料过量投入，导致本就不稳定的燃烧更加不稳，最终导致分散度进一步恶化，燃机发生跳闸。因此，分析结果认为此次故障仍然是在低负荷模式切换点附近存在燃烧不稳定。
表2.1 燃烧模式切换前（CA_CRT=82）
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（3）对比8月份至11月份停机操作过程，燃机自动降负荷过程，运行操作基本一致。在降负荷过程中，均在负荷降至95MW左右时稳定5分钟后，直接降低目标负荷到35MW，避免在40MW-80MW。综上分析，本次跳闸与运行停机操作没有关联。
防范措施
（1）1号燃机增减负荷过程中，避免在40MW-80MW负荷区间内停留。
（2）停机过程中加强分散度，燃烧脉动等参数监视，发现燃烧恶化，及时恢复稳定工况。
（3）如停机过程中出现燃烧恶化趋势（未达到跳闸条件）及时通知热控分析原因，避免下次停机出现异常跳闸。
（4）将本次1号机组异常跳闸数据发往GE后台进行分析，并联系GE技术人员到厂进行参数优化。
后续GE技术人员对停机过程中数据分析，确认为燃烧模式切换过程中出现异常导致燃机跳闸，需进行燃烧调整试验，在调整试验前建议在燃烧模式切换前强制燃烧自动调整LCMBC83（燃烧模式不进行切换，燃料阀逐渐减小降低负荷直至停机，此过程相比燃烧模式切换的缺点为排烟温度较高，燃烧经济性差。）金坛公司采纳GE公司建议，在停机过程中燃机负荷120MW时强制LCMBC83，停机过程中再未发生异常跳闸情况，后利用机组小修后进行燃烧调整试验，燃烧调整后停机过程也未再发生过异常跳闸情况，至此问题被彻底解决。