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    降低燃气—蒸汽联合循环机组故障率

       更新时间: 2019-08-29 15:12:12   中国化工报

      中山嘉明电力有限公司位于中山市火炬高新技术产业开发区马鞍岛,由中海石油气电集团有限责任公司控股经营。该公司二期9FA燃气—蒸汽联合循环机组故障频发,曾多次引发跳泵、跳机事件,直接影响机组安全稳定运行。

      该机组主要由燃气轮机、蒸汽轮机、余热锅炉、发电机、化水系统组成,以燃气为高温工质的燃气轮机循环,其排气作为热源在余热锅炉中将水加热成蒸汽,进入蒸汽轮机进行联合循环发电。2017年7~12月的统计数据显示,该机组的平均故障率为每月5.16%,超过公司规定的全厂单台机组故障率不大于每月3%的指标。为此,该公司成立了“皇冠上的明珠”QC小组,以降低燃气—蒸汽联合循环机组故障率,达到公司规定要求。

      QC小组将2017年8月~2018年1月所发生的故障时间进行了统计,发现油系统故障、空气系统故障、水蒸汽系统故障、排气系统故障、燃料系统之间的故障时间相差不大,且由于设备故障导致的停机占比为96.66%。进一步分析发现,燃气轮机故障导致的停机时间占比最长。

      小组成员针对燃气轮机故障时间长这一主要问题进行多次讨论分析,并绘制了燃气轮机故障时间长的因素关联图,发现导致机组燃气轮机故障时间长共有5项末端因素,分别是现场压力测点安装位置振动大、可燃气体探测系统样气杂质多、温度匹配逻辑单一、CO2系统逻辑有缺陷、燃烧脉动探头松动。

      小组成员对以上5个末端因素制定了要因确认计划表并逐一确认。其中,可燃气体探测系统样气杂质多、温度匹配逻辑单一、燃烧脉动探头松动被确认为要因。

      针对可燃气体探测系统样气杂质多的因素,小组成员发现该因素会导致可燃气体探测器取样管堵塞造成故障,在2018年3月的检测期内该设备发生3次流量低故障,故障耗时16小时。为此,小组选定了改造可燃气体检测系统的方案,使可燃气体探测器流量在5±1SCFH范围内。对策实施后,可燃气体流量得到了有效控制。

      温度匹配逻辑单一会导致温度匹配失败,每次温度匹配失败会增加 2000 障时间8小时左右。针对这一因素,小组选定了增加自适应性控制逻辑、提高温度匹配成功率的方案。小组成员对现有的温度匹配逻辑进行分析,将固定常数更改为可变参数,并在此基础上自主设计了温度匹配、参数动态、自适应调整逻辑的控制策略。经投运数据分析验证,新的策略温度匹配的成功率为100%,对策实施有效。

      针对燃烧脉动探头松动的因素,小组成员应用了全面质量管理理论中“人机法环”四个因素进行对比分析,最终选定了改进燃烧脉动探头安装工具方案。小组成员制定了新的安装方案,确保探头头部不超过套管端面。策略实施后,燃烧脉动探头安装距离得到有效控制。

      上述策略实施后,小组成员对2018年7~10月燃气—蒸汽联合循环机组故障率进行统计,发现月均故障率下降到了2.02%,超额完成了设定目标,同时取得了较好的经济效益。

      在此过程中,小组成员开发的可燃气体检测系统和燃烧脉动探头拆装工具两项成果均获得了国家知识产权局的专利授权,分别为《一种可燃气体检测系统(实用新型)》和《一种拆装压力波动探头的专用工具(实用新型)》。

    文章关键词: 燃气蒸汽
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