為什么要重視清吹系統(tǒng)的維護(hù)
GE燃機(jī)配備三到四個(gè)天然氣回路，負(fù)責(zé)把燃料輸送到噴嘴中。清吹系統(tǒng)是這些天然氣回路忠實(shí)的“保護(hù)者”，但它相對(duì)薄弱、故障發(fā)生率偏高，如果不加以重視，這些故障會(huì)引發(fā)燃燒模式無(wú)法正常切換、自動(dòng)停機(jī)或跳機(jī)等事故，從而對(duì)燃機(jī)機(jī)組乃至整個(gè)電廠的穩(wěn)定性造成影響。
結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)常見(jiàn)問(wèn)題，本文將對(duì)清吹系統(tǒng)的基本功能、工作原理及構(gòu)成、操作規(guī)范、警報(bào)與保護(hù)、維護(hù)建議五大方面展開(kāi)詳細(xì)介紹，幫助電廠減少清吹系統(tǒng)故障，保障整個(gè)燃機(jī)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。
清吹系統(tǒng)的功能
在某些燃燒模式下，一些回路是沒(méi)有燃料通過(guò)的，為了保護(hù)這些噴嘴，清吹系統(tǒng)將一部分來(lái)自壓氣機(jī)排氣的空氣送到這些噴嘴，從而實(shí)現(xiàn)：
將燃料管道中殘存的燃料/凝結(jié)水吹掃干凈
冷卻噴嘴
防止噴嘴回火，防止不同噴嘴間“串火”
在9F等機(jī)組中協(xié)助平抑燃燒脈動(dòng)
清吹系統(tǒng)工作原理
一部分空氣從壓氣機(jī)室排氣被抽出，經(jīng)過(guò)冷卻器處理后引到清吹空氣母管上。然后分別通過(guò)兩個(gè)清吹隔離閥引入到燃料控制閥（GCV）下游管道進(jìn)入到燃料回路中，最后從燃料噴嘴中排到燃燒室內(nèi)。如果一個(gè)回路只短時(shí)間內(nèi)不通燃料則不需要清吹，如DLN2.6+中的PM1回路。
清吹系統(tǒng)主要構(gòu)成
空氣冷卻器
如果壓氣機(jī)排氣溫度超過(guò)天然氣的燃點(diǎn)（>399°C）則有爆炸風(fēng)險(xiǎn)，如果溫度過(guò)低（<138°C）管道中會(huì)有凝結(jié)水產(chǎn)生。冷卻器通過(guò)調(diào)節(jié)冷卻水流量來(lái)控制清吹空氣溫度。調(diào)節(jié)閥的最小開(kāi)度為30%，由一個(gè)機(jī)械限位實(shí)現(xiàn)。其上游的手動(dòng)閥應(yīng)該先調(diào)整，以確保它跟調(diào)節(jié)閥一起在空氣需求量最大和最小情況下都能保證空氣溫度可接受。機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中調(diào)節(jié)閥全開(kāi)，溫度高于設(shè)定值（177°C）是常見(jiàn)的。如果壓氣機(jī)排氣溫度低于燃點(diǎn)則不需要配備冷卻器。
清吹系統(tǒng)（以D5燃?xì)饣芈窞槔?br />
每個(gè)回路的清吹系統(tǒng)都采用“雙隔離和排空”系統(tǒng)，兩個(gè)清吹閥安裝方向保證了天然氣不會(huì)流到壓氣機(jī)排氣。清吹閥有兩種——開(kāi)關(guān)兩位式和連續(xù)可調(diào)式。9F機(jī)組上D5燃?xì)鈧?cè)清吹閥VA13-2是調(diào)節(jié)閥，用來(lái)保證清吹投入過(guò)程中機(jī)組燃燒穩(wěn)定并隨后輔助控制燃燒脈動(dòng)。
清吹閥要求“慢開(kāi)快關(guān)”，通過(guò)調(diào)節(jié)針型閥實(shí)現(xiàn)期望的清吹閥行程時(shí)間，如打開(kāi)時(shí)間35 +/- 5秒，不能過(guò)快以防止負(fù)荷或排氣溫度突升，這也是為了減少對(duì)壓氣機(jī)旋轉(zhuǎn)失速裕度的影響。清吹閥關(guān)閉時(shí)間要求在4秒內(nèi)，以便盡快開(kāi)啟燃料閥，對(duì)燃料流量進(jìn)行準(zhǔn)確控制。排空閥及管道要暢通，確保盡快排凈閥間壓力，如在8秒內(nèi)壓力要降到3巴之下。
常規(guī)情況下系統(tǒng)操作指南與規(guī)范
啟機(jī)前清吹試驗(yàn)
在每次啟動(dòng)前，清吹系統(tǒng)功能試驗(yàn)是必須做的，這是啟動(dòng)允許條件之一。清吹閥的限位開(kāi)關(guān)要求動(dòng)作正常，行程時(shí)間必須滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，如果試驗(yàn)失敗，需要檢查儀用空氣壓力是否穩(wěn)定、針型閥位置是否跑偏和電磁閥排氣是否堵塞等，然后再進(jìn)行試驗(yàn)。以9FB燃機(jī)為例：
如果需要緊急啟動(dòng)或需要高盤(pán)、水洗等操作，也可以通過(guò)強(qiáng)制信號(hào)L1PGVTFSB旁路掉試驗(yàn)，直接獲得啟機(jī)允許，但在點(diǎn)火啟動(dòng)時(shí)不能這樣做，否則清吹系統(tǒng)有可能在投入時(shí)出現(xiàn)故障。
清吹系統(tǒng)操作
系統(tǒng)投入過(guò)程
機(jī)組到達(dá)全速并延時(shí)60秒才能投清吹，因?yàn)樵诓糠洲D(zhuǎn)速下，壓氣機(jī)排氣壓力太低不足以支持清吹。DLN模式切換完成后，對(duì)不通燃料的回路開(kāi)啟清吹，空氣側(cè)清吹閥和燃?xì)鈧?cè)清吹閥打開(kāi)，同時(shí)排空閥關(guān)閉。
D5管線(xiàn)上燃?xì)鈧?cè)清吹閥VA13-2是一個(gè)調(diào)節(jié)閥，它在前40秒內(nèi)緩慢開(kāi)到50%開(kāi)度，并持續(xù)20秒，最后再根據(jù)燃燒溫度設(shè)定的曲線(xiàn)調(diào)整開(kāi)度。
系統(tǒng)退出過(guò)程
當(dāng)燃燒溫度到達(dá)下一個(gè)DLN模式切換點(diǎn)，清吹關(guān)閉指令發(fā)出，空氣側(cè)清吹閥、燃?xì)鈧?cè)清吹閥同時(shí)關(guān)閉，排空閥在下列情況下打開(kāi)：
● 清吹退出指令發(fā)出4秒后，如果2個(gè)隔離閥上的4個(gè)限位開(kāi)關(guān)中的3個(gè)確認(rèn)這2個(gè)隔離閥關(guān)閉（4秒是照顧關(guān)得最慢的隔離閥）
● 當(dāng)清吹退出指令發(fā)出8秒后
● 當(dāng)4個(gè)限位開(kāi)關(guān)都指示2個(gè)隔離閥關(guān)閉
如果清吹閥實(shí)際行程時(shí)間超過(guò)下表中的數(shù)值（秒），則此開(kāi)關(guān)（閥間壓力/開(kāi)限位/關(guān)限位）報(bào)故障。以9FB燃機(jī)為例：
特殊情況下：系統(tǒng)警報(bào)與保護(hù)
清吹系統(tǒng)在日常運(yùn)行過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生以下四種故障并觸發(fā)警報(bào)：
1. “清吹失去LOP”保護(hù)：導(dǎo)致清吹系統(tǒng)被閉鎖，相關(guān)的DLN模式被閉鎖
2. “隔離失去LOB”保護(hù)：導(dǎo)致停機(jī)或跳機(jī)
3. 清吹空氣溫度超限：引起跳機(jī)，清吹閉鎖，DLN模式閉鎖等
4. 空氣側(cè)有凝結(jié)水生成保護(hù)：閉鎖對(duì)應(yīng)的DLN模式和燃料調(diào)節(jié)閥
繼而引發(fā)相應(yīng)的保護(hù)動(dòng)作：
01 跳機(jī)Trip
1. 點(diǎn)火前跳機(jī)
火焰建立前，任何1個(gè)隔離閥的限位開(kāi)關(guān)故障
2. 清吹系統(tǒng)“隔離失去LOB”保護(hù)（3個(gè)故障跳機(jī)）
● 清吹關(guān)閉指令發(fā)出8秒后，閥間壓力還是高
● 在1行中有3個(gè)故障：空氣側(cè)清吹閥1個(gè)限位開(kāi)關(guān) + 1個(gè)閥間壓力開(kāi)關(guān) + 燃?xì)鈧?cè)清吹閥1個(gè)限位開(kāi)關(guān)
● 在并網(wǎng)前，清吹溫度高高（任一路清吹打開(kāi)后清吹空氣溫度>399°C）
02 自動(dòng)停機(jī)
1. 空氣冷卻器水位高高
2. “隔離失去LOB”保護(hù)（2個(gè)故障停機(jī)）
● 1個(gè)隔離閥上的2個(gè)限位開(kāi)關(guān)都故障
● 4個(gè)限位開(kāi)關(guān)任何1個(gè)故障且1個(gè)閥間壓力開(kāi)關(guān)報(bào)高
03 清吹閉鎖同時(shí)閉鎖DLN模式
（不允許投清吹系統(tǒng)、不允許進(jìn)到某些DLN模式）
1. 清吹打開(kāi)后，清吹溫度低低（<138°C）延時(shí)10分鐘
2. 清吹故障15分鐘有凝結(jié)水形成
3. “清吹失去LOP”保護(hù)
● 清吹打開(kāi)指令發(fā)出14秒后3個(gè)閥間的壓力開(kāi)關(guān)至少有2個(gè)報(bào)低
● 燃料閥位置反饋故障（反饋>1.5%）
● 在1個(gè)隔離閥上的2個(gè)限位開(kāi)關(guān)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)沒(méi)有到位
● 在2個(gè)隔離閥上的4個(gè)限位開(kāi)關(guān)中的1個(gè)沒(méi)有在規(guī)定時(shí)間內(nèi)動(dòng)作，且有1個(gè)壓力開(kāi)關(guān)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)沒(méi)有動(dòng)作
● 清吹投入20秒后，清吹空氣壓比<0.947
04 燃料調(diào)節(jié)閥閉鎖
1. 清吹溫度太高或太低
2. 清吹故障超過(guò)15分鐘懷疑有凝結(jié)水產(chǎn)生
運(yùn)行與維護(hù)建議補(bǔ)充
針對(duì)清吹系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中的各種常見(jiàn)問(wèn)題，我們?yōu)榇蠹铱偨Y(jié)了系統(tǒng)日常運(yùn)行與維護(hù)小貼士，幫助解決實(shí)際問(wèn)題，維持電廠設(shè)備的良好運(yùn)轉(zhuǎn)：
儀用空氣壓力保持穩(wěn)定。
清吹閥、排空閥的儀用空氣要從供氣母管上通過(guò)獨(dú)立管線(xiàn)供應(yīng)，防止互相影響和爭(zhēng)氣。
清吹閥安裝方向要正確，檢修后要進(jìn)行閥門(mén)泄漏試驗(yàn)。
天然氣小間溫度要控制好，電子元件附近溫度要低于93°C。可考慮升級(jí)到高溫配套組件，其中包括高溫氣缸、調(diào)節(jié)器、行程開(kāi)關(guān)和遠(yuǎn)程安裝定位器等。
操作員電腦上的清吹閥門(mén)活動(dòng)試驗(yàn)畫(huà)面上通常沒(méi)有顯示限位開(kāi)關(guān)的脫開(kāi)時(shí)間，但它可能是導(dǎo)致試驗(yàn)失敗的原因，可以在試驗(yàn)復(fù)位前在軟件中查看這些計(jì)時(shí)器的讀數(shù)。建議將這些計(jì)時(shí)器也顯示在畫(huà)面上。
閥門(mén)行程時(shí)間重復(fù)性差，主要原因和推薦的方案：
● 用來(lái)調(diào)整儀用空氣流量針型閥線(xiàn)性度差，可以考慮更換為性能更好的針型閥；
● 機(jī)械凸輪式限位開(kāi)關(guān)穩(wěn)定性差，可以考慮更換為磁性接近式開(kāi)關(guān)。
因?yàn)橄尬婚_(kāi)關(guān)調(diào)整既影響脫開(kāi)時(shí)間又影響閉合時(shí)間，所以在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整時(shí)盡量綜合考慮開(kāi)/關(guān)行程時(shí)間，把它們調(diào)整到規(guī)定范圍的中間值。
調(diào)節(jié)閥的開(kāi)關(guān)行程時(shí)間更容易控制，如果在清吹閥打開(kāi)時(shí)對(duì)負(fù)荷和燃燒造成較大擾動(dòng)，可以考慮將其更換為調(diào)節(jié)閥。
閥間壓力排氣不及時(shí)：
● 排氣不暢：核查排氣閥門(mén)尺寸是否過(guò)小，排氣管道尺寸是否過(guò)小/過(guò)長(zhǎng)/堵塞；
● 清吹閥泄漏：在排空口檢測(cè)危險(xiǎn)氣體濃度，如果有可燃?xì)怏w則燃?xì)鈧?cè)漏，否則是空氣側(cè)漏。
注意！不要修改計(jì)時(shí)器定值以強(qiáng)制通過(guò)試驗(yàn)或者屏蔽保護(hù)，因?yàn)榇嬖跉怏w混合后爆炸的風(fēng)險(xiǎn)。
如果在95%轉(zhuǎn)速后清吹第一次投入或者剛進(jìn)入DLN模式6.2時(shí)，清吹空氣溫度過(guò)低，則要將空氣冷卻器溫度調(diào)節(jié)閥上游的手動(dòng)隔離閥關(guān)小一些。
