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9E燃气轮机高负荷重／轻油切换可靠性的试验研究

镇海燃机电厂300 MW燃气—蒸汽联合循环发电机组（以下简称燃机），采用的燃气轮机系美国GE公目前公司侧重点放在动力生产线司生产的PG9171型轻／重油双燃料机组，它的燃料前置模块和选择加热模块由德国ALFA－LAVAL公司提供。

在燃机正常运行时轻、重油的压力、温度控制运行特性相当理想，但在基本负荷下重／轻油切换时系统压力控制基本上处于失控状态，容易引起燃机跳机，严重威胁机组的安全运行。为此，进行了试验分析并对系统进行改造，使问题得以圆满解决。1问题的提出

机组平时运行时采用重油，在下列情况下应能成功切至轻油运行：

（1）燃料选择加热模块重油压力低都规定了拉伸实验于60PSI或重油温度低于210F将自动切至轻油。

（2）在控制界面上人为切至轻油。

（3）正常停机时切轻油。

在低负荷时以上3种情况重油切至轻油，轻油压力出现波动持续的时间较短，不至于引起机组运行工况的严重恶化，但在高负荷下切换时就会引起轻油压力大幅度波动，使机组跳机。例如1号燃机在2001年3月基本负荷时因重油自清洗滤堵，重油压力低自动切轻油失败跳机。2号燃机在2001年7月由于重油压力波动导致切轻油失败跳机。

2台燃机自调试到现在机组在基本负荷情况下

重油切轻油基本上处于失控状态，成功概率低，可靠性差，特别是在系统改造前没有一次切换成功。严重影响机组的安全运行，并由此带来下列问题：

（1）本机组为调峰机组，当燃机带基本负荷时往往就是浙江电供电最紧张的时刻，而燃机跳机不仅仅甩去本机组100％的负荷，而且引起余热锅炉跳炉使汽机甩去50％负荷，影响电的安全运行。

（2）燃机在满负荷重油状态下跳闸会严重影响机组的寿命，并需要用轻油对机组的燃油系统进行清洗，浪费大量的人力物力。

为此必须对燃油控制调节系统进行仔细研究分析，以求彻底解决此问题。

2重／轻油切换试验及分析

根据对历次基本负荷下重油切轻油机组跳闸的分析，重／轻油切换不成功的原因有以下两点：

（1）燃机燃油控制系统工作不良，特别是65FP燃油旁路伺服系统控制存在问题，当高负荷下切换时，进燃机的轻油压力大幅度下降（从5BAR下降至2BAR）引起FQL1指示值与实际燃油流量之间的偏差增大，实际燃油流量不能满足需要。为了满足需要只能将FSR值从75％左右一直上升至96％左右。当轻油压力逐渐恢复，由于此时FSR值已严重偏离实际工况需要值，FQL1也随之增大，偏离实际工况需要值，从而导致进入燃烧室的手机喇叭燃油量过多，使热通流部分局部过热而引起超温跳机。其中主要原因是轻油压力低时，为了使FQL1满足实际工况的需要，FSR超调太多，而当轻油压力恢复时FSR回调不及时又使FQL1超过需要值。

（2）燃油压力控制系统的调节特性灵敏度低。当燃油压力受外界较大扰动影响时，压力控制阀动作的响应速率不灵敏，且其动态超调量过小导致油压下降幅度过大，恢复时间太长，使机组燃烧工况不稳定，引起机组超温跳机。

在机组调试阶段外方专家已经针对第2点原因进行了长达一个白酒加盟多月的调试工作，目前轻重油压力控制器的调节特性在机组平时运行及低负荷下重／轻油切换时均相当灵敏可靠，况且制造厂又未提供压力控制阀、切换三通阀等动态特性参数，不可能得到实际的动态传递函数，因此PID参数必须通过大量试验进行整定。

在50 MW负荷下进行重／轻油切换时发现导致FSR过量放铸造铝合金是以熔融金属充填铸型大的根源并不通用涂料是65FP整定不准，而是由于进燃机的轻油压力长时间过低FQL1长时间不能满足实际工况所至，问题还是燃油压力控制系统调节特性不灵。

3重／轻油切换控制的改进及效果

轻油压力线性气动调节阀的PID参数经过外方调试专家在调试阶段长达一个多月的整定应该已基本合适，将时间常数缩短或将比例常数放大均不利于执行机构在小扰动时的工作特性，为此我们联想到是否可以当高负荷重／轻油切换时，轻油压力大幅度下降让另一台轻油前置泵快速启动迅速提高轻油系统压力，待系统压力恢复后停备泵，这样有利于缩短轻油系统不稳定状态使FSR不至于偏离实际值过大，从而不会使燃机实际的燃油流量过大，引起燃机超温跳机。

机组的轻油前置泵原有的压力低联锁采用轻油前置泵出口压力信号，经过大量试验后发现根据该处的压力信号进行联锁，响应速度较慢不利于三通阀出口处燃油压力的稳定。而当压力信号采用燃油选择模块三通阀前压力信号，当重油切轻油时联锁响应的速度快，使轻油压力尽快恢复，并使FSR不至于偏离实际值过大，造成燃机实际的燃油流量通阀前轻油压力信号，设定值4．5BAR无延时启动备泵，为避免轻油系统备用时备泵频繁启动，此逻辑在燃机带20 MW负荷下成立。<集装袋/p>

在控制程序修改时，发现由GE公司提供的轻重油控制程序为子程序不可以在原程序上进行修改。为此，将IO．ASG文件中的L4FD