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的“保護(hù)者”，但它相對薄弱、故障發(fā)生率偏高，如果不加以重視，這些故障會引發(fā)燃燒模式無法正常切換、自動停機(jī)或跳機(jī)等事故，從而對燃機(jī)機(jī)組乃至整個電廠的穩(wěn)定性造成影響。
結(jié)合現(xiàn)場常見問題，本文將對清吹系統(tǒng)的基本功能、工作原理及構(gòu)成、操作規(guī)范、警報與保護(hù)、維護(hù)建議五大方面展開詳細(xì)介紹，幫助電廠減少清吹系統(tǒng)故障，保障整個燃機(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，一些回路是沒有燃料通過的，為了保護(hù)這些噴嘴，清吹系統(tǒng)將一部分來自壓氣機(jī)排氣的空氣送到這些噴嘴，從而實現(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
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)過冷卻器處理后引到清吹空氣母管上。然后分別通過兩個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)。如果一個回路只短時間內(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)排氣溫度超過天然氣的燃點(diǎn)（>399°C）則有爆炸風(fēng)險，如果溫度過低（<138°C）管道中會有凝結(jié)水產(chǎn)生。冷卻器通過調(diào)節(jié)冷卻水流量來控制清吹空氣溫度。調(diào)節(jié)閥的最小開度為30%，由一個機(jī)械限位實現(xiàn)。其上游的手動閥應(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)行過程中調(diào)節(jié)閥全開，溫度高于設(shè)定值（177°C）是常見的。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 />
每個回路的清吹系統(tǒng)都采用“雙隔離和排空”系統(tǒng)，兩個清吹閥安裝方向保證了天然氣不會流到壓氣機(jī)排氣。清吹閥有兩種——開關(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，用來保證清吹投入過程中機(jī)組燃燒穩(wěn)定并隨后輔助控制燃燒脈動。
清吹閥要求“慢開快關(guān)”，通過調(diào)節(jié)針型閥實現(xiàn)期望的清吹閥行程時間，如打開時間35 +/- 5秒，不能過快以防止負(fù)荷或排氣溫度突升，這也是為了減少對壓氣機(jī)旋轉(zhuǎn)失速裕度的影響。清吹閥關(guān)閉時間要求在4秒內(nèi)，以便盡快開啟燃料閥，對燃料流量進(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
在每次啟動前，清吹系統(tǒng)功能試驗是必須做的，這是啟動允許條件之一。清吹閥的限位開關(guān)要求動作正常，行程時間必須滿足設(shè)計要求，如果試驗失敗，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。以9FB燃機(jī)為例：
如果需要緊急啟動或需要高盤、水洗等操作，也可以通過強(qiáng)制信號L1PGVTFSB旁路掉試驗，直接獲得啟機(jī)允許，但在點(diǎn)火啟動時不能這樣做，否則清吹系統(tǒng)有可能在投入時出現(xiàn)故障。
清吹系統(tǒng)操作
系統(tǒng)投入過程
機(jī)組到達(dá)全速并延時60秒才能投清吹，因為在部分轉(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，對不通燃料的回路開啟清吹，空氣側(cè)清吹閥和燃?xì)鈧?cè)清吹閥打開，同時排空閥關(guān)閉。
D5管線上燃?xì)鈧?cè)清吹閥VA13-2是一個調(diào)節(jié)閥，它在前40秒內(nèi)緩慢開到50%開度，并持續(xù)20秒，最后再根據(jù)燃燒溫度設(shè)定的曲線調(diào)整開度。
系統(tǒng)退出過程
當(dāng)燃燒溫度到達(dá)下一個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)清吹閥同時關(guān)閉，排空閥在下列情況下打開：
● 清吹退出指令發(fā)出4秒后，如果2個隔離閥上的4個限位開關(guān)中的3個確認(rèn)這2個隔離閥關(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個限位開關(guān)都指示2個隔離閥關(guān)閉
如果清吹閥實際行程時間超過下表中的數(shù)值（秒），則此開關(guān)（閥間壓力/開限位/關(guān)限位）報故障。以9FB燃機(jī)為例：
特殊情況下：系統(tǒng)警報與保護(hù)
清吹系統(tǒng)在日常運(yùn)行過程中會產(chǎn)生以下四種故障并觸發(fā)警報：
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)動作：
01 跳機(jī)Trip
1. 點(diǎn)火前跳機(jī)
火焰建立前，任何1個隔離閥的限位開關(guān)故障
2. 清吹系統(tǒng)“隔離失去LOB”保護(hù)（3個故障跳機(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個故障：空氣側(cè)清吹閥1個限位開關(guān) + 1個閥間壓力開關(guān) + 燃?xì)鈧?cè)清吹閥1個限位開關(guān)
● 在并網(wǎng)前，清吹溫度高高（任一路清吹打開后清吹空氣溫度>399°C）
02 自動停機(jī)
1. 空氣冷卻器水位高高
2. “隔離失去LOB”保護(hù)（2個故障停機(jī)）
● 1個隔離閥上的2個限位開關(guān)都故障
● 4個限位開關(guān)任何1個故障且1個閥間壓力開關(guān)報高
03 清吹閉鎖同時閉鎖DLN模式
（不允許投清吹系統(tǒng)、不允許進(jìn)到某些DLN模式）
1. 清吹打開后，清吹溫度低低（<138°C）延時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)
● 清吹打開指令發(fā)出14秒后3個閥間的壓力開關(guān)至少有2個報低
● 燃料閥位置反饋故障（反饋>1.5%）
● 在1個隔離閥上的2個限位開關(guān)在規(guī)定時間內(nèi)沒有到位
● 在2個隔離閥上的4個限位開關(guān)中的1個沒有在規(guī)定時間內(nèi)動作，且有1個壓力開關(guān)在規(guī)定時間內(nèi)沒有動作
● 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
針對清吹系統(tǒng)運(yùn)行過程中的各種常見問題，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，幫助解決實際問題，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獨(dú)立管線供應(yīng)，防止互相影響和爭氣。
清吹閥安裝方向要正確，檢修后要進(jìn)行閥門泄漏試驗。
天然氣小間溫度要控制好，電子元件附近溫度要低于93°C?？煽紤]升級到高溫配套組件，其中包括高溫氣缸、調(diào)節(jié)器、行程開關(guān)和遠(yuǎn)程安裝定位器等。
操作員電腦上的清吹閥門活動試驗畫面上通常沒有顯示限位開關(guān)的脫開時間，但它可能是導(dǎo)致試驗失敗的原因，可以在試驗復(fù)位前在軟件中查看這些計時器的讀數(shù)。建議將這些計時器也顯示在畫面上。
閥門行程時間重復(fù)性差，主要原因和推薦的方案：
● 用來調(diào)整儀用空氣流量針型閥線性度差，可以考慮更換為性能更好的針型閥；
● 機(jī)械凸輪式限位開關(guān)穩(wěn)定性差，可以考慮更換為磁性接近式開關(guān)。
因為限位開關(guān)調(diào)整既影響脫開時間又影響閉合時間，所以在現(xiàn)場調(diào)整時盡量綜合考慮開/關(guān)行程時間，把它們調(diào)整到規(guī)定范圍的中間值。
調(diào)節(jié)閥的開關(guān)行程時間更容易控制，如果在清吹閥打開時對負(fù)荷和燃燒造成較大擾動，可以考慮將其更換為調(diào)節(jié)閥。
閥間壓力排氣不及時：
● 排氣不暢：核查排氣閥門尺寸是否過小，排氣管道尺寸是否過小/過長/堵塞；
● 清吹閥泄漏：在排空口檢測危險氣體濃度，如果有可燃?xì)怏w則燃?xì)鈧?cè)漏，否則是空氣側(cè)漏。
注意！不要修改計時器定值以強(qiáng)制通過試驗或者屏蔽保護(hù)，因為存在氣體混合后爆炸的風(fēng)險。
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，清吹空氣溫度過低，則要將空氣冷卻器溫度調(diào)節(jié)閥上游的手動隔離閥關(guān)小一些。
