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摘 要：对某厂PG6111FA燃气轮机在基本负荷运行过程中，进气抽气加热（IBH）系统控制阀异常全开故障的机组响应过程进行分享及产生故障的原因进行了分析。提出技改及防范措施，对同类机组运行维护具有一定的借鉴意义。
关键字：燃气轮机 DLN2.6燃烧器 进气抽气加热 IGV IBH 控制系统
一、前言
孟加拉波拉燃气轮机电站使用两台GE公司生产的PG6111FA燃气轮机，采用压气机进气端联接发电机输出功率，为了减少排烟阻力采用轴向排气布置，配置了目前GE公司较为先进的DLN2.6燃烧器，控制系统使用GE公司的MARKⅥe控制系统，并应用了进气加热技术及自动燃烧调整技术。
二、进气抽气加热（IBH）系统
如图1所示，进气抽气加热系统由手动进口隔离阀VM15－1、进气抽气加热控制阀VA20－1、压力传感器96BH－1/2以及控制阀的启动控制回路组成。抽气加热控制阀由带有I/P（电流/压力）转换器的启动执行机构65EP－3驱动，96TH－1是远程位置调节器。仪用空气经恒压阀VPR41-1将压力保持在0.31MPa，当控制系统输出不同的电流时，经I/P转换后，控制阀在不同的气压作用下有不同的开度。
图1 进气加热系统
1.进气加热隔离阀2.进气加热仪用气压力调节阀3.进气加热控制阀遮断电磁阀4.进气加热制阀快关阀
5.进气加热控制阀增压阀6.进气加热控制阀
燃气轮机的进气加热是将少量压气机排气抽出，实现对压气机进气加热，防止压气机进口结冰。对于DLN燃烧系统，则可以扩大预混燃烧的范围。
干式低氮氧化物（DLN）燃烧系统采用预混燃烧模式，空气和燃料在燃烧前先进行混合，预混模式被设计为：当机组在排气温度控制时，调整压气机空气流量保持完全恒定的燃烧温度。在额定的IGV最小全速角，投入了IGV温控的情况下，大约在70%负荷以后才能进入预混模式运行。
如果借助于减小IGV角度，把预混燃烧模式扩大到较低的负荷，必然导致燃气轮机压气机的设计喘振裕度的减小。同时，IGV角度的减小会引起较大的压降和空气流的总温度下降，它将可能导致第一级静叶片在一定的环境温度下结冰。
在压气机设计时，为了考虑采用低于IGV最小全速角来扩展预混燃烧范围（这样可能导致压气机接近于喘振边界），从压气机抽取其总排量的5%，在压气机入口处与入口气流混合实现再循环。这样采用了压气机抽气并从压气机排气引到入口的再循环这样两种作用，来实现压气机的工作点远离其设计喘振边界的目的，从而也避免了在第一级静叶处形成结冰的条件。压气机入口加热量占压气机空气流量的百分数是IGV的一个函数。
三、进气抽气加热控制阀（VA20－1）异常全开故障及处理过程
1）2015年9月10日燃机在基本负荷运行状态下，出现排烟温度高报警，检查监控画面，发现IBH控制阀VA20－1处于102%全开位置，就地检查发现阀门确实处于全开位置，报警信息如下。
13：09：45L30TXA_ALM“EXHAUSTTEMPERATUREHIGH”排烟温度高报警。
13：10：09L30CQBHM“CQBHMODELINVALID”CQBH模式失效报警。
2）检查系统趋势图，发现13：09：23VA20－1反馈a_96ht1由1%突升至102%，排烟温度TTXM由1140°F突升至1232°F，有功功率DWATT由64MW自动降至50MW，由此可判断，因IBH控制阀VA20－1误动，引起排烟温度高报警，同时IBH控制调节失效。根据如图2所示的趋势图，机组响应过程见表1。
图2 趋势图
表1 机组响应过程
3）因当时环境温度为93°F，基本负荷状态下运行，IBH应处于关闭状态，判断出由于VA20－1全开引起的故障后，通过逐渐关闭进气加热隔离阀VM15－1，隔离进气加热系统，使进气温度CTIM逐渐由119°F下降至93°F左右，同时排烟温度及负荷逐渐恢复至正常状态，之后对系统故障进行检查处理。
4）对仪用空气调节阀VPR41－1前Y型滤网进行检查，未发现堵塞；对仪用气控制电磁阀20TH－1进行检查，发现接线盒进水，初步判断因该接线盒进水，引起20TH－1误动，导致VA20－1全开。现场如图3所示。
图3 仪用气控制电磁阀现场
对电磁阀接线盒进水故障处理后，恢复系统，VA20－1自动恢复至关闭状态，逐渐打开进气加热隔离阀VM15－1，系统恢复至自动调节状态。
四、结语
进气加热系统处于露天布置，加上孟加拉波拉现场环境湿度较大，雨季雨水较多，应对该系统采取防雨措施，搭建挡雨篷，防止电磁阀接线盒进水的同时，保护控制阀定位器、变送器等设备。结合本次故障的出现，应对室外同类设备进行检查，及时采取防雨、防潮措施，预防故障的出现。
加强运行人员及技术人员系统培训，做好事故预想，并加以宣贯，防止故障出现时处理不当而引起事故扩大。
来源：调节阀信息网
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发表于 2017-3-14 20:39:28
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