燃气轮机燃油三通阀阀芯卡涩分析及预防.pdf

冶金动力
2011年第2期
METALLURGICAL POWER
总第144期
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热电
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燃气轮机燃油三通阀阀芯卡涩分析及预防
许俊,邹羿
(1宝山钢铁股份公司罗泾发电分厂;2宝山钢铁股份公司能源环保部,上海,200949)
【摘要】针对宝钢罗泾发电分厂一起燃油三通阀阀芯卡涩事故,介绍了该起事故的过程和处理方法,分
析了该起事故的原因,提出了燃油再循环系统设计上的缺陷和解决意见。
【关键词】燃油三通阀;清吹闵结焦;阀芯卡涩;系统优化
【中图分类号】1K47【文献标识码】B【文章编号1006-6764(2011)02-0038-03
Analysis and Prevention of Valve Core Sticking
of Three Way Valve for Gas Turbine Fuel Oil
XU Jun, ZOU Yi
Luojing Branch Power Plant, Baoshan Iron Steel Co, Ltd,
2. Department of Energy Sources and Environmental Protection, Baoshan Iron &Steel Co, Ltd, Shanghai 200949, China)
[Abstract] A valve core sticking failure of three way valve for fuel oil occurred in the
Luojing Branch Power Plant of Baoshan Iron Steel Co, Ltd. This failure and processing
method are presented and the causes are analyzed. The shortcomings in design of the fuel oil
circulating system and solutions are offered
Key words] fuel three way valves; purging valve; coking; valve core sticking; system
optimization
1概况
轻油出口,轻油再循环出口,轻吹空气进口,仪用气
宝钢电厂罗泾发电分厂装备有1台美国GE公进口,排污口,见图1所示。
司PC9171E改型燃气轮机,为世界上第一台燃烧
轻油进口
COREX中热值煤气的9机组,单机功率
轻
101.25MW(扣除煤气压缩机耗功)。机组主要燃料为
吹
仪用气进口
空
COREX媒气,轻油作为启动燃料和后备燃料,为了
使燃气轮机既能燃烧液体燃料,又能燃烧饩体燃料,
进
在雾化空气系统中专门装备了一套雾化空气旁路系
统和液体燃料喷嘴的吹扫系统?。为保证在煤气系统
出现故障时,能紧急切换到备用轻油运行,实现机组
排污口轻油出口轻油再循环出口
的不停机,CE公司将燃料喷嘴前的常规燃油逆止阀
改为轻油再循环三通阀(简称燃油三通阀),该阀『门
图1燃油三通阀总体结构
类似一个错油门,机组在启动时,该阀门阀芯利用轻2事故经过
油自身压力而移动,轻油从进口进入,从轻油出口出
事故发生在当晚9点20分,机组启动,经过
来进人燃料喷嘴和火焰筒燃烧;当机组正常燃烧煤14.4min吹扫,机组转速降到480 r/min点火转速
气时,轻油通过此阀门实现再循环,从轻油进口进后,主燃油泵电磁离合器带电,主燃油泵启动,出口
入,从再循环出口出来循环回到轻油罐,以满足紧急压力急剧升高到71bar(正常点火压力7.5ba),但
切换之用。
轻油再循环三通阀没有动作,流量分配器无任何流
燃油三通阀总共有五个接口,分别为轻油进口,量,在机组发出点火指令后30s后,仍然探测不到
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火焰,机组脱扣,启动失败。
相通,以排泄掉启动时部分轻油(这些轻油来自于启
经排查,测试了轻油再循环状态下(轻油不进燃动然油三通阀的内漏)。燃油切换为燃气后,轻吹阀
机)的流量分配器,结果显示流量数据正常,14个轻VA19-1的控制电磁20PL-1动作,阀门打开。
油分支管压力均匀。主燃油泵也无异常。手动强制燃
然而,一旦机组在燃烧煤气运行时,轻吹阀出现
油三通阀的控制电磁阀20PL-3带电,在仪用气的内漏,雾化空气有大部分流量通过该排污口喷出,就
压力下,14个燃油三通阀无任何动作,在更换了会导致吹扫压力不足,燃烧室压力(接近但略低于
一个新的燃油三通阀后,仪用气能够将该阀门打开,气机排气压力)就会出现高温回流,回流的高温会破
这说明,14个燃油三通阀阀芯全部卡涩。
坏轻沺再循环三通阀内的塑料密封,导致残油结焦
将其中一个燃油三通阀解体,发现有如下重大从而导致阀芯全部卡涩。前述的杜邦公司 Vespel
问题
Polyimide特种塑料的耐温能力也仅有450℃。
1)燃油三通阀阀芯结焦严重,结焦发生在轻吹
该事故发生前的6天,轻吹阀VA19-1确实发
空气侧。
生过内漏事件,由于VA19-1下游的压力开关没有
2)阀门橡胶密封全部高温烧毁,卡在阀门內部。出现低报警,燃机控制系统 MARK VI对此也无任
事故发生后,主要采取如下措施:
何保护,使得该内漏事件发生6天后出现14个燃油
1)阀芯和阀体清洗。将所有阀芯和阀体注好标三通阀全部卡涩的情况。
记后,放人到柴油桶中浸泡清洗,清洗完的阀芯表面4系统设计缺陷分析
再用沙皮纸反面打磨干净,保证表面光滑。
机组在燃气时,为防止燃油三通阀和轻油喷嘴
2)更换密封件。燃油三通阀内防止内漏的密封内的残油结焦,需要有轻吹空气持续地吹扫燃油三
件主材为杜邦公司生产的 Vespel Polyimide特种塑通阀和燃料喷嘴,而且轻吹空气压力要大于燃烧室
料,该树脂材料在耐温,耐麾,抗蠕变中有突出的表压力,吹扫才能持续进行。
现
然而,如果轻吹阀VA19-1本身发生内漏,即出
3)阀门组装和回装。安装完之后,轻油系统进行现轻吹阅的控制电磁阀20PL-1动作后,轻吹阀没
严密性试验,然油三通阀灵活性试验(2OPL-3动作,有开到位,使得轻吹空气从排污口大量排出,造成轻
利用仪用气动作,查看阀芯移动速度),试验完成后,吹阅出口压力低于燃烧室压力,燃烧室高温热源会
交付生产方准备启
回流到燃料躓嘴和燃油三通阀内,从而破坏这些设
机组于第二天早晨5点10分一次启动成功。本备的密封件,并导致残留轻油碳化结焦。轻吹阀
次抢修前后历时近8h。总经济损失为全部钢厂购VA19-1只有控制电磁阀,而无阀门位置反馈信号,
电(近100万kW)和 COREX煤气大量放散(近100导致了阀门状态的不可控。
万m),损失巨大。
轻吹阀VA19-1后装设有低报警压力开关
3事故分析
63PL-1,按照CE的设计意图,该压力开关在轻吹网
轻油燃料在罗泾CCPP承担着启动和后备燃料内漏时,应该出现压力低报警,然而,有燃烧室的高
的重要功能,主燃油泵电磁离合器啮合后,轻油压力温回热,该压力低报警并没有出现