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1、PG6531型燃机负荷波动故障分析及处理姜文斌（(深圳美视电厂有限公司)摘要：叙述了PG6531型燃气轮机机负荷波动的现象，分析了造成负荷波动的原因，阐述了解决负荷波动的处理过程和最终结果。关键词：燃气轮机 负荷波动 故障分析0 概述我厂1#燃机是1992年投入运行的PG6531型燃气轮机发电机组，燃用燃油为轻油，现燃用重油。自从机组投运以来，一直运行稳定。但随着运行时间的增加，后来出现机组负荷波动现象，而且负荷波动日趋严重，已严重影响到机组的正常运行。为了尽早解决机组负荷大幅度波动故障，我们对该现象进行了仔细分析，认真查其原因，最终解决了该问题。此后机组的负荷再未出现大幅波动，一直稳定运行。
2、1机组负荷波动的现象机组带满负荷进入温度控制状态后，负荷稳定性差，大部分时间内负荷都在波动，波动幅度一般在3KW左右。当负荷波动时，燃油系统中的前置燃油供油压力也波动较大，在燃机上测得的燃油压力波动幅度在0.12MPa左右,燃油流量波动幅度在0.16kg/s左右,见表1.表1 1#机组负荷波动情况项 目单 位参 数基本负荷大小MW34负荷波动幅度MW3燃 油 流 量Kg/s2.568燃油流量波动幅度Kg/s0.16前置燃油供油压力MPa0.56燃油压力波动幅度MPa0.122 机组负荷异常波动对机组的不利影响在运行过程中, 长时间较大幅度的负荷波动，是机组安全运行的潜在威胁，是影响机组状况水平
3、的极大障碍，它对机组产生的不利影响主要有以下几方面：（1）使燃气轮发电机组总体出力下降。燃料流量的频繁增减，使一部分机组出力消耗在阻尼上，经测算这种影响一般在200KW左右。（2）对机组控制系统的正确反应造成潜在威胁。机组在带满负荷后，负荷不断地波动，要求控制系统频繁操作油路通道元器件不停地动作，这样加速了燃油电液伺服阀的老化。另外，当机组出现异常情况时，由于负荷、燃油流量、燃油压力波动的存在，会导致控制系统对异常情况的反映不灵敏，构成发生事故的潜在隐患。（3）对发电机的定子绕组及转子绕组有不良影响。负荷的大幅波动，会引起发电机定子、转子之间的电磁力矩波动，会使定子绕组的端部受到交变应力，容易
4、引起端部绝缘的老化加速。（4）负荷波动增加了励磁系统的不稳定，会引起励磁电压的较大幅度波动。而励磁电压的幅度波动会对主、副励磁机及发电机转子绕组都造成不良影响。3机组负荷波动的主要原因及可能性分析造成机组负荷波动的主要原因及可能性有以下几方面：（1）燃油系统前置油管路设计方面。这方面的可能性是，前置管路的压力、流量参数、管路截面积选择不合理，燃油供油泵的设计选型不匹配，引起机组运行工况下，燃油的供油压力，流量大幅波动，从而导致机组负荷大幅波动。（2）燃油供油系统运行状况异常的原因，这方面的可能性是，油罐油位变化的影响，浮动吸油口吸入少量空气，使得供油泵入口油压波动，还有供油泵异常运行等使机组供
5、油压力大幅波动，从而引起机组负荷波动。（3）控制系统设计方面原因，这方面的可能性是控制系统中各参数配置不合理，使运行工况脱离了稳定区域，从而造成机组负荷波动。（4）控制系统工作异常的原因，这方面的可能性是控制系统软件、硬件的异常，如卡件的故障，软件失灵等。控制系统外围设备的故障，如测速头的故障，功率传感器的故障，燃油伺服系统的异常运行等，使得控制系统总体控制回路发生振荡，控制不稳定，从而导致机组负荷波动。在以上四个方面的可能原因中，设计方面的原因可能性较小。因为1#燃机投运以来，几年的运行负荷都稳定。这说明机组的供油系统和控制系统设计二方面没有问题，可以排除设计方面引起负荷波动的原因。这样，问
6、题就集中到供油系统异常工作和控制系统工作异常二种可能性上了。4分析处理过程41 分析供油系统异常工作的情况根据机组的运行情况，有时切换油罐后，波动情况会好转，但在同一油罐供油时，机组负荷也同样有波动，但有时却不发生大的波动，故而，油罐及油位对负荷波动没有影响。因为我厂的1#燃机和2#燃机是共用同一条前置油系统，当二台机组同时都在运行时，2#燃机的负荷不发生波动。这说明燃油系统的运行情况应属于正常。问题应在1#机组本身，从而，我们得出了1#机组负荷波动的主要原因在机组本身的控制系统方面。42分析控制系统异常的情况最后，我们将着眼点主要放在从控制方面来查找引起负荷波动的原因，具体的分析处理过程如下
7、：（1）确定故障的范围根据对1#机组运行时参数的观察，发现控制盘中T控制器伺服电流异常。故而，决定对1#机控制系统T控制器进行退出，投入试验。在试验时，当退出T 控制器运行时，机组负荷不发生波动。由此得出控制系统工作有异常，故障点在T控制器方面。但到底是T控制器中那个元件造成T控制器工作异常呢？我们将有可能发生故障的HSAA卡件进行了更换。但在开机运行后，仍出现负荷波动，看来HSAA卡件不是造成负荷波动的真正原因。（2）进一步查找故障的原因经过分析，我们又对T控制器之中的HXPD卡件作了更换，再次开机后，机组的负荷仍然波动，由此可知T之HXPD卡件也不是引起负荷波动的原因。在机组运行时，我们又
8、反复仔细观察和分析有关参数，发现T之燃油分配器转速波动异常，相应的燃油流量及反馈电压均异常波动。经过控制系统分析，发现如果HPRB卡件有故障，工作不稳定时，会引起燃油分配器转速发生异常波动，故而，更换T之HPRB卡件，机组负荷仍然波动。我们进一步分析，并对HSAA卡的内部电路进行了仔细研究，发现引起控制系统不稳定与T之燃油流量分配器转速测量有很密切的联系，有可能问题就出在流量分析器测评速头上，于是我们更换了T之燃油分配器转速测速头。（3）负荷波动的消除当我们将燃油分配器转速测速头更换后，开机运行，发现1#机组负荷已经稳定，燃油压力和燃油流量也稳定。经过连续多次的运行观察，机组的负荷一直都很稳定
9、。从而说明引起机组负荷波动的真正原因已经查明，就是燃油分配器测速头的故障造成的。由于流量分配器的故障不能正确的检测燃油压和流量信号，从而导致负荷异常波动。这样就解决了较长时间内困扰我们的机组负荷异常波动的故障。5结论通过最终找出并解决了引起1#机组负荷异常波动的故障，可以得出如下结论：1#机组负荷异常波动是由于与T控制器相配的燃油分配器测速头信号大幅度波动，引起控制系统的工作异常而导致机组负荷大幅波动。经过处理后1#机组满负荷状态时，稳定性很好。在满负荷时，负荷波动不足0.2MW，燃油压力波动亦大幅度减小。油压波动在0.002MPa, 燃油流量的波动值在0.04kg/s左右,励磁电压励磁电流均很稳定。整个机组运行状况良好，机组运行在总体水平明显提高，处理后的相关参数见表2。表2 处理后负荷波动情况 项 目单 位参 数基本负荷大小MW34负荷波动幅度MW0.21燃 油 流 量Kg/s2.560燃油流量波动幅度Kg/s0.04前置燃油供油压力MPa0.56燃油压力波动幅度MPa0.002
