燃機(jī)事故應(yīng)急處理案例分析一、引言燃?xì)廨啓C(jī)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“燃機(jī)”）作為聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)的核心設(shè)備，具有啟動(dòng)快、效率高、靈活性強(qiáng)等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于電網(wǎng)調(diào)峰、工業(yè)動(dòng)力等領(lǐng)域。然而，燃機(jī)運(yùn)行涉及高溫、高壓、高速旋轉(zhuǎn)等復(fù)雜工況，若發(fā)生壓氣機(jī)喘振“熱部件損壞”“燃料泄漏”等事故，可能導(dǎo)致設(shè)備停機(jī)、機(jī)組出力損失甚至人身安全風(fēng)險(xiǎn)。因此，建立科學(xué)的應(yīng)急處理流程、總結(jié)典型事故的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，對(duì)保障燃機(jī)安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重要意義。本文以某電廠9F級(jí)燃機(jī)（型號(hào)：GE9FA）壓氣機(jī)喘振導(dǎo)致的跳閘事故為例，詳細(xì)分析事故發(fā)生經(jīng)過(guò)、應(yīng)急處理流程及改進(jìn)措施，為同類(lèi)設(shè)備的事故防范提供參考。二、案例概述（一）設(shè)備基本情況事故機(jī)組為某電廠2號(hào)機(jī)組，采用“一拖一”聯(lián)合循環(huán)配置（1臺(tái)燃機(jī)+1臺(tái)蒸汽輪機(jī)+1臺(tái)發(fā)電機(jī)），燃機(jī)型號(hào)為GE9FA，額定功率250MW，運(yùn)行小時(shí)數(shù)約8000小時(shí)（未達(dá)到首次大檢修周期）。壓氣機(jī)為18級(jí)軸流型，設(shè)計(jì)進(jìn)口導(dǎo)葉（IGV）調(diào)節(jié)范圍為34°~86°（關(guān)閉~全開(kāi)），正常運(yùn)行時(shí)IGV角度隨負(fù)荷變化自動(dòng)調(diào)整。（二）事故發(fā)生經(jīng)過(guò)2023年夏季某日14:30，機(jī)組處于75%負(fù)荷（約187MW）運(yùn)行，環(huán)境溫度32℃，相對(duì)濕度60%。運(yùn)行人員監(jiān)控DCS系統(tǒng)時(shí)發(fā)現(xiàn)：壓氣機(jī)出口壓力（P2）突然從1.2MPa降至0.9MPa，波動(dòng)幅度達(dá)25%；壓氣機(jī)振動(dòng)（X向）從正常的3.5mm/s飆升至11.8mm/s（超過(guò)報(bào)警值8mm/s，觸發(fā)跳閘保護(hù)）；燃機(jī)排氣溫度（T4）從520℃升至580℃，且各燃燒室出口溫度偏差增大（最大偏差45℃）；10秒后，燃機(jī)因“壓氣機(jī)振動(dòng)高”保護(hù)動(dòng)作跳閘，汽輪機(jī)聯(lián)跳，發(fā)電機(jī)解列。三、應(yīng)急處理過(guò)程事故發(fā)生后，運(yùn)行人員按照《燃機(jī)事故應(yīng)急處置規(guī)程》，啟動(dòng)三級(jí)應(yīng)急響應(yīng)（設(shè)備故障級(jí)），采取“隔離-檢查-定位-恢復(fù)”四步流程，快速控制事態(tài)并恢復(fù)運(yùn)行。（一）初步判斷與隔離（0~15分鐘）1.緊急隔離：確認(rèn)燃機(jī)跳閘后，立即關(guān)閉燃料主閥（天然氣），切斷燃料供應(yīng)；開(kāi)啟壓氣機(jī)進(jìn)口放氣閥（VBV），降低壓氣機(jī)出口壓力，防止喘振加?。煌Ｖ谷紮C(jī)輔助系統(tǒng)（如潤(rùn)滑油泵、密封風(fēng)機(jī)），但保持盤(pán)車(chē)運(yùn)行，避免轉(zhuǎn)子彎曲。2.初步參數(shù)分析：調(diào)取DCS歷史曲線，發(fā)現(xiàn)跳閘前IGV角度未隨負(fù)荷上升及時(shí)開(kāi)大（仍保持在55°，正常75%負(fù)荷應(yīng)為65°）；壓氣機(jī)進(jìn)口流量從180kg/s降至150kg/s，低于喘振邊界（160kg/s）；燃料流量未出現(xiàn)異常波動(dòng)，排除燃料系統(tǒng)故障。（二）詳細(xì)檢查與原因定位（15~120分鐘）1.設(shè)備外觀檢查：打開(kāi)壓氣機(jī)進(jìn)口窺視孔，發(fā)現(xiàn)1~3級(jí)靜葉片表面有明顯積垢（呈淺灰色，厚度約0.5mm），導(dǎo)致氣流通道截面積減?。粰z查燃機(jī)排氣端，未發(fā)現(xiàn)葉片斷裂、變形等異常，排除熱部件損壞。2.振動(dòng)與性能測(cè)試：利用便攜式振動(dòng)分析儀檢測(cè)壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子，確認(rèn)振動(dòng)值已恢復(fù)至3.2mm/s（正常范圍），無(wú)殘余振動(dòng)；進(jìn)行壓氣機(jī)性能試驗(yàn)（冷態(tài)啟動(dòng)后空載運(yùn)行），發(fā)現(xiàn)P2值較設(shè)計(jì)值低8%，IGV角度需開(kāi)大5°才能達(dá)到相同流量，驗(yàn)證了“葉片積垢導(dǎo)致流量減少”的結(jié)論。3.邏輯與操作追溯：查看IGV控制邏輯，發(fā)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)回路存在滯后：當(dāng)負(fù)荷從50%升至75%時(shí)，IGV角度應(yīng)在10秒內(nèi)從50°調(diào)整至65°，但實(shí)際調(diào)整時(shí)間長(zhǎng)達(dá)30秒（因PID參數(shù)設(shè)置不合理）；詢(xún)問(wèn)運(yùn)行人員，確認(rèn)跳閘前未手動(dòng)干預(yù)IGV（依賴(lài)自動(dòng)控制），排除人為誤操作。（三）恢復(fù)運(yùn)行與驗(yàn)證（120~240分鐘）1.清理與調(diào)整：采用在線水洗（燃機(jī)保持30%負(fù)荷，注入除鹽水）清除壓氣機(jī)葉片積垢，水洗后P2值恢復(fù)至1.18MPa，振動(dòng)降至3.0mm/s；優(yōu)化IGV控制邏輯：將“負(fù)荷-IGV角度”曲線斜率從0.5°/MW調(diào)整為0.8°/MW，縮短調(diào)整時(shí)間至8秒以?xún)?nèi)。2.重啟驗(yàn)證：按照《燃機(jī)啟動(dòng)規(guī)程》，逐步開(kāi)啟燃料閥，升速至3000rpm（額定轉(zhuǎn)速），檢查振動(dòng)、溫度等參數(shù)正常；加載至75%負(fù)荷，運(yùn)行2小時(shí)后，P2、振動(dòng)、T4均穩(wěn)定在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，確認(rèn)事故處理完畢。四、事故原因分析通過(guò)魚(yú)骨圖分析法（人、機(jī)、料、法、環(huán)），事故原因可歸納為以下三類(lèi)：（一）直接原因：壓氣機(jī)喘振壓氣機(jī)喘振是由于進(jìn)口流量低于喘振邊界，導(dǎo)致氣流在葉片通道內(nèi)發(fā)生周期性分離與倒流。本次事故中，葉片積垢（減少通道面積）與IGV調(diào)整滯后（未及時(shí)增大進(jìn)氣量）共同作用，使進(jìn)口流量從180kg/s降至150kg/s，觸發(fā)喘振。（二）根本原因：多因素疊加1.設(shè)備因素：壓氣機(jī)葉片積垢（運(yùn)行8000小時(shí)未進(jìn)行水洗）。燃機(jī)運(yùn)行中，空氣中的灰塵、天然氣中的雜質(zhì)（如硫化合物）會(huì)逐漸沉積在葉片表面，導(dǎo)致氣流阻力增加，流量減少。2.操作因素：IGV控制邏輯滯后。原控制曲線斜率偏小，當(dāng)負(fù)荷上升時(shí)，IGV角度調(diào)整不及時(shí)，未能彌補(bǔ)積垢導(dǎo)致的流量損失。3.管理因素：定期維護(hù)規(guī)程執(zhí)行不到位?！度紮C(jī)維護(hù)手冊(cè)》要求“每運(yùn)行5000小時(shí)進(jìn)行一次壓氣機(jī)水洗”，但該廠因“生產(chǎn)任務(wù)緊”未按時(shí)執(zhí)行，導(dǎo)致積垢累積。（三）間接原因：環(huán)境與負(fù)荷變化夏季環(huán)境溫度高（32℃），空氣密度降低，壓氣機(jī)進(jìn)口流量本就偏小；加上機(jī)組處于75%負(fù)荷（非滿(mǎn)負(fù)荷），進(jìn)一步減少了進(jìn)氣量，加劇了喘振風(fēng)險(xiǎn)。五、改進(jìn)措施與經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)針對(duì)事故原因，該廠采取了“預(yù)防-控制-應(yīng)急”三位一體的改進(jìn)措施，有效避免了類(lèi)似事故再次發(fā)生：（一）技術(shù)改進(jìn)：優(yōu)化壓氣機(jī)運(yùn)行控制1.定期水洗：將壓氣機(jī)水洗周期從“5000小時(shí)”縮短至“3000小時(shí)”，并增加“環(huán)境溫度≥30℃時(shí)，每2000小時(shí)水洗一次”的補(bǔ)充條款；2.升級(jí)IGV控制：采用模型預(yù)測(cè)控制（MPC）替代傳統(tǒng)PID控制，根據(jù)負(fù)荷、環(huán)境溫度、P2等參數(shù)實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)喘振邊界，提前調(diào)整IGV角度，避免流量低于臨界值；3.增加喘振預(yù)警：在DCS系統(tǒng)中添加“喘振風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)”（基于P2波動(dòng)、流量、振動(dòng)的綜合計(jì)算），當(dāng)指數(shù)超過(guò)0.8時(shí)觸發(fā)報(bào)警，提醒運(yùn)行人員提前采取措施（如開(kāi)啟VBV、降低負(fù)荷）。（二）管理提升：完善維護(hù)與培訓(xùn)機(jī)制1.強(qiáng)化責(zé)任落實(shí)：將“壓氣機(jī)水洗”納入設(shè)備主人制考核，未按時(shí)完成的班組扣減月度績(jī)效；2.加強(qiáng)人員培訓(xùn)：針對(duì)“壓氣機(jī)喘振”“IGV調(diào)整”等關(guān)鍵工況，開(kāi)展模擬演練（每年2次），提高運(yùn)行人員的應(yīng)急處置能力；3.建立故障數(shù)據(jù)庫(kù)：收集同類(lèi)機(jī)組的喘振事故案例，定期組織技術(shù)人員分析，總結(jié)共性問(wèn)題（如葉片積垢、控制邏輯滯后），形成《燃機(jī)常見(jiàn)故障處置指南》。（三）應(yīng)急優(yōu)化：修訂跳閘處置規(guī)程1.明確流程優(yōu)先級(jí)：將“開(kāi)啟VBV”“關(guān)閉燃料閥”列為跳閘后第一優(yōu)先級(jí)操作，避免因猶豫導(dǎo)致喘振加??；2.增加參數(shù)判斷標(biāo)準(zhǔn)：在規(guī)程中明確“P2波動(dòng)超過(guò)15%”“振動(dòng)超過(guò)8mm/s”時(shí)，必須立即采取隔離措施，防止設(shè)備損壞；3.加強(qiáng)溝通協(xié)調(diào)：規(guī)定跳閘后10分鐘內(nèi)，運(yùn)行人員需向維護(hù)人員、調(diào)度中心提交“初步參數(shù)報(bào)告”，確保信息同步，縮短處理時(shí)間。六、結(jié)論本次9F級(jí)燃機(jī)壓氣機(jī)喘振事故，是設(shè)備積垢“控制邏輯滯后”“管理不到位”共同作用的結(jié)果。通過(guò)“快速隔離-詳細(xì)檢查-精準(zhǔn)定位-優(yōu)化改進(jìn)”的應(yīng)急處理流程，成功避免了熱部件損壞（如葉片斷裂），減少了機(jī)組停機(jī)損失（約50萬(wàn)元/小時(shí)）。經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)總結(jié)：1.預(yù)防是關(guān)鍵：燃機(jī)事故的根源在于“日常維護(hù)不到位”，定期水洗、優(yōu)化控制、加強(qiáng)培訓(xùn)是減少事故的核心措施；2.應(yīng)急需規(guī)范：跳閘后必須嚴(yán)格遵循規(guī)程，優(yōu)先隔離危險(xiǎn)（如關(guān)閉燃料閥），再進(jìn)行檢查，避免二次損壞；3.總結(jié)要及時(shí)：事故后應(yīng)立即開(kāi)展原因分析，形成“問(wèn)題-措施-驗(yàn)證”的閉環(huán)管理，防止同類(lèi)事故重復(fù)發(fā)生。燃機(jī)運(yùn)行的安全性，取決于“預(yù)防措施的有效性”與“應(yīng)急處理的規(guī)范性”。只有將“防”與“治”結(jié)合，才能確保燃機(jī)在復(fù)雜工況下穩(wěn)定運(yùn)行，為電網(wǎng)提供可靠的電力保障。參考文獻(xiàn)[1]GEPower.9FA