燃气轮机机组在工业和电力生产中发挥着重要作用。为了确保燃气轮机机组的安全运行,必须采取措施解决防爆问题。我们从设计和运行两个方面入手,采取有效的措施来避免防爆问题。
从燃气轮机发展的历史上看,自燃烧天然气燃料以来,世界上曾发生过多起燃气轮机的爆炸事故。究其原因不外乎是由于燃气轮机停机后,有一定数量的天然气泄漏到燃烧室中去,在启动过程中没有排净,致使点火后引起了爆炸。当然在燃烧液体燃料时,倘若有燃料漏入燃烧室而未被排放,在启动点火时同样会发生烧毁燃气轮机甚至余热锅炉的事故。要解决爆炸问题,应针对这些问题对症下药。
一、设计方面
为了解决这个问题,人们已经从设计的角度采取了一系列措施来加以防范。对于燃烧天然气的燃气轮机来说,大致有以下几个方面的对策,
1.在天然气供入燃烧室之前,必须经过两道阀门的控制,严防在停机时有天然气漏入燃烧室。
2.当机组停运时,上述两道阀门后的天然气管道应立即自动的旁通大气,即使有泄漏现象,也只允许把漏气排向高空,而严防排入燃烧室。
3.在机组的启动程序中增加一个2~3分钟的扫气过程,力争在燃烧室点火之前,把可能泄漏的或残存于燃烧室中的天然气排向大气。对于燃烧液体燃料的燃气轮机来说,在燃烧室的最低处应装有排油阀,它能把可能积存于燃烧室的残油排向外界,只是当机组升速到一定程度后,利用压气机排气压力的逐渐增高,才能把排油阀自动关闭。
为了防止燃气轮机机组在运行过程中发生爆炸,我们需要加强防爆装置的设计。例如,在燃机舱内设置防爆墙、增加泄压装置等,以保障机组设备和人员的安全。在采取上述措施后,燃气轮机在启动过程中的爆炸事故几乎已被全部控制住了。但是即使如此,由于运行不当或者是排气系统的设计不当,仍然有可能发生爆炸事故,这种情况必须引起我们的警惕。为了防止燃气轮机机组在运行过程中发生爆炸,设备还需要加强防爆装置的设计。例如,在燃机舱内设置防爆墙、增加泄压装置等,以保障机组设备和人员的安全。
我国某化肥厂的一台燃气轮机曾在启动点火过程中发生过燃烧室的爆炸事故,究其原因是由于停车时气体燃料系统中的速比阀和控制阀均没有关严的缘故。解体检查后发现,在速比阀和控制阀的阀芯上都有积碳和其他积垢物,而且两个阀芯杆固定背帽松动,之所以在以上两个阀体的阀芯上会出现积碳和积垢,主要是由于所用的天然气中含有重烃,他们在受热后就会在阀芯上积碳。同时由于该机组还使用过制氨过程的过程气,其主要成分为CO、H2、N2、NH3,并含有在制氨过程中从空气中带入的微量金属元素。从制氨工艺管网阀门泄漏的过程气中去的碳酸氢铵与过程气中的微量金属元素(如Na、K、Ca等)会反应生成碳酸盐。这些物质积存到阀芯上会使阀门关不严,造成燃料气的泄漏。因而为了防止事故的再现,今后有必要在启动燃气轮机时,加强对天然气燃料的分离,把液态的重烃分离出来,防止其受热后析碳。同时要防止碳酸氢氨漏入燃料气中。此外应定期检查速比阀和控制阀的阀芯,及时清除积垢,启动前还得检查阀杆固定背帽是否松动,校验反馈电压是否正确,以确保速比阀和控制阀在启动前关闭严密。
我国某燃气轮机电站也曾发生过在燃气轮机的启动过程中排气烟道严重爆炸的事故。其原因是由于排气烟道设计的不流畅,过于迂回,致使在某些部位会出现死流区,可以积存停机时排入的残油,以及点火不着而排入的液化天然气,因而把燃气轮机的排气道设计的流畅,切勿出现死区是完全必要的。
二、运行方面
1.严格控制燃料供应
在燃气轮机机组运行过程中,我们需要严格控制燃料的供应,确保燃料的纯度和质量符合要求。同时,要定期对燃料的输送管道进行检查和维护,防止管道泄漏和腐蚀。
2.加强燃烧室监控
燃烧室是燃气轮机机组的关键部位,需要加强监控。通过安装温度、压力等传感器,实时监测燃烧室的运行状态,及时发现异常情况并采取相应措施进行处理。
防止燃气轮机在启动过程中可能出现的爆炸事故是燃气轮机及其联合循环运行中必须首先
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