煤層氣發電機組故障排除

商永剛

（陽煤集團煤層氣發電分公司， 山西 陽泉 045000）

1 發電機組原理

瓦斯氣體由儲氣罐進入煤層氣發電站預處理系統，經過過濾、除濕、增壓、降溫四大工序后送入發電機組進氣管，再經過瓦斯濾清器過濾，調壓閥調壓后與清潔空氣在混合器內混合，之后進入渦輪增壓器，再流入節氣閥。由于增壓后混合器溫度上升，經過節氣閥的混合器先經中冷器冷卻，再經進氣歧管進入燃燒室做功，驅動發電機發電[1]。

2 常見故障原因及處理方法

2.1 氣源故障

1）發電機組在啟動前應對燃氣的濃度、壓力、濕度進行檢查，基本要求為濃度≥30%，壓力為10～35 kPa，濕度≤80%，否則機組將無法啟動。

2）若啟動機組未點火報出“超限盤車”故障，說明機組在啟動過程中是由燃氣的供應量不足導致，首先應檢查空燃比設定數值是否合理，其次應注意在盤車時燃油壓力的數值是否有變化，若無則說明燃氣在管路輸送的過程中有中斷的地方，檢查進氣手動閥和燃氣電磁閥是否打開。

3）如果機組正常啟動并網后功率不足或功率出現較大范圍波動，要確認機組排氣溫度是否正常。如果排氣溫度較高，則可能是空氣濾芯堵塞，混合氣內空氣不足引起，應及時更換空氣濾芯；或燃氣燃燒后的氣體沒有充分排除，也可能導致排氣溫度升高，檢查渦輪增壓器是否正常工作；如果排氣溫度正常，則通過卡連接特電子技師（ET）檢查燃油壓力的數值，若此數值經常性出現低于95則說明燃氣管路堵塞，需要進一步根據管路上的壓力表來分段判斷具體部位出現堵塞，并及時處理。

2.2 機械故障

機械故障的排查應該分系統排查，根據故障原因及數據分析確定哪個系統發生故障而導致的停機，如果是燃氣系統故障，則可能出現計量閥是否卡澀，在啟動過程中計量閥的開度會出現一個不停變化的過程，若此時計量閥未開啟或保持某一數值則說明計量閥已卡澀，需要立即維護或者更換；檢查節氣閥是否開啟，由于機組的設計缺陷導致節氣閥距離渦輪增壓器的位置較近，長期的高溫環境會引起節氣閥損壞，若啟動過程中未發現節氣閥開啟，則需要檢查維修，必要時更換節氣閥；檢查火花塞是否點火。長期停機會導致機組燃燒室內凝結水分附著在火花塞上，導致其不能順利點火。觀察機組的排氣溫度情況，若發現某缸出現異常缸溫時，說明此缸未點火或點火不正常，此時需要更換新火花塞，并將取下的火花塞烘干備用；檢查氣門間隙是否合適。取下機組搖臂室罩殼，用塞尺測量氣門間隙，將其間隙調整為進氣側0.38 mm±0.02 mm，排氣側1.12 mm±0.02 mm。

運行過程中出現水溫過高，則可能是冷卻系統出現故障，冷卻液不足導致換熱不良；散熱水箱風扇故障，導致散熱不足，這時應對故障的散熱水箱進行修復；節溫器降溫效果不理想也可能引起水溫的升高，檢查節溫器，必要時進行更換，中冷水溫度升高可能因為中冷器的堵塞造成循環不暢，同時還會引起燃氣溫度升高而導致的非正常燃燒停機。

運行過程中出現水壓升高，則可能是由于燃燒室密封不嚴，氣體進入水循環系統，導致水壓異常升高，這時應對氣缸蓋進行缸壓測試，確定需要更換氣缸蓋。也可能是由于壓力傳感器異常導致；水壓降低可能是管路有滲漏的地方，應檢查管路是否滲漏。

運行過程中機油溫度異常升高，可能是由于油冷器堵塞導致機油冷卻效果降低，也可能由于冷卻液密封老化或水腔開裂導致冷卻液竄入機油后，經機械攪拌使水和油混合后出現乳化，發現此情況應立即更換機油、機濾并沖洗油路，否則乳化的機油會使機組發生更嚴重的事故，比如連桿、曲軸等因潤滑不到位而出現故障。

運行過程中油壓異常升高，可能是由機油管路堵塞造成，應檢查油冷器是否堵塞，檢查機組是否存在內漏，燃氣系統是否因為密封不嚴導致有氣體進入曲軸箱導致機油壓力升高。機油傳感器異常導致機油壓力升高。應檢查機油級別是否與使用條件相符。油壓降低機油濾芯太臟導致油壓損失大，機油管路有泄漏導致油壓降低，機油泵損壞或者機油泵端面密封不嚴導致泵油能力不足。

運行過程中排溫過高多，是由空燃比調節不當或進氣量波動引起的。發現排溫報警后，應立即降低負荷并對燃氣熱值數值進行修改，在調整過程中不應變化過快，注意機組的負荷波動及節氣閥的開度配合，逐步將機組調整至最佳運行工況，渦輪增壓器異常也會導致機組排溫多高，由于渦輪增壓器的出力不足導致廢氣不能完全排除，產生排溫過高的報警，此時應對渦輪增壓器進行維修。

運行過程中機組發生二級或三級爆震，首先應查看是否進氣壓力過高導致發動機負載過高，此時應通過預處理系統和調壓閥將進氣壓力調整至30 kPa附近。其次檢查是否由燃氣進氣溫度過高引起爆震。此時應通過降低預處理出口燃氣溫度和檢查中冷水液位來確定是由哪個引起的燃氣溫度高，如果都正常則要考慮中冷器是否被堵塞。燃燒室積碳也是引起爆震的主要原因，而發動機機油過滿引起內部泄露在燃燒室內形成沉淀物。使用管道內孔探測鏡來檢查氣缸，主要檢查氣門座、氣門面、活塞沖程上限以上的氣缸壁、內部機油泄露，如果發現過量沉淀物或有內部泄露的現象，應根據現場情況組織內部修理。

2.3 電氣故障

發電機電氣部分會產生干擾機組正常運行的電磁力，從而導致轉頻與極頻振動問題。主要的振源便是轉頻振動，會導致定子之間產生不平衡磁拉力，從而導致空氣發生周期性變化，使得轉子與定子之間產生轉頻激擾力，從而發生振動問題。同時，還會發生傳感器脫落、損壞，線束老化接觸不良、點火線圈短路或節氣閥主板燒壞等故障，且故障現象多與機組故障相似，排查起來較為簡單，用分段法排查出故障部位后進行更換即可。在處理過程中應嚴格按照廠家規定處理，并及時定期維修檢修。

3 結語

瓦斯發電機組是瓦斯發電廠的核心設備，只有對瓦斯發電機組工作原理、重要零部件及各系統的功能做到全面了解，才能準確分析故障原因并及時排除以保障機組的正常運行。