為什么要重視清吹系統的維護
GE燃機配備三到四個天然氣回路，負責把燃料輸送到噴嘴中。清吹系統是這些天然氣回路忠實的“保護者”，但它相對薄弱、故障發生率偏高，如果不加以重視，這些故障會引發燃燒模式無法正常切換、自動停機或跳機等事故，從而對燃機機組乃至整個電廠的穩定性造成影響。
結合現場常見問題，本文將對清吹系統的基本功能、工作原理及構成、操作規范、警報與保護、維護建議五大方面展開詳細介紹，幫助電廠減少清吹系統故障，保障整個燃機系統的穩定運行。
清吹系統的功能
在某些燃燒模式下，一些回路是沒有燃料通過的，為了保護這些噴嘴，清吹系統將一部分來自壓氣機排氣的空氣送到這些噴嘴，從而實現：
將燃料管道中殘存的燃料/凝結水吹掃干凈
冷卻噴嘴
防止噴嘴回火，防止不同噴嘴間“串火”
在9F等機組中協助平抑燃燒脈動
清吹系統工作原理
一部分空氣從壓氣機室排氣被抽出，經過冷卻器處理后引到清吹空氣母管上。然后分別通過兩個清吹隔離閥引入到燃料控制閥（GCV）下游管道進入到燃料回路中，最后從燃料噴嘴中排到燃燒室內。如果一個回路只短時間內不通燃料則不需要清吹，如DLN2.6+中的PM1回路。
清吹系統主要構成
空氣冷卻器
如果壓氣機排氣溫度超過天然氣的燃點（>399°C）則有爆炸風險，如果溫度過低（<138°C）管道中會有凝結水產生。冷卻器通過調節冷卻水流量來控制清吹空氣溫度。調節閥的最小開度為30%，由一個機械限位實現。其上游的手動閥應該先調整，以確保它跟調節閥一起在空氣需求量最大和最小情況下都能保證空氣溫度可接受。機組運行過程中調節閥全開，溫度高于設定值（177°C）是常見的。如果壓氣機排氣溫度低于燃點則不需要配備冷卻器。
清吹系統（以D5燃氣回路為例）
每個回路的清吹系統都采用“雙隔離和排空”系統，兩個清吹閥安裝方向保證了天然氣不會流到壓氣機排氣。清吹閥有兩種——開關兩位式和連續可調式。9F機組上D5燃氣側清吹閥VA13-2是調節閥，用來保證清吹投入過程中機組燃燒穩定并隨后輔助控制燃燒脈動。
清吹閥要求“慢開快關”，通過調節針型閥實現期望的清吹閥行程時間，如打開時間35 +/- 5秒，不能過快以防止負荷或排氣溫度突升，這也是為了減少對壓氣機旋轉失速裕度的影響。清吹閥關閉時間要求在4秒內，以便盡快開啟燃料閥，對燃料流量進行準確控制。排空閥及管道要暢通，確保盡快排凈閥間壓力，如在8秒內壓力要降到3巴之下。
常規情況下系統操作指南與規范
啟機前清吹試驗
在每次啟動前，清吹系統功能試驗是必須做的，這是啟動允許條件之一。清吹閥的限位開關要求動作正常，行程時間必須滿足設計要求，如果試驗失敗，需要檢查儀用空氣壓力是否穩定、針型閥位置是否跑偏和電磁閥排氣是否堵塞等，然后再進行試驗。以9FB燃機為例：
如果需要緊急啟動或需要高盤、水洗等操作，也可以通過強制信號L1PGVTFSB旁路掉試驗，直接獲得啟機允許，但在點火啟動時不能這樣做，否則清吹系統有可能在投入時出現故障。
清吹系統操作
系統投入過程
機組到達全速并延時60秒才能投清吹，因為在部分轉速下，壓氣機排氣壓力太低不足以支持清吹。DLN模式切換完成后，對不通燃料的回路開啟清吹，空氣側清吹閥和燃氣側清吹閥打開，同時排空閥關閉。
D5管線上燃氣側清吹閥VA13-2是一個調節閥，它在前40秒內緩慢開到50%開度，并持續20秒，最后再根據燃燒溫度設定的曲線調整開度。
系統退出過程
當燃燒溫度到達下一個DLN模式切換點，清吹關閉指令發出，空氣側清吹閥、燃氣側清吹閥同時關閉，排空閥在下列情況下打開：
● 清吹退出指令發出4秒后，如果2個隔離閥上的4個限位開關中的3個確認這2個隔離閥關閉（4秒是照顧關得最慢的隔離閥）
● 當清吹退出指令發出8秒后
● 當4個限位開關都指示2個隔離閥關閉
如果清吹閥實際行程時間超過下表中的數值（秒），則此開關（閥間壓力/開限位/關限位）報故障。以9FB燃機為例：
特殊情況下：系統警報與保護
清吹系統在日常運行過程中會產生以下四種故障并觸發警報：
1. “清吹失去LOP”保護：導致清吹系統被閉鎖，相關的DLN模式被閉鎖
2. “隔離失去LOB”保護：導致停機或跳機
3. 清吹空氣溫度超限：引起跳機，清吹閉鎖，DLN模式閉鎖等
4. 空氣側有凝結水生成保護：閉鎖對應的DLN模式和燃料調節閥
繼而引發相應的保護動作：
01 跳機Trip
1. 點火前跳機
火焰建立前，任何1個隔離閥的限位開關故障
2. 清吹系統“隔離失去LOB”保護（3個故障跳機）
● 清吹關閉指令發出8秒后，閥間壓力還是高
● 在1行中有3個故障：空氣側清吹閥1個限位開關 + 1個閥間壓力開關 + 燃氣側清吹閥1個限位開關
● 在并網前，清吹溫度高高（任一路清吹打開后清吹空氣溫度>399°C）
02 自動停機
1. 空氣冷卻器水位高高
2. “隔離失去LOB”保護（2個故障停機）
● 1個隔離閥上的2個限位開關都故障
● 4個限位開關任何1個故障且1個閥間壓力開關報高
03 清吹閉鎖同時閉鎖DLN模式
（不允許投清吹系統、不允許進到某些DLN模式）
1. 清吹打開后，清吹溫度低低（<138°C）延時10分鐘
2. 清吹故障15分鐘有凝結水形成
3. “清吹失去LOP”保護
● 清吹打開指令發出14秒后3個閥間的壓力開關至少有2個報低
● 燃料閥位置反饋故障（反饋>1.5%）
● 在1個隔離閥上的2個限位開關在規定時間內沒有到位
● 在2個隔離閥上的4個限位開關中的1個沒有在規定時間內動作，且有1個壓力開關在規定時間內沒有動作
● 清吹投入20秒后，清吹空氣壓比<0.947
04 燃料調節閥閉鎖
1. 清吹溫度太高或太低
2. 清吹故障超過15分鐘懷疑有凝結水產生
運行與維護建議補充
針對清吹系統運行過程中的各種常見問題，我們為大家總結了系統日常運行與維護小貼士，幫助解決實際問題，維持電廠設備的良好運轉：
儀用空氣壓力保持穩定。
清吹閥、排空閥的儀用空氣要從供氣母管上通過獨立管線供應，防止互相影響和爭氣。
清吹閥安裝方向要正確，檢修后要進行閥門泄漏試驗。
天然氣小間溫度要控制好，電子元件附近溫度要低于93°C。可考慮升級到高溫配套組件，其中包括高溫氣缸、調節器、行程開關和遠程安裝定位器等。
操作員電腦上的清吹閥門活動試驗畫面上通常沒有顯示限位開關的脫開時間，但它可能是導致試驗失敗的原因，可以在試驗復位前在軟件中查看這些計時器的讀數。建議將這些計時器也顯示在畫面上。
閥門行程時間重復性差，主要原因和推薦的方案：
● 用來調整儀用空氣流量針型閥線性度差，可以考慮更換為性能更好的針型閥；
● 機械凸輪式限位開關穩定性差，可以考慮更換為磁性接近式開關。
因為限位開關調整既影響脫開時間又影響閉合時間，所以在現場調整時盡量綜合考慮開/關行程時間，把它們調整到規定范圍的中間值。
調節閥的開關行程時間更容易控制，如果在清吹閥打開時對負荷和燃燒造成較大擾動，可以考慮將其更換為調節閥。
閥間壓力排氣不及時：
● 排氣不暢：核查排氣閥門尺寸是否過小，排氣管道尺寸是否過小/過長/堵塞；
● 清吹閥泄漏：在排空口檢測危險氣體濃度，如果有可燃氣體則燃氣側漏，否則是空氣側漏。
注意！不要修改計時器定值以強制通過試驗或者屏蔽保護，因為存在氣體混合后爆炸的風險。
如果在95%轉速后清吹第一次投入或者剛進入DLN模式6.2時，清吹空氣溫度過低，則要將空氣冷卻器溫度調節閥上游的手動隔離閥關小一些。
