2024年8月31日发(作者：辜惜蕊)
Titan130 燃机T5探头温度不均问题的分析
王 江
（中国石化西北分公司，新疆，841600）
摘要
本文对西北分公司电管中心#1solar Titan130燃机T5探头温度不均问题,
从材质本身的变化、工作环境的影响和人为因素等方面进行剖析。得出T5燃烧
温度不均的最大原因：是机组的燃烧介质中含有杂质,引发喷嘴中心部位燃烧积
碳,将燃料喷嘴堵塞,造成机组运行不稳定。
关键词
T5 积碳 分析 措施
Abstract
The passage describes the NO.1 solar Titan130 turbine which
belongs to the northwest subsidiary company its thermocouple
temperature is abnormal,we analyze the reason from the material
variety,working surroundings in fluence, artificial factor and so forth。
Hence,we get the conclusion: there is much impurity in the turbine line,it
makes the centre of muzzles build up,then the turbine operate instabily。
Keywords
T5 thermocouple carbon analyse measure
0引言
西北分公司电管中心solar燃气电站始建于2001年, 2002年6月投产运
行。该机组是从美国索拉公司引进的燃气轮机发电机组，机组技术先进，具有效
率高、起动快、加负荷快、工作可靠性强、自动化程度高、操作方便等特点。
2006年2月10日,因负荷调整,将#1SOLAR机组停运。待所有工序完成后,
准备启机出现故障。
该燃气轮机的基本参数如下：
发电机额定功率 10982kW
涡轮入口温度 1121℃
排气温度 475℃
压气机流量 47.8kg/sec
压缩机压比 16：1
启机后出现报警T5（燃机第三级透平出口温度） Delta TEMP HI，复位后，
机组很快跳过设定的报警超差值200ºF，继续运转。当NGP(燃机气体发生器转
速)达到71％时，随后#1SOLAR机组跳机。
1 T5热电偶测量系统
为了保证透平转子的部件不受到因超温而损坏，12支N型温度传感器环绕
于第三级喷嘴组件安装。温度传感器深入第三级透平入口,来检测第三级透平的
入口温度。这12支热电偶的信号送入PLC模块中，得到的温度信号。如果有一
个超过平均温度的200ºF，就会报警：＂T5 Delta TEMP HI＂。如果有两个以
上超过平均温度的200ºF，就会报警：＂T5 T/C Fail＂。
当机组出现的上述温度超限报警的情况时，可能由以下原因造成：
－热电偶冷端补偿端松动；
－热电偶本身故障；
－热电偶测量系统故障；
－燃料系统故障；
2 故障查找
2.1检查通讯
再次启动机组，12个T5温度探头均匀上升。当NGP(燃气发生器转速)达
到71％，发现#6、#8探头温差较大。分析原因:可能TC/RTD接线盒终端到控
制屏通道有问题。利用FLUKE724温度校验仪检测探头通讯通道。([1]原理：将
温度信号转换成电势信号，配以显示仪表或变送器，可以实现温度的测量或信号
变换。在TC终端输入毫伏信号,得到温度读数呈线性关系。）主要针对几个不正
常的探头接线测试，未出现问题。证明TC接线箱端子到控制屏的传输通道是正
常的。
2.2 故障原因分析
大致是燃料喷嘴或燃料进气过滤器堵塞，造成燃料喷嘴局部燃烧不正常。
现场检查:检查燃料喷嘴圈底部处无水份，燃料进气排污阀处也无污物排出,但在
燃料分离器处有大量的水排出。拆下所有燃料喷嘴后,发现喷嘴处有大量积碳。
最终确定造成机组不能正常启动的原因是：机组的燃烧介质中含有杂质,引发喷
嘴中心部位燃烧积碳,将燃料喷嘴堵塞,造成机组运行不稳定。另外,在检查天然气
进气过滤器滤芯时,发现滤芯有大量的冰块。
3 事故处理
3.1
由于机组的启动过程中,总是当NGP达到71% 的时间段里，就会报警跳机。
TC的温度超差值200ºF,这是在控制程序中预先设定的,无法改变。将温度超差
值调整到300ºF。再次启动后,机组NGP达到71%后,仍出现报警。但是，复位
后仍可以启动,启机成功。机组跳过机组报警所允许的温度超差值。启机成功后
观察机组运行情况，一切正常后带载运行。
机组燃料喷嘴的积碳可以采用机组盘车水洗的方法进行处理,但考虑到冬天
气候寒冷。只能先用柴油浸泡,然后用汽油清洗。此后,机组虽然能在正常启动、
带载。但是,一直处于带病状态。
天然气系统管线中可能仍然有污物,再次积碳,将燃烧喷嘴堵塞。 T5温差仍
然很大,夜间有时温差可以达到120℃以上。机组带负荷能力降低,同时燃料阀开
度过大,运行不如以前那么相对稳定。
3.2
这段期间,加强了对#1SOALR机组T5温度的跟踪监视。购买回超声波清洗
仪,先后将两台机组的燃料喷嘴和燃料汇管拆下,进行清洗。待一切恢复后,机组运
行恢复正常。(如图1、2所示燃料喷嘴清洗前后T5温度变化曲线)
图1 燃料喷嘴清洗前温度曲线 图2燃料喷嘴清洗后温度曲线
4 事故分析
由于此次,机组故障停机时间较长,给我们带来的深思。造成这次停机的原因
可以从以下几个方面来分析：
4.1机组检修
电管中心05年下半年到06年初,由于分公司增储上产的原因，电力供应一
直比较紧张。而冬季刚好是油区电力需要最大的时间，#1SOLAR机组有近一个
月未进行停运检修。
4.2加热器投用
自夏季以来，为节约站用电成本，机组加热器长期未投。这对机组的供气没
有质量保证。因此，在这次故障停机时，机组对天然气质量要求可见一斑。图3
为燃料系统加装加热器后的流程图。
油、水
过滤器
液体排污
液体排污
压力反馈
压力调节器 过滤器
进化/
加热
管线
水份过滤器
燃料分离器
加热器
至发动机
达到燃气成份
需要设定的温度
图3
4.3人为因素
在以往对机组的日常巡视中，未涉及到燃气区排污这块。因此，在故障出现
几天时间，都未考虑到燃料系统这块。对输气首站所供应的气体，也未进行质量
上的检测需要。因此需要对天然气的质量严格把关，以维持透平机组最优的机械
性能。
4.4热电偶校验
在以往机组出现T5温度故障报警后,会针对机组的报警信号,去更换新的热
电偶，但现场不具备校验热电偶的条件和资质。因此,每次拆下的热电偶未再次
投入使用,这其中的间接经济损失是比较大的。现场需要购置热电偶校验仪，以
便校验热电偶精度，提高机组故障排除率。
4.5经济性分析
采用超声波清洗机后机组的燃料喷嘴，可以长时间保证其清洁度，长时间运
行，也可以降低成本（热电偶1.5万／根，燃料喷嘴0.47万／个，超声波清洗
机0.6万／台）。
5 天然气质量管理
天然气的质量会影响着透平的受命，特别会影响到机组的燃料和燃烧系统。
因此,用户所提供可靠的天然气，有利于确保机组的可靠性、稳定性、可维护性、
保证透平的经久耐用性。总得来说,燃料质量对确保燃料质量和燃烧室稳定性能
来说都是至关重要的。大多因素为:固体、液体、化学污染、黏性、热力值。它
们都会降低燃烧工艺、透平热通道、燃料控制系统以及对透平操作的可靠性。
5.1天然气的应用
众所周知，天然气被典型地应用于索拉燃气轮机归因于它的低价位、分布
广泛、可靠性以及低泄漏特性。唯一的问题,在于每个现场都必须慎重考虑燃料
输送系统。这些问题包括:燃料选择、燃料的来源、传输、处理、存储、现场条
件、季节性的变化、混合、透平机组的位置、天然气管线的设置、燃气成份的选
择、燃烧过程、透平的寿命。把它们视为一个整体对于设备的选择、设定合理的
维护保养来说是至关重要的。
5.1天然气中杂质的影响
如果燃料带有水份可能引起很多问题,它可能会被硫、钙、镁等污染。存在
于水中的H2S、CO2可能形成酸性物,严重损害燃气管线、燃气元件、透平、透
平元件。水份可能在较冷的管线中被冻成冰,将燃气管线堵塞。一旦有水份进入
燃烧室或燃料控制元件可能会引起透平熄火或者操作不稳定。这些存在管线中的
水份很容易形成氢化物。
为了免受水份的干扰，选择合适的过滤器，安装手动或自动的排污阀来排除
水份。燃料必须加热才能投入使用,在管线接口处添加足够的加热装置以便水份
的排放。在发动机组停运过程中,必须在燃料管线上加装保温材质,确保燃气管线
正常运作。过滤器接口处必须包括自动或手动的排污装置。
碳氢化合物燃料更多情况下是以液体的形式存在, 因为在机组中燃料系统
对燃气流量的计量是基于它的气态形式。这里就有安全因素存在,特别是在发动
机启动阶段,天然气管线可能会冻结果或低于燃气的露点。这些碳氢化合物可能
引起:
透平燃料供给过量,可能引起爆燃或损坏透平。
燃料稳定不控制, 因为系统将随着未燃烧着的液体燃料或未蒸发的燃料液滴
变化而变化。
燃烧室或发动机受热部分损坏。
当液体进入燃料汇管的底部将会引起透平底部燃料供给过量。
为了杜绝高浓度的燃料中，有象水那样的液体。需要在燃料系统和过滤器处
投用加热器,来提高燃料的温度。由于压力低,环境温度低, 提高的温度燃料可以
使氢化物或碳氢化合物排出。
5.2燃料处理
处理燃料系统的水平作为一种功能的应用,可能分为三类:
燃料或油的源头
系统流程
燃气管线
燃料或油的源头通常会产生湿气。在作为可供透平使用之前的气体,需要做
精细的处理。燃气应当在一个分离器中处理,降低其压力，然后通过一个过滤器,
在进入燃气透平系统之前,要加热燃气,避免液体进入透平。
燃气中仅仅只包含了符合标准的燃料成份。这种情况下,压力需要被调节,加
热到所需的温度27～80ºC之间，避免液体进入到燃料透平系统中。
在正常情况下,燃料系统总是给透平提供可靠的燃料。但是也有意外,结果是
液体燃料、水份、润滑油进入透平燃料系统。有时间水份过多会堵塞燃料喷嘴,
破坏燃料热力部位。修复或更换这些元件是很昂贵的,索拉机组需要在燃气进气
过滤器之前加装加热器。一旦用湿气或有高浓度的氢化物存在,燃料加热就很重
要，可以防止未燃烧着的燃料进入发动机。在某种情况下,两组加热器的投用对
于保证机组燃气质量是很有必要的。
6 总结语
根据以上的分析，机组燃料在停机组之前已经含有杂质。因此我们建议需要
确保燃料供应商所提供的燃气是否满足燃料规格要求，提高对天然气质量的认知
度。同时针对燃气电站的索拉机组均采用分离气的情况,建议对索拉机组使用的
天然气进行化验分析,以便判定使用的天然气是否合格,不然会对燃机造成损害。
以后的运行维护中，必须按照一定的要求对机组定期的维护，并对天然气严
格管理。
参考文献
[1]<<热工仪表及自动装置>>山西电力出版社
作者简介：
王江.（1980-）2004年毕业于新疆大学。现从事燃气轮机维护、保养工作。助
理工程师
2024年8月31日发(作者：辜惜蕊)
Titan130 燃机T5探头温度不均问题的分析
王 江
（中国石化西北分公司，新疆，841600）
摘要
本文对西北分公司电管中心#1solar Titan130燃机T5探头温度不均问题,
从材质本身的变化、工作环境的影响和人为因素等方面进行剖析。得出T5燃烧
温度不均的最大原因：是机组的燃烧介质中含有杂质,引发喷嘴中心部位燃烧积
碳,将燃料喷嘴堵塞,造成机组运行不稳定。
关键词
T5 积碳 分析 措施
Abstract
The passage describes the NO.1 solar Titan130 turbine which
belongs to the northwest subsidiary company its thermocouple
temperature is abnormal,we analyze the reason from the material
variety,working surroundings in fluence, artificial factor and so forth。
Hence,we get the conclusion: there is much impurity in the turbine line,it
makes the centre of muzzles build up,then the turbine operate instabily。
Keywords
T5 thermocouple carbon analyse measure
0引言
西北分公司电管中心solar燃气电站始建于2001年, 2002年6月投产运
行。该机组是从美国索拉公司引进的燃气轮机发电机组，机组技术先进，具有效
率高、起动快、加负荷快、工作可靠性强、自动化程度高、操作方便等特点。
2006年2月10日,因负荷调整,将#1SOLAR机组停运。待所有工序完成后,
准备启机出现故障。
该燃气轮机的基本参数如下：
发电机额定功率 10982kW
涡轮入口温度 1121℃
排气温度 475℃
压气机流量 47.8kg/sec
压缩机压比 16：1
启机后出现报警T5（燃机第三级透平出口温度） Delta TEMP HI，复位后，
机组很快跳过设定的报警超差值200ºF，继续运转。当NGP(燃机气体发生器转
速)达到71％时，随后#1SOLAR机组跳机。
1 T5热电偶测量系统
为了保证透平转子的部件不受到因超温而损坏，12支N型温度传感器环绕
于第三级喷嘴组件安装。温度传感器深入第三级透平入口,来检测第三级透平的
入口温度。这12支热电偶的信号送入PLC模块中，得到的温度信号。如果有一
个超过平均温度的200ºF，就会报警：＂T5 Delta TEMP HI＂。如果有两个以
上超过平均温度的200ºF，就会报警：＂T5 T/C Fail＂。
当机组出现的上述温度超限报警的情况时，可能由以下原因造成：
－热电偶冷端补偿端松动；
－热电偶本身故障；
－热电偶测量系统故障；
－燃料系统故障；
2 故障查找
2.1检查通讯
再次启动机组，12个T5温度探头均匀上升。当NGP(燃气发生器转速)达
到71％，发现#6、#8探头温差较大。分析原因:可能TC/RTD接线盒终端到控
制屏通道有问题。利用FLUKE724温度校验仪检测探头通讯通道。([1]原理：将
温度信号转换成电势信号，配以显示仪表或变送器，可以实现温度的测量或信号
变换。在TC终端输入毫伏信号,得到温度读数呈线性关系。）主要针对几个不正
常的探头接线测试，未出现问题。证明TC接线箱端子到控制屏的传输通道是正
常的。
2.2 故障原因分析
大致是燃料喷嘴或燃料进气过滤器堵塞，造成燃料喷嘴局部燃烧不正常。
现场检查:检查燃料喷嘴圈底部处无水份，燃料进气排污阀处也无污物排出,但在
燃料分离器处有大量的水排出。拆下所有燃料喷嘴后,发现喷嘴处有大量积碳。
最终确定造成机组不能正常启动的原因是：机组的燃烧介质中含有杂质,引发喷
嘴中心部位燃烧积碳,将燃料喷嘴堵塞,造成机组运行不稳定。另外,在检查天然气
进气过滤器滤芯时,发现滤芯有大量的冰块。
3 事故处理
3.1
由于机组的启动过程中,总是当NGP达到71% 的时间段里，就会报警跳机。
TC的温度超差值200ºF,这是在控制程序中预先设定的,无法改变。将温度超差
值调整到300ºF。再次启动后,机组NGP达到71%后,仍出现报警。但是，复位
后仍可以启动,启机成功。机组跳过机组报警所允许的温度超差值。启机成功后
观察机组运行情况，一切正常后带载运行。
机组燃料喷嘴的积碳可以采用机组盘车水洗的方法进行处理,但考虑到冬天
气候寒冷。只能先用柴油浸泡,然后用汽油清洗。此后,机组虽然能在正常启动、
带载。但是,一直处于带病状态。
天然气系统管线中可能仍然有污物,再次积碳,将燃烧喷嘴堵塞。 T5温差仍
然很大,夜间有时温差可以达到120℃以上。机组带负荷能力降低,同时燃料阀开
度过大,运行不如以前那么相对稳定。
3.2
这段期间,加强了对#1SOALR机组T5温度的跟踪监视。购买回超声波清洗
仪,先后将两台机组的燃料喷嘴和燃料汇管拆下,进行清洗。待一切恢复后,机组运
行恢复正常。(如图1、2所示燃料喷嘴清洗前后T5温度变化曲线)
图1 燃料喷嘴清洗前温度曲线 图2燃料喷嘴清洗后温度曲线
4 事故分析
由于此次,机组故障停机时间较长,给我们带来的深思。造成这次停机的原因
可以从以下几个方面来分析：
4.1机组检修
电管中心05年下半年到06年初,由于分公司增储上产的原因，电力供应一
直比较紧张。而冬季刚好是油区电力需要最大的时间，#1SOLAR机组有近一个
月未进行停运检修。
4.2加热器投用
自夏季以来，为节约站用电成本，机组加热器长期未投。这对机组的供气没
有质量保证。因此，在这次故障停机时，机组对天然气质量要求可见一斑。图3
为燃料系统加装加热器后的流程图。
油、水
过滤器
液体排污
液体排污
压力反馈
压力调节器 过滤器
进化/
加热
管线
水份过滤器
燃料分离器
加热器
至发动机
达到燃气成份
需要设定的温度
图3
4.3人为因素
在以往对机组的日常巡视中，未涉及到燃气区排污这块。因此，在故障出现
几天时间，都未考虑到燃料系统这块。对输气首站所供应的气体，也未进行质量
上的检测需要。因此需要对天然气的质量严格把关，以维持透平机组最优的机械
性能。
4.4热电偶校验
在以往机组出现T5温度故障报警后,会针对机组的报警信号,去更换新的热
电偶，但现场不具备校验热电偶的条件和资质。因此,每次拆下的热电偶未再次
投入使用,这其中的间接经济损失是比较大的。现场需要购置热电偶校验仪，以
便校验热电偶精度，提高机组故障排除率。
4.5经济性分析
采用超声波清洗机后机组的燃料喷嘴，可以长时间保证其清洁度，长时间运
行，也可以降低成本（热电偶1.5万／根，燃料喷嘴0.47万／个，超声波清洗
机0.6万／台）。
5 天然气质量管理
天然气的质量会影响着透平的受命，特别会影响到机组的燃料和燃烧系统。
因此,用户所提供可靠的天然气，有利于确保机组的可靠性、稳定性、可维护性、
保证透平的经久耐用性。总得来说,燃料质量对确保燃料质量和燃烧室稳定性能
来说都是至关重要的。大多因素为:固体、液体、化学污染、黏性、热力值。它
们都会降低燃烧工艺、透平热通道、燃料控制系统以及对透平操作的可靠性。
5.1天然气的应用
众所周知，天然气被典型地应用于索拉燃气轮机归因于它的低价位、分布
广泛、可靠性以及低泄漏特性。唯一的问题,在于每个现场都必须慎重考虑燃料
输送系统。这些问题包括:燃料选择、燃料的来源、传输、处理、存储、现场条
件、季节性的变化、混合、透平机组的位置、天然气管线的设置、燃气成份的选
择、燃烧过程、透平的寿命。把它们视为一个整体对于设备的选择、设定合理的
维护保养来说是至关重要的。
5.1天然气中杂质的影响
如果燃料带有水份可能引起很多问题,它可能会被硫、钙、镁等污染。存在
于水中的H2S、CO2可能形成酸性物,严重损害燃气管线、燃气元件、透平、透
平元件。水份可能在较冷的管线中被冻成冰,将燃气管线堵塞。一旦有水份进入
燃烧室或燃料控制元件可能会引起透平熄火或者操作不稳定。这些存在管线中的
水份很容易形成氢化物。
为了免受水份的干扰，选择合适的过滤器，安装手动或自动的排污阀来排除
水份。燃料必须加热才能投入使用,在管线接口处添加足够的加热装置以便水份
的排放。在发动机组停运过程中,必须在燃料管线上加装保温材质,确保燃气管线
正常运作。过滤器接口处必须包括自动或手动的排污装置。
碳氢化合物燃料更多情况下是以液体的形式存在, 因为在机组中燃料系统
对燃气流量的计量是基于它的气态形式。这里就有安全因素存在,特别是在发动
机启动阶段,天然气管线可能会冻结果或低于燃气的露点。这些碳氢化合物可能
引起:
透平燃料供给过量,可能引起爆燃或损坏透平。
燃料稳定不控制, 因为系统将随着未燃烧着的液体燃料或未蒸发的燃料液滴
变化而变化。
燃烧室或发动机受热部分损坏。
当液体进入燃料汇管的底部将会引起透平底部燃料供给过量。
为了杜绝高浓度的燃料中，有象水那样的液体。需要在燃料系统和过滤器处
投用加热器,来提高燃料的温度。由于压力低,环境温度低, 提高的温度燃料可以
使氢化物或碳氢化合物排出。
5.2燃料处理
处理燃料系统的水平作为一种功能的应用,可能分为三类:
燃料或油的源头
系统流程
燃气管线
燃料或油的源头通常会产生湿气。在作为可供透平使用之前的气体,需要做
精细的处理。燃气应当在一个分离器中处理,降低其压力，然后通过一个过滤器,
在进入燃气透平系统之前,要加热燃气,避免液体进入透平。
燃气中仅仅只包含了符合标准的燃料成份。这种情况下,压力需要被调节,加
热到所需的温度27～80ºC之间，避免液体进入到燃料透平系统中。
在正常情况下,燃料系统总是给透平提供可靠的燃料。但是也有意外,结果是
液体燃料、水份、润滑油进入透平燃料系统。有时间水份过多会堵塞燃料喷嘴,
破坏燃料热力部位。修复或更换这些元件是很昂贵的,索拉机组需要在燃气进气
过滤器之前加装加热器。一旦用湿气或有高浓度的氢化物存在,燃料加热就很重
要，可以防止未燃烧着的燃料进入发动机。在某种情况下,两组加热器的投用对
于保证机组燃气质量是很有必要的。
6 总结语
根据以上的分析，机组燃料在停机组之前已经含有杂质。因此我们建议需要
确保燃料供应商所提供的燃气是否满足燃料规格要求，提高对天然气质量的认知
度。同时针对燃气电站的索拉机组均采用分离气的情况,建议对索拉机组使用的
天然气进行化验分析,以便判定使用的天然气是否合格,不然会对燃机造成损害。
以后的运行维护中，必须按照一定的要求对机组定期的维护，并对天然气严
格管理。
参考文献
[1]<<热工仪表及自动装置>>山西电力出版社
作者简介：
王江.（1980-）2004年毕业于新疆大学。现从事燃气轮机维护、保养工作。助
理工程师