肖健

（江蘇華電吳江熱電有限公司，江蘇 蘇州 215221）

燃機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)的運(yùn)行與維護(hù)

肖健

（江蘇華電吳江熱電有限公司，江蘇 蘇州 215221）

燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)清潔程度對機(jī)組運(yùn)行的影響日益凸顯。介紹了9E燃機(jī)典型進(jìn)氣系統(tǒng)構(gòu)成。

燃?xì)廨啓C(jī)；進(jìn)氣系統(tǒng)；運(yùn)維經(jīng)驗(yàn)

江蘇華電吳江熱電有限公司配置了兩臺(tái)美國通用PG9171E燃?xì)猓羝?lián)合循環(huán)發(fā)熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組。在燃機(jī)基本負(fù)荷模式下，壓氣機(jī)進(jìn)口空氣流量約為1500km3/h。空氣中存在著大量的雜質(zhì)、灰塵和細(xì)顆粒等懸浮物質(zhì)，這些污物若不能有效的除去，隨著燃機(jī)運(yùn)行時(shí)長的增加，大量污濁空氣的進(jìn)入將會(huì)在壓氣機(jī)葉片表面形成污垢層，并迅速增長。壓氣機(jī)葉片積垢后將改變?nèi)~片的氣動(dòng)性能，使壓氣機(jī)的壓比、效率和流量下降，最終導(dǎo)致機(jī)組出力、效率及升負(fù)荷速率等運(yùn)行性能降低。

為此，燃機(jī)的壓氣機(jī)進(jìn)口處裝均裝有進(jìn)氣過濾裝置。隨著運(yùn)行時(shí)間的延長，壓氣機(jī)進(jìn)氣濾網(wǎng)壓差將逐漸增大，當(dāng)達(dá)到限值時(shí)需要及時(shí)更換。長期以來，有關(guān)壓氣機(jī)進(jìn)氣濾網(wǎng)壓差對燃機(jī)運(yùn)行影響的研究較少。本文以9E燃?xì)廨啓C(jī)為研究對象，詳述燃機(jī)進(jìn)氣濾網(wǎng)系統(tǒng)，基于現(xiàn)有系統(tǒng)配置，探討燃機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)運(yùn)維要點(diǎn)，以期為國內(nèi)相似電廠提供節(jié)能減排新思路。

1 9E燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)簡介

1.1 進(jìn)氣系統(tǒng)的組成

9E燃機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)由一個(gè)封閉的進(jìn)氣室和進(jìn)氣通道組成。進(jìn)氣道中有消音設(shè)備。進(jìn)氣道下游與壓氣機(jī)進(jìn)氣道相連接。該系統(tǒng)的作用是對空氣吸收、過濾、消音和引導(dǎo)到壓氣機(jī)進(jìn)氣機(jī)匣。其結(jié)構(gòu)如圖1所示。組成為進(jìn)氣防雨霧篩網(wǎng)（慣性分離器）、組合式進(jìn)氣濾芯、過濾元件安裝架及隔板、過濾脈沖清吹管路（APU）、進(jìn)氣加熱裝置、進(jìn)氣導(dǎo)流罩、膨脹節(jié)、消音器、壓氣機(jī)入口連結(jié)彎管。

剛性過濾筒作為主要過濾元件結(jié)構(gòu)安裝于進(jìn)氣系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)如圖2所示。采用圓柱形過濾器與錐形過濾器組合濾筒結(jié)構(gòu)，通過端部固定點(diǎn)與支架座固定，結(jié)合面設(shè)計(jì)彈性密封墊圈消除風(fēng)路短路。電廠需結(jié)合周邊環(huán)境大氣質(zhì)量與機(jī)組運(yùn)行情況合理選擇濾網(wǎng)。當(dāng)濾網(wǎng)運(yùn)行過程中由于顆粒大量聚集引起進(jìn)出口超壓時(shí)，需及時(shí)更換濾網(wǎng)避免機(jī)組性能下降。

圖1 燃機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)示意圖

圖2 過濾筒結(jié)構(gòu)圖

1.2 脈沖清洗系統(tǒng)

為增加進(jìn)氣過濾元件的使用壽命，降低進(jìn)氣過濾及壓氣機(jī)進(jìn)氣道的壓差值，提高燃機(jī)的出力及效率，9E燃機(jī)設(shè)置了濾網(wǎng)脈沖清吹系統(tǒng)，其原理如圖3所示。對積聚在濾網(wǎng)進(jìn)氣側(cè)的雜質(zhì)灰塵進(jìn)行反吹，防止雜質(zhì)灰塵在濾網(wǎng)表面聚成餅狀而難以清除，在停機(jī)后反清洗能吹掉濾網(wǎng)表面的積灰，提高其通透性，降低進(jìn)氣壓力損失從而提高機(jī)組效率。

9E燃?xì)廨啓C(jī)有兩種反吹方式：在線反吹和離線反吹。這兩種反吹方式主要是反吹空氣氣源的不同。在線反吹的空氣氣源來自9E燃?xì)廨啓C(jī)運(yùn)行時(shí)壓氣機(jī)AD-3管道的排氣，而離線反吹的氣源則由APU模塊的壓縮空氣系統(tǒng)提供。

2 進(jìn)氣系統(tǒng)運(yùn)維經(jīng)驗(yàn)

對燃?xì)廨啓C(jī)而言，進(jìn)氣濾網(wǎng)壓差的增加代表著進(jìn)氣壓損的增加，壓氣機(jī)入口壓力相應(yīng)的降低。假設(shè)燃?xì)廨啓C(jī)熱力循環(huán)過程中壓氣機(jī)出口壓力為定值時(shí)，降低了入口壓力引起壓氣機(jī)壓比的增加，壓氣機(jī)耗功因此增加，即燃機(jī)透平有效輸出功率和效率降低。另一方面，較低的入口壓力意味著入口空氣比容的增加，相同進(jìn)氣體積情況下，進(jìn)氣質(zhì)量流量降低，燃機(jī)有效輸出功率降低。通過實(shí)踐運(yùn)行數(shù)據(jù)分析表明，9E燃?xì)廨啓C(jī)壓氣機(jī)進(jìn)氣濾網(wǎng)壓差每提高1kPa，燃機(jī)熱效率增加約為0．45%，相應(yīng)的燃?xì)廨啓C(jī)有效輸出功率降低約1．42%。因此，進(jìn)氣濾網(wǎng)壓差的變化對燃?xì)廨啓C(jī)電廠運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)效益有著重要的影響。

基于燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成與實(shí)踐操作，歸納運(yùn)維經(jīng)驗(yàn)如下。

圖3 燃機(jī)進(jìn)氣脈沖清洗原理圖

2.1 進(jìn)氣濾芯選型具有針對性

國內(nèi)燃?xì)怆姀S分布廣，地域條件各異，例如東部沿海地區(qū)，一年四季溫度變化范圍較窄，濕度較大，空氣中顆粒物相對較少；西部地區(qū)晝夜溫差大，氣候干燥，多風(fēng)沙；而北方地區(qū)，夏季濕度大，冬季降雪，空氣中顆粒物成分多而復(fù)雜，南方四季濕度大，空氣相對清潔，灰塵等顆粒物比較少。針對不同氣候條件的地區(qū)，不同燃?xì)怆姀S配備的空氣過濾系統(tǒng)和進(jìn)氣過濾器，應(yīng)該具有針對性的設(shè)計(jì)和濾材選型。

2.2 根據(jù)燃機(jī)運(yùn)行特點(diǎn)與區(qū)域氣候條件確定濾芯關(guān)鍵性能參數(shù)

過濾系統(tǒng)的核心是空氣過濾器（濾筒），一般工業(yè)用通風(fēng)過濾器檢測標(biāo)準(zhǔn)有歐標(biāo)EN779-2002/2012，美標(biāo)ASHRAES2．2和國標(biāo)GB14295。而燃?xì)怆姀S用空氣過濾器還沒有制定專門的配套標(biāo)準(zhǔn)。因此僅以一般通風(fēng)過濾器的檢測標(biāo)準(zhǔn)來衡量電廠用過濾器的性能，就無法保證機(jī)組的安全可靠運(yùn)行。

2.3 合理選用進(jìn)氣濾芯品牌

燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)裝置龐大，從國外引進(jìn)選用進(jìn)口品牌不僅供貨周期長，進(jìn)口價(jià)格又較高，使用壽命較短。目前國內(nèi)許多企業(yè)都具備了制作條件，燃?xì)廨啓C(jī)空氣過濾器的國產(chǎn)化也已經(jīng)相當(dāng)成熟，而且性價(jià)比較高。

2.4 脈沖方式靈活搭配

機(jī)組停運(yùn)后，進(jìn)氣系統(tǒng)環(huán)境空氣停止流動(dòng)，積存在濾網(wǎng)表面的灰塵在反吹作用力與重力作用下落至收集器，二次濾網(wǎng)吸附情況大大減緩，反吹效果明顯。因此，建議每次啟停機(jī)時(shí)進(jìn)行離線脈沖反吹提高濾網(wǎng)表面清潔程度。對于濾芯本身而言并不是要到發(fā)現(xiàn)壓差比較大的時(shí)候反吹，才有效果。在開始投入使用后有機(jī)會(huì)就進(jìn)行離線反吹，既能保持濾芯的清潔又能爭取更多的反吹機(jī)會(huì)，還能延長濾芯的使用時(shí)限。

2.5 調(diào)整濾芯布置方式

一方面，停機(jī)后應(yīng)對進(jìn)氣小室內(nèi)各層濾芯進(jìn)行透光檢查，發(fā)現(xiàn)漏光點(diǎn)及時(shí)更換，避免異物通過風(fēng)路短路進(jìn)入壓氣機(jī)，影響機(jī)組安全。另一方面，壓氣機(jī)濾芯分五層，每層濾芯的污染程度不同?？拷聦蛹爸邢聦拥臑V芯容易污染，上層及中層比較清潔。綜合考慮設(shè)備安全及經(jīng)濟(jì)性，上下層濾芯可交替使用。

2.6 運(yùn)行加強(qiáng)日常監(jiān)視工作

南方天氣潮濕，空氣灰塵粘度大，濾芯反吹幾無效果，如若濾網(wǎng)差壓超限，唯有更換濾芯，濾芯存在一定供貨周期，因此濾網(wǎng)壓差記錄工作尤為重要。將進(jìn)氣濾芯壓差定期查驗(yàn)，通過壓差變化趨勢，預(yù)知濾網(wǎng)超壓，提前進(jìn)行濾網(wǎng)備件采購。

3 結(jié)語

提高壓氣機(jī)進(jìn)氣濾網(wǎng)的清潔度，能大幅改善空氣質(zhì)量，減少粉塵及顆粒雜質(zhì)對燃機(jī)葉片的腐蝕。燃機(jī)電廠需根據(jù)自身特點(diǎn)，尋找符合機(jī)組進(jìn)氣系統(tǒng)的運(yùn)維管理方案，降低運(yùn)維成本，有效提高機(jī)組運(yùn)行的效率，為企業(yè)帶來更多的收益。

[1]王海翔，孫沿濤．9E燃?xì)廨啓C(jī)空氣濾清器的清潔與維護(hù)[C]．中國電機(jī)工程學(xué)會(huì)燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電專業(yè)委員會(huì)2012年年會(huì)．2012．

[2]穆利洪，黃紀(jì)新，龍雙喜等．進(jìn)氣濾網(wǎng)壓差對M701F聯(lián)合循環(huán)機(jī)組性能影響研究[J]．機(jī)械工程與自動(dòng)化，2015(6)：31-33．

[3]俞立凡，方煒．9FA燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)氣過濾系統(tǒng)的運(yùn)行及改進(jìn)[J]．浙江電力，2007，26(6)：36-38．

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