蔡樂

摘? 要：只有全面保證設備性能穩(wěn)定，才能維護穩(wěn)定的生產運行，在當前自動化、智能化條件下，設備精密程度越來越復雜，對環(huán)境、操作等的要求越來越高。文章主要結合機組運行過程中產生的各類問題，對運行中旋轉導葉滯緩、防喘放氣閥延遲等防喘設備故障原因做全面分析，由此，進一步提出9E燃氣輪機壓氣機喘振原理和防喘措施，有效保證設備良好運行。

關鍵詞：9E燃氣輪機;防喘設備;故障處理

中圖分類號：TK477? ? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2019）36-0149-02

Abstract： Only by comprehensively ensuring the stable performance of the equipment， can we maintain a stable production and operation. Under the current conditions of automation and intelligence， the precision of the equipment is becoming more and more complex， and the requirements for the environment and operation are getting higher and higher. Combined with all kinds of problems in the operation of the unit， this paper makes a comprehensive analysis on the causes of the faults of the anti-asthma equipment， such as the stagnation of rotating guide vane and the delay of anti-surge and releasing valve. Furthermore， the surge principle and anti-surge measures of 9E gas turbine compressor are put forward to ensure the good operation of the equipment.

Keywords： 9E gas turbine; anti-surge equipment; fault treatment

隨著社會化大生產的加快，對能源需求量不斷增長，為了有效解決生產矛盾，則需要穩(wěn)定的設備性能，有力的保證了生產的連續(xù)性。9E型燃氣輪機主要是由美國GE公司制造生產的設備，是重載、單軸、快裝式的整體機組設備。運行過程中，主要是由軸流壓氣機自外界吸入空氣，使設備不斷進行增壓，此時空氣溫度上升，達到運行標準需要時，再壓送到燃燒室空氣與燃油噴嘴噴入霧化燃油形成混合性的燃燒，這樣就會在空間中呈現(xiàn)高溫、高壓燃氣狀態(tài)，再利用渦輪機進行膨脹做功，全面輸出能量。整體機組運行過程中，往往會因為各種原因出現(xiàn)問題，而防喘系統(tǒng)設備則能夠有效保證燃機正常運行，避免出現(xiàn)喘振的問題，實現(xiàn)了穩(wěn)定的能量輸出。

1 壓氣機喘振

1.1 壓氣機喘振概述

壓氣機喘振會影響到機組的性能，如果處理不當，則會損壞設備，造成機組停止運行。出現(xiàn)問題主要是壓氣機運行過程中，進入壓氣機內部的空氣容積流量不足，當?shù)竭_底線值的時候，壓氣機就會呈現(xiàn)不能穩(wěn)定的狀態(tài)，嚴重影響到正常的運行，設備就會不工作。此時，壓氣機空氣會強烈脈動，壓比電會隨之上下波動;低頻、狂風吼聲，也是壓氣機劇烈振動的表象，當出現(xiàn)這樣的情況時，就表明是喘振問題。

1.2 壓氣機喘振成因

如果出現(xiàn)壓氣機喘振的問題，則需要對壓氣機整體工況進行綜合性的分析。當發(fā)現(xiàn)壓氣機轉速始終處于標準值，而相對流量呈現(xiàn)下降的情況，就表明氣流速度也隨之減少，呈現(xiàn)下滑的態(tài)勢，此時的沖角則不斷增加，形成一個正沖角，在速度不變的情況下，正沖角會越來越大，那么，在葉背就會出現(xiàn)氣流分離的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象理論上稱為失速。接下來，就會隨著氣流轉折角增加產生扭速變化，相應的會加快轉速，葉柵通道沿氣流方向壓力梯度也會有所增長，實際操作過程中，氣流運行呈現(xiàn)拐點，形成一定的彎度流動，這樣產生的離心力會造成葉背氣流分離速度更快，越是在失速狀態(tài)下，喘振越嚴重。

2 壓氣機防喘振措施

2.1 設置IGV

壓氣機IGV在設計過程中，充分考慮到了葉片角度改變的情況，這里需要對IGV角度進行基本的分析，根據(jù)速度三角形的改變情況我們看到。如果處于低轉速，那么，在最前面的幾級就出現(xiàn)了正沖角，導葉角度不斷變小的情況下，葉柵進口速度流入角也就會相應的縮小，這個時候，可以有效消除掉偏離設計值產生的正沖角，使壓氣機低速區(qū)能夠產生更加穩(wěn)定的范圍值。在運轉的時候，轉速工況壓氣機前幾級是非常容易喘振的，為了保證穩(wěn)定運行，把壓氣機的第1級進口導葉設計成可旋轉的形狀，保證了工況的穩(wěn)定可靠。

為了增加設備的穩(wěn)定性，需要每隔1個可轉導葉根部安裝1個小齒輪，這樣小齒輪不論如何轉運，都能夠改變進口導葉的切角，而導葉驅動則要由液壓控制油動機進行全面的控制。如果運行過程 ，燃機轉速不斷升高，到達額定轉速95%，第1級進口可轉導葉角度始終維持34°上，如果機組轉速升高到95%時，可轉導葉角度就會呈現(xiàn)開大狀態(tài)到達57°。如果負荷為33%，IGV能繼續(xù)打開到相關位置，負荷55%的時候，IGV則會全部打開直到84°。通過這種處理方法，能夠有效減少喘振工況，確保了后級空氣快速流動，實現(xiàn)穩(wěn)定的運行。

2.2 中間放氣

放氣也能夠有效解決故障問題，通過放氣，全面實現(xiàn)流動效應，由多級軸流式壓氣機中間1個或幾個截面把空氣排放引流，使空氣能夠快速向大氣排放。如果壓氣機進入到不穩(wěn)定邊界，那么，就會打開放氣系統(tǒng)，前幾級容積流量加快流動，增加排放的速率，此時的軸向速度以及流量系數(shù)則會緩慢增長，使沖角過大造成的失速或喘振得到妥善解決，提升了設備性能。

在實際操作中，機組啟動很容易出現(xiàn)喘振，那么，9E型燃機壓氣機采用可轉導葉進行處理，另外，利用排氣系統(tǒng)在壓氣機10級后布置4個防喘放氣閥。當機組啟動后，機組轉速就會不斷提升，到達設計的95%額定轉速前，4個防喘放氣閥始終處于開啟的基本狀態(tài)，而當轉速超過額定95%后，那么，放氣閥就會自動關閉，有效擴大機組穩(wěn)定范圍值，全面保證了生產的安全。

3 防喘設備的常見故障分析及處理

3.1 IGV動作延遲

9E燃機MKV控制系統(tǒng)設計，是遵循一定的邏輯關系的。通過設計一個基準開度為57°，保證啟動后轉速（TNH）≥95%額定轉速，那么，當IGV開度低于52°時，就會對燃機產生影響，出現(xiàn)立即跳閘的情況，有效保證了設備的安全，維護性能穩(wěn)定;如果IGV開度低于基準7.5°，就會出現(xiàn)一定的延時 S IGV產生報警，全面保證了機組安全。如果IGV實際開度大于基準開度差值7.5°，則會延時5s跳閘，同時，發(fā)出故障報警信息，利于快速搶修，確保運行安全可靠。

IGV動作延遲時，需要及時對泄放閥、液壓油和油壓力、液壓濾網和開度反饋進行全面的檢查，確保各部分運行正常?？梢赃M行手動試驗，通過手動操作，啟停IGV，進一步查看液壓缸內是否存在特別喘流聲，而對油動機液壓缸進行更換以后，IGV導葉就會穩(wěn)定運行，造成這種情況的主要原因是液壓缸故障。

進行大面積檢修時，可以對油缸做一個全面的解體處置，對更換的一部分零件進行仔細的分析，重點看部件問題的部位，如果發(fā)現(xiàn)液壓缸上下兩端積油是黑色的情況，而金屬顆粒增多，同時，還要觀察活塞表面，是否存在垂直溝痕，如果深度超過了0.2mm，單邊受力拉缸，出現(xiàn)這種現(xiàn)象，就表明是活塞的移動偏心問題。如果活塞缸體和活塞桿磨損過于嚴重，而一些金屬顆粒也少量的介入滑動間隙，顯現(xiàn)出活塞缸體摩擦力增加，則表明高壓液壓油泄漏低壓增加，直接會造成液壓作用力降低。通過手動進行設備的試驗，查看IGV導葉是否存在一確定的阻力，一般情況下，液壓缸阻力來自于設備間摩擦和重力的結果，無法查看具體的情況，一些故障問題得不到查明。如果發(fā)現(xiàn)燃機液壓油系統(tǒng)油料由潤滑油系統(tǒng)來的，那么，也可能是在實際運行中，液壓油濾網連續(xù)壓差高，此時，就需要查明油質情況，是否存在油質不潔凈的問題。為了有效保證油質潔凈，可以通過外接濾油系統(tǒng)對油質進行定期濾油，確保潤滑油油質為NAS7級以下，保證設備良好運行。液壓缸附加負荷也非常重要，只有全面減少這種負荷，才能維護機組安全，日常檢測時，一定要對潤滑液壓缸到可轉導葉間各連接桿、齒輪進行檢測，對嚴重磨損的需要及時更換。

3.2 防喘放氣閥打開延遲

3.2.1 控制閥故障

要想全面做好控制，則需要對控制防喘放氣閥進行了解，解決好開關產生的一些問題，解決的時候，由一定壓力氣源作為動力源，使空氣能夠在一定范圍內快速的排放，保證快速排氣形成空間壓力，壓力氣源是受排氣缸底部影響，有時候為了保證清潔，會通過水洗的方式對設備進行清潔，但是水洗又很容易導致水分流進壓力氣管道，雖然在設計初期，做了一些防護處理，但長期使用后，防護措施就會失去作用，隔離閥泄漏及閥前管路積水是無法排除掉的，當沒吹干的水分順著氣源控制電磁閥20CB進入到設備內部，則會對設備運行造成不良影響。而設備的閥芯和閥座套間隙小，如果接觸到水分，就會造成閥芯、彈簧銹蝕，整體設備運行的動作就不靈活，嚴重影響正常工作，時間長了，還會對設備造成損壞。燃機運行線將向壓氣機喘振邊界線靠近，這種不當?shù)牟僮?，非常危險。只有全面解決好控制系統(tǒng)，才能避免出現(xiàn)防喘放氣閥打開延遲的問題，全面保證機組能夠穩(wěn)定運行。

為了全面解決好排水問題，需要在20CB電磁閥壓力氣源進口管底開1個放水口，隨時對水洗管內積水排放，確保能夠一次性放盡，特別是能夠解決好檢修期間解體閥門清洗各部件的水分，保證了設備內部的干燥。

3.2.2 閥體安裝位置影響

燃機是最主要的設備，更是整體設備中最為重要的機組，只有全面保證機組的穩(wěn)定，才能實現(xiàn)穩(wěn)定的生產運行。機組啟停是相對頻繁的，有時候會1天1次啟停，這是機組設備的常態(tài)操作。如果閥門短時間內連續(xù)出現(xiàn)溫度差，就會導致閥門內外溫差增加，為了保證設備快速冷卻，則需要加快冷卻的速度，而閥門間隙小、動作慢，很容易在快速反應中出現(xiàn)閥門卡死的現(xiàn)象，不利于設備的穩(wěn)定運行。設備在廠區(qū)操作，整體工作的環(huán)境惡劣，很容易出現(xiàn)放氣閥彈簧不靈、氣缸活塞銹蝕等現(xiàn)象。搭設放氣閥專用保溫罩能夠有效解決這個問題，這樣，氣流直吹的情況就會減少，保證了內外的溫差。

4 結束語

防喘設備是重要的設備部件，在燃機運行中起到重要的作用，只有全面保持良好的狀態(tài)，才能有效避免故障發(fā)生，更好地維護設備穩(wěn)定，全面做好防潮，精心做好維護，做到及時更換，才能有效維護好設備，保證良好的工作狀態(tài)。

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