淺談西門子9F型燃機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)的優(yōu)化

周芬芬+李昕

摘 要：本文介紹了浙能長(zhǎng)興熱電有限公司兩臺(tái)2×435MW9F型燃?xì)鈾C(jī)組，自投運(yùn)以來，發(fā)現(xiàn)其影響進(jìn)氣系統(tǒng)安全運(yùn)行中存在的問題，研究其解決措施、改造效果及跟蹤檢查，將對(duì)同類型機(jī)組進(jìn)氣系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行中遇到的問題，提供實(shí)用參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：9F型燃機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)；運(yùn)行可靠性；解決措施；效果檢查

概況：浙江浙能長(zhǎng)興天然氣熱電有限公司擁有2×435MW燃?xì)鈾C(jī)組，均為單軸聯(lián)合循環(huán)機(jī)組，包括兩臺(tái)SGT5-4000F（X）燃?xì)廨啓C(jī)及與之相配的汽輪發(fā)電機(jī)組和兩臺(tái)上海鍋爐廠生產(chǎn)的無補(bǔ)燃三壓、再熱蒸汽循環(huán)余熱鍋爐和相關(guān)的輔助設(shè)備。該燃機(jī)以空氣及燃料為工質(zhì)，每臺(tái)燃機(jī)配置進(jìn)氣系統(tǒng)，壓氣機(jī)將經(jīng)過處理的外界空氣通過進(jìn)氣道送入燃燒器中，供給燃燒所需空氣。

進(jìn)氣系統(tǒng)為整個(gè)系統(tǒng)提供燃燒所需氧氣的重要組成部分，為確保進(jìn)氣系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行，9F燃機(jī)為其設(shè)置多重保護(hù)。自投運(yùn)以來，發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)興燃機(jī)防喘放氣閥的誤動(dòng)作和燃機(jī)壓氣機(jī)模塊保護(hù)用壓力開關(guān)誤動(dòng)作，是影響燃機(jī)進(jìn)氣模塊安全可靠運(yùn)行的主要問題。

1 防喘放氣系統(tǒng)改造

1.1系統(tǒng)簡(jiǎn)介

機(jī)組啟動(dòng)過程中，空氣量逐漸增大，壓氣機(jī)轉(zhuǎn)速也逐漸上升。研究證明，當(dāng)壓氣機(jī)在低轉(zhuǎn)速區(qū)工作時(shí)，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)失速現(xiàn)象，進(jìn)而引發(fā)壓氣機(jī)喘振，導(dǎo)致壓氣機(jī)的轉(zhuǎn)速和功率都不穩(wěn)定，整臺(tái)燃?xì)廨啓C(jī)都會(huì)出現(xiàn)強(qiáng)烈的振動(dòng)，引起燃?xì)廨啓C(jī)跳閘，嚴(yán)重時(shí)甚至還可能造成燃機(jī)透平葉片及燃燒室的部件損壞，嚴(yán)重影響機(jī)組運(yùn)行安全性和穩(wěn)定性及設(shè)備壽命。

為防止進(jìn)氣系統(tǒng)出現(xiàn)喘振，危害機(jī)組安全，每臺(tái)燃機(jī)均配置4個(gè)防喘放氣閥，在機(jī)組啟動(dòng)過程中，防喘放氣閥必須可靠開啟，將壓氣機(jī)出口的部分空氣，通過放氣管路直接排至透平，防喘放氣閥的可靠動(dòng)作，保障了機(jī)組運(yùn)行的安全穩(wěn)定性。防喘放氣系統(tǒng)流程圖如圖一所示

由此，在機(jī)組開啟過程中，防喘放氣閥的可靠開啟顯得尤為重要。為保證防喘放氣閥可靠開啟，降低壓氣機(jī)出現(xiàn)喘振的可能，機(jī)組啟動(dòng)過程中設(shè)置防喘放氣閥關(guān)信號(hào)三取二保護(hù)跳閘燃機(jī)的保護(hù)。

1.2系統(tǒng)問題

自投運(yùn)以來，長(zhǎng)興燃機(jī)兩臺(tái)機(jī)組多個(gè)防喘放氣閥反饋信號(hào)，多次出現(xiàn)丟失現(xiàn)象，在機(jī)組啟動(dòng)過程中，防喘放氣閥反饋信號(hào)丟失，將直接引起機(jī)組順停，嚴(yán)重影響了機(jī)組的安全運(yùn)行。

1.3系統(tǒng)改造

經(jīng)過硬件檢查，控制回路檢查等多項(xiàng)排查，我們發(fā)現(xiàn)引發(fā)反饋丟失的根本原因，出自很容易被忽略的一個(gè)細(xì)小環(huán)節(jié)上——航空插頭處，由接觸不良所導(dǎo)致。對(duì)此，檢修人員檢查出原因，直接將航空插頭取消，將接線改為硬接線的方式，簡(jiǎn)單有效，消除了安全隱患。

1.4改造效果

經(jīng)過1年多對(duì)燃機(jī)運(yùn)行的跟蹤檢查，經(jīng)改造后，防喘放氣閥反饋丟失的現(xiàn)象，再也沒有出現(xiàn)過，故障率明顯降低，提升了系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。同時(shí)，大大降低了機(jī)組非停的可能性，延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。

2 燃機(jī)氣動(dòng)模塊改造

2.1 系統(tǒng)簡(jiǎn)介

防喘放氣閥在機(jī)組啟動(dòng)過程中的可靠開啟對(duì)于機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行起著舉足輕重的作用。為保證防喘放氣閥的可靠運(yùn)行，西門子燃?xì)廨啓C(jī)配置了專門的氣動(dòng)模塊，為燃機(jī)防喘放氣閥提供控制氣源，圖3所示：

氣動(dòng)模塊各配置兩臺(tái)空壓機(jī)、干燥機(jī)，一一對(duì)應(yīng)，正常情況一運(yùn)一備。氣動(dòng)模塊正常運(yùn)行時(shí)儲(chǔ)氣罐壓力應(yīng)在0.85～095MPa之間，當(dāng)儲(chǔ)氣罐壓力降至0.85MPa，壓力開關(guān)4/5動(dòng)作，觸發(fā)啟動(dòng)空壓機(jī)A/B信號(hào)，空壓機(jī)啟動(dòng)以維持儲(chǔ)氣罐壓力穩(wěn)定。若儲(chǔ)氣罐壓力持續(xù)下降至0.7MPa時(shí)，壓力開關(guān)1動(dòng)作---壓力L報(bào)警，壓力繼續(xù)跌至0.67MPa壓力開關(guān)2/3動(dòng)作---壓力LL報(bào)警，三個(gè)壓力開關(guān)（1/2/3）信號(hào)三取二保護(hù)跳閘燃機(jī)。

2.2系統(tǒng)問題

長(zhǎng)興燃機(jī)#1機(jī)自2013年7月投產(chǎn)，#2機(jī)自2013年12月投產(chǎn)，自投產(chǎn)以來對(duì)兩臺(tái)燃機(jī)氣動(dòng)模塊故障問題進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，結(jié)果如下。表1所示：

表1中反映出影響燃機(jī)氣動(dòng)模塊可靠運(yùn)行主要有兩個(gè)問題：

1）監(jiān)視存在盲區(qū)。運(yùn)行人員對(duì)燃機(jī)氣動(dòng)模塊的監(jiān)視，依靠唯一的一個(gè)就地壓力表，監(jiān)視存在盲區(qū)，可靠性程度低；

2）取樣回路存在問題。根據(jù)《防止電力生產(chǎn)事故的二十五項(xiàng)重點(diǎn)要求》（以下簡(jiǎn)稱《二十五項(xiàng)重點(diǎn)要求》）第9.4.3條：所有重要的主、輔機(jī)保護(hù)都應(yīng)采用“三取二”的邏輯判斷方式，保護(hù)信號(hào)應(yīng)遵循“從取樣點(diǎn)到輸入模件全程相對(duì)獨(dú)立”的原則，確屬系統(tǒng)原因測(cè)點(diǎn)數(shù)量不夠，應(yīng)有防保護(hù)誤動(dòng)措施，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)取樣回路確認(rèn)，本公司實(shí)際是三個(gè)用于保護(hù)的信號(hào)取自同一壓力管路。

2.3系統(tǒng)改造

對(duì)此，我們有針對(duì)性地將取樣管路按照《二十五項(xiàng)重點(diǎn)要求》進(jìn)行改造，充分利用儲(chǔ)氣罐僅有的三路壓力取樣回路，合理分配使用，使得用于跳機(jī)的三只壓力開關(guān)（1、2、3）取樣回路相對(duì)獨(dú)立，互不影響。此外，燃機(jī)氣動(dòng)模塊儲(chǔ)氣罐未設(shè)置壓力變送器，運(yùn)行人員對(duì)氣動(dòng)模塊是否正常工作存在監(jiān)視盲區(qū)，無法及時(shí)預(yù)判風(fēng)險(xiǎn)。因此，我們?cè)趦?chǔ)氣罐上引出一路取樣管路，安裝一壓力變送器將參數(shù)遠(yuǎn)傳至CRT，以便運(yùn)行人員實(shí)時(shí)監(jiān)視。

2.4 改造效果

設(shè)備改造后，消除了運(yùn)行人員監(jiān)視盲區(qū)的問題，給運(yùn)行人員進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)預(yù)判提供實(shí)時(shí)監(jiān)視依據(jù)。取樣回路的相對(duì)獨(dú)立，提升了主保護(hù)動(dòng)作的可靠性，降低了保護(hù)誤動(dòng)的可能性。經(jīng)過持續(xù)的跟蹤檢查，燃機(jī)氣動(dòng)模塊的故障率由改造前的1年數(shù)次，減少到改造后至今未出現(xiàn)過類似缺陷，故障率明顯降低。從而，進(jìn)氣系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性得到有效提升。

3 結(jié)束語

通過對(duì)進(jìn)氣系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備的改造，降低了我公司燃機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)的故障率，提升了系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，改造效果顯著。同時(shí)，也提高了進(jìn)氣系統(tǒng)主保護(hù)動(dòng)作的可靠性，為機(jī)組的安全可靠運(yùn)行提供了保障，為9F型燃機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)相關(guān)問題的解決，具有較好地借鑒作用。

參考文獻(xiàn)：

[1] 盧廣法.西門子F級(jí)燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組培訓(xùn)教材[M].浙江：浙江大學(xué)出版社，2014.3

[2]韓超，靳江波，李曉鵬.9F燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)與應(yīng)用[A].西門子F級(jí)燃機(jī)（中國(guó)）用戶協(xié)會(huì)第八屆年會(huì)論文集[C].浙江浙能電力股份有限公司蕭山發(fā)電廠，2015.10，346-351

[3]提高燃?xì)廨啓C(jī)氣動(dòng)模塊系統(tǒng)安全可靠性[A].西門子F級(jí)燃機(jī)（中國(guó)）用戶協(xié)會(huì)第八屆年會(huì)論文集[C].浙江浙能電力股份有限公司蕭山發(fā)電廠，2015.10，352-355

作者簡(jiǎn)介：

周芬芬（1978-），女，浙江湖州人，熱能動(dòng)力工學(xué)學(xué)士，從事燃機(jī)發(fā)電熱工自動(dòng)化工作，助理工程師。

李昕（1991-），女，四川成都人，自動(dòng)化工學(xué)學(xué)士，從事燃機(jī)發(fā)電熱工檢修工作，助理工程師。