9E級(jí)燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)改造策略與思考

劉軍

【摘?要】進(jìn)氣系統(tǒng)是燃?xì)廨啓C(jī)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要保障。近年來，我國(guó)北方地區(qū)由于大氣環(huán)境污染情況惡化，燃機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)面臨極大的考驗(yàn)。本文通過分析9E機(jī)組的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，介紹了幾種進(jìn)氣系統(tǒng)改造策略，并對(duì)進(jìn)氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提出了建議。

【關(guān)鍵詞】燃?xì)廨啓C(jī);進(jìn)氣系統(tǒng);改造優(yōu)化

0、前言

燃機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)是燃?xì)廨啓C(jī)必不可少的輔助系統(tǒng)之一，作為外界空氣進(jìn)入燃機(jī)的唯一一道防線，進(jìn)氣系統(tǒng)通過過濾、除濕等措施為燃?xì)廨啓C(jī)提供滿足要求的清潔空氣，以保證燃機(jī)的正常運(yùn)行，對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)及整個(gè)電廠的安全可靠運(yùn)行起著舉足輕重的作用。由于近年以來我國(guó)華北地區(qū)環(huán)境污染問題嚴(yán)重，加上冬季嚴(yán)重霧霾等極端天氣經(jīng)常持續(xù)發(fā)生，造成我國(guó)北方地區(qū)燃?xì)夤釞C(jī)組經(jīng)常面臨進(jìn)氣系統(tǒng)冰堵、濕堵問題，影響燃?xì)饴?lián)合循環(huán)機(jī)組供熱季的正常工作。

1、進(jìn)氣系統(tǒng)常規(guī)布置

PG9171E燃?xì)廨啓C(jī)是在我國(guó)應(yīng)用較早的一款燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)燃?xì)鈾C(jī)組。其聯(lián)合循環(huán)基本布置形式一般為燃機(jī)露天L型布置。進(jìn)氣系統(tǒng)一般位于輔機(jī)間上部，采用高位布置形式。我國(guó)目前在運(yùn)的9E機(jī)組燃機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)一般均采用脈沖反吹式過濾器，原始設(shè)計(jì)過濾器數(shù)量為464組左右。

2、常見問題

目前，華北地區(qū)相當(dāng)數(shù)量的燃機(jī)電廠都非常靠近當(dāng)?shù)氐暮恿骱?，造成局部空氣濕度高，?jīng)常達(dá)95%以上。當(dāng)秋冬季節(jié)夜晚環(huán)境溫度降至0℃以下時(shí)，低溫高濕因素疊加，造成燃機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)過濾器表面結(jié)冰、結(jié)霜堵塞。從而引起燃機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)差壓迅速上升，危及機(jī)組正常運(yùn)行。天津某電廠在2016年12月31日—2017年1月2日期間，燃機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)除濕板嚴(yán)重結(jié)霜、冰凍，進(jìn)氣過濾系統(tǒng)發(fā)生冰堵，造成進(jìn)氣差壓大，導(dǎo)致機(jī)組三次降出力運(yùn)行，排放超標(biāo)。

另外，由于原始設(shè)計(jì)進(jìn)氣過濾器數(shù)量未考慮中國(guó)當(dāng)前的空氣質(zhì)量因素，因此長(zhǎng)期運(yùn)行時(shí)燃機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)壓損偏高，過濾器更換頻繁，單次過濾器更換成本可達(dá)100萬元，造成運(yùn)行成本增加，降低了機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。

3、進(jìn)氣系統(tǒng)改造策略

PG9171E燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)經(jīng)過長(zhǎng)期的運(yùn)行實(shí)踐，各個(gè)燃機(jī)用戶針對(duì)不同的實(shí)際需求提出并實(shí)施了多種技術(shù)改造，主要針對(duì)降費(fèi)提效、抗?jié)穹辣?、提升效率三個(gè)方面。

3.1 降費(fèi)提效

針對(duì)這一目標(biāo)的改造策略主要是提高精濾的使用壽命，降低精濾更換的維護(hù)成本。北方供熱機(jī)組為了保證供熱季機(jī)組運(yùn)行的安全穩(wěn)定，一般采用的均為進(jìn)口過濾器，單套成本為國(guó)產(chǎn)過濾器的3-4倍。提高精濾的使用壽命，能夠有效降低進(jìn)氣系統(tǒng)的運(yùn)維成本。常用的改造策略有在精濾前增加多級(jí)粗濾、進(jìn)氣系統(tǒng)擴(kuò)容等方式。天津華電福源熱電有限公司分別對(duì)兩套燃機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)進(jìn)行了精濾前加裝粗濾和進(jìn)氣模塊擴(kuò)容改造（精濾數(shù)量由464增加到644套），改造后有效得降低了進(jìn)氣壓差，減少了霧霾、雨霧等惡劣天氣對(duì)燃機(jī)運(yùn)行的影響。

3.2抗?jié)穹辣?/p>

北方冬季高濕低溫天氣對(duì)于燃?xì)夤釞C(jī)組是一個(gè)重大挑戰(zhàn)。原有的進(jìn)氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)沒有考慮到這一問題的發(fā)生，導(dǎo)致近年來多個(gè)燃機(jī)機(jī)組首次問題影響而冬季停機(jī)或減負(fù)荷。針對(duì)這一問題，可以采用多種方式來解決：（1）抽取壓氣機(jī)排氣或IBH熱空氣與入口空氣混合，提高燃機(jī)入口空氣溫度，降低其相對(duì)濕度;（2）利用機(jī)組余熱，在燃機(jī)入口設(shè)置氣水換熱器，該技術(shù)路線需配合進(jìn)氣系統(tǒng)擴(kuò)容同時(shí)實(shí)施。

3.3提升效率

當(dāng)前燃?xì)獍l(fā)電形式不容樂觀，機(jī)組運(yùn)行小時(shí)數(shù)逐年下降，導(dǎo)致燃機(jī)聯(lián)合循環(huán)平均運(yùn)行負(fù)荷率遠(yuǎn)低于其設(shè)計(jì)負(fù)荷率，大大降低了機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。針對(duì)這一問題，可利用機(jī)組擴(kuò)大省煤器熱水或其他供熱熱水，將進(jìn)氣系統(tǒng)入口空氣問題提高到一定程度，優(yōu)化聯(lián)合循環(huán)機(jī)組部分負(fù)荷運(yùn)行情況，提高其發(fā)電效率。該改造策略需要配合進(jìn)氣系統(tǒng)擴(kuò)容同時(shí)進(jìn)行，以保證其改造效果最大化。

4、設(shè)計(jì)優(yōu)化建議

燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)的造價(jià)占整個(gè)機(jī)組的比例極小，但是其對(duì)運(yùn)行人員造成的麻煩可能占到整個(gè)工作的10-20%甚至更多。因此，在機(jī)組建設(shè)初期對(duì)燃機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行定制化設(shè)計(jì)或方案優(yōu)化具由重要的現(xiàn)實(shí)意義。

（1）根據(jù)業(yè)主當(dāng)?shù)貧夂蚣翱諝赓|(zhì)量數(shù)據(jù)定制化設(shè)計(jì)燃機(jī)進(jìn)氣過濾系統(tǒng)。我國(guó)當(dāng)前燃機(jī)機(jī)組進(jìn)氣系統(tǒng)均采用的是主機(jī)廠家統(tǒng)一設(shè)計(jì)方案，不能很好的切合業(yè)主當(dāng)?shù)乜諝馇闆r，導(dǎo)致后續(xù)運(yùn)行中問題頻發(fā)，極大的牽扯了運(yùn)行人員的精力。

（2）對(duì)于北方供熱機(jī)組建議需要配置過濾器防冰除濕系統(tǒng)，保證冬季供熱期運(yùn)行的安全穩(wěn)定。

（3）燃機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)當(dāng)預(yù)留一定的空間位置與載荷，為業(yè)主后續(xù)進(jìn)氣冷卻和加熱改造提供條件。

（4）對(duì)于北方燃?xì)廨啓C(jī)機(jī)組脈沖反吹式過濾器效果有限，建議配置多級(jí)靜態(tài)過濾系統(tǒng)。

5、結(jié)論

多年的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)讓行業(yè)從業(yè)人員逐漸對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)有了深刻認(rèn)識(shí)。掌握進(jìn)氣系統(tǒng)原始設(shè)計(jì)依據(jù)，不斷改進(jìn)優(yōu)化燃機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)，推動(dòng)進(jìn)氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)國(guó)產(chǎn)化是我國(guó)燃機(jī)國(guó)產(chǎn)化的一小步也是具有現(xiàn)實(shí)意義的一大步，能夠大大提升我國(guó)燃機(jī)設(shè)備的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性和安全性，為燃機(jī)電廠的精細(xì)化管理提供技術(shù)保障。

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（作者單位：天津華電福源熱電有限公司）