燃机进气系统的运行与维护

肖健

（江苏华电吴江热电有限公司，江苏 苏州 215221）

燃机进气系统的运行与维护

肖健

（江苏华电吴江热电有限公司，江苏 苏州 215221）

燃气轮机进气系统清洁程度对机组运行的影响日益凸显。介绍了9E燃机典型进气系统构成。

燃气轮机；进气系统；运维经验

江苏华电吴江热电有限公司配置了两台美国通用PG9171E燃气－蒸汽联合循环发热电联产机组。在燃机基本负荷模式下，压气机进口空气流量约为1500km3/h。空气中存在着大量的杂质、灰尘和细颗粒等悬浮物质，这些污物若不能有效的除去，随着燃机运行时长的增加，大量污浊空气的进入将会在压气机叶片表面形成污垢层，并迅速增长。压气机叶片积垢后将改变叶片的气动性能，使压气机的压比、效率和流量下降，最终导致机组出力、效率及升负荷速率等运行性能降低。

为此，燃机的压气机进口处装均装有进气过滤装置。随着运行时间的延长，压气机进气滤网压差将逐渐增大，当达到限值时需要及时更换。长期以来，有关压气机进气滤网压差对燃机运行影响的研究较少。本文以9E燃气轮机为研究对象，详述燃机进气滤网系统，基于现有系统配置，探讨燃机进气系统运维要点，以期为国内相似电厂提供节能减排新思路。

1 9E燃气轮机进气系统简介

1.1 进气系统的组成

9E燃机进气系统由一个封闭的进气室和进气通道组成。进气道中有消音设备。进气道下游与压气机进气道相连接。该系统的作用是对空气吸收、过滤、消音和引导到压气机进气机匣。其结构如图1所示。组成为进气防雨雾筛网（惯性分离器）、组合式进气滤芯、过滤元件安装架及隔板、过滤脉冲清吹管路（APU）、进气加热装置、进气导流罩、膨胀节、消音器、压气机入口连结弯管。

刚性过滤筒作为主要过滤元件结构安装于进气系统，其结构如图2所示。采用圆柱形过滤器与锥形过滤器组合滤筒结构，通过端部固定点与支架座固定，结合面设计弹性密封垫圈消除风路短路。电厂需结合周边环境大气质量与机组运行情况合理选择滤网。当滤网运行过程中由于颗粒大量聚集引起进出口超压时，需及时更换滤网避免机组性能下降。

图1 燃机进气系统示意图

图2 过滤筒结构图

1.2 脉冲清洗系统

为增加进气过滤元件的使用寿命，降低进气过滤及压气机进气道的压差值，提高燃机的出力及效率，9E燃机设置了滤网脉冲清吹系统，其原理如图3所示。对积聚在滤网进气侧的杂质灰尘进行反吹，防止杂质灰尘在滤网表面聚成饼状而难以清除，在停机后反清洗能吹掉滤网表面的积灰，提高其通透性，降低进气压力损失从而提高机组效率。

9E燃气轮机有两种反吹方式：在线反吹和离线反吹。这两种反吹方式主要是反吹空气气源的不同。在线反吹的空气气源来自9E燃气轮机运行时压气机AD-3管道的排气，而离线反吹的气源则由APU模块的压缩空气系统提供。

2 进气系统运维经验

对燃气轮机而言，进气滤网压差的增加代表着进气压损的增加，压气机入口压力相应的降低。假设燃气轮机热力循环过程中压气机出口压力为定值时，降低了入口压力引起压气机压比的增加，压气机耗功因此增加，即燃机透平有效输出功率和效率降低。另一方面，较低的入口压力意味着入口空气比容的增加，相同进气体积情况下，进气质量流量降低，燃机有效输出功率降低。通过实践运行数据分析表明，9E燃气轮机压气机进气滤网压差每提高1kPa，燃机热效率增加约为0．45%，相应的燃气轮机有效输出功率降低约1．42%。因此，进气滤网压差的变化对燃气轮机电厂运行的经济效益有着重要的影响。

基于燃气轮机进气系统结构组成与实践操作，归纳运维经验如下。

图3 燃机进气脉冲清洗原理图

2.1 进气滤芯选型具有针对性

国内燃气电厂分布广，地域条件各异，例如东部沿海地区，一年四季温度变化范围较窄，湿度较大，空气中颗粒物相对较少；西部地区昼夜温差大，气候干燥，多风沙；而北方地区，夏季湿度大，冬季降雪，空气中颗粒物成分多而复杂，南方四季湿度大，空气相对清洁，灰尘等颗粒物比较少。针对不同气候条件的地区，不同燃气电厂配备的空气过滤系统和进气过滤器，应该具有针对性的设计和滤材选型。

2.2 根据燃机运行特点与区域气候条件确定滤芯关键性能参数

过滤系统的核心是空气过滤器（滤筒），一般工业用通风过滤器检测标准有欧标EN779-2002/2012，美标ASHRAES2．2和国标GB14295。而燃气电厂用空气过滤器还没有制定专门的配套标准。因此仅以一般通风过滤器的检测标准来衡量电厂用过滤器的性能，就无法保证机组的安全可靠运行。

2.3 合理选用进气滤芯品牌

燃气轮机进气系统装置庞大，从国外引进选用进口品牌不仅供货周期长，进口价格又较高，使用寿命较短。目前国内许多企业都具备了制作条件，燃气轮机空气过滤器的国产化也已经相当成熟，而且性价比较高。

2.4 脉冲方式灵活搭配

机组停运后，进气系统环境空气停止流动，积存在滤网表面的灰尘在反吹作用力与重力作用下落至收集器，二次滤网吸附情况大大减缓，反吹效果明显。因此，建议每次启停机时进行离线脉冲反吹提高滤网表面清洁程度。对于滤芯本身而言并不是要到发现压差比较大的时候反吹，才有效果。在开始投入使用后有机会就进行离线反吹，既能保持滤芯的清洁又能争取更多的反吹机会，还能延长滤芯的使用时限。

2.5 调整滤芯布置方式

一方面，停机后应对进气小室内各层滤芯进行透光检查，发现漏光点及时更换，避免异物通过风路短路进入压气机，影响机组安全。另一方面，压气机滤芯分五层，每层滤芯的污染程度不同。靠近下层及中下层的滤芯容易污染，上层及中层比较清洁。综合考虑设备安全及经济性，上下层滤芯可交替使用。

2.6 运行加强日常监视工作

南方天气潮湿，空气灰尘粘度大，滤芯反吹几无效果，如若滤网差压超限，唯有更换滤芯，滤芯存在一定供货周期，因此滤网压差记录工作尤为重要。将进气滤芯压差定期查验，通过压差变化趋势，预知滤网超压，提前进行滤网备件采购。

3 结语

提高压气机进气滤网的清洁度，能大幅改善空气质量，减少粉尘及颗粒杂质对燃机叶片的腐蚀。燃机电厂需根据自身特点，寻找符合机组进气系统的运维管理方案，降低运维成本，有效提高机组运行的效率，为企业带来更多的收益。

[1]王海翔，孙沿涛．9E燃气轮机空气滤清器的清洁与维护[C]．中国电机工程学会燃气轮机发电专业委员会2012年年会．2012．

[2]穆利洪，黄纪新，龙双喜等．进气滤网压差对M701F联合循环机组性能影响研究[J]．机械工程与自动化，2015(6)：31-33．

[3]俞立凡，方炜．9FA燃气轮机进气过滤系统的运行及改进[J]．浙江电力，2007，26(6)：36-38．

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1671-0711（2017）09（上）-0077-02