淺談西門子9F型燃機進氣系統的優化

周芬芬+李昕

摘 要：本文介紹了浙能長興熱電有限公司兩臺2×435MW9F型燃氣機組，自投運以來，發現其影響進氣系統安全運行中存在的問題，研究其解決措施、改造效果及跟蹤檢查，將對同類型機組進氣系統的安全可靠運行中遇到的問題，提供實用參考價值。

關鍵詞：9F型燃機進氣系統；運行可靠性；解決措施；效果檢查

概況：浙江浙能長興天然氣熱電有限公司擁有2×435MW燃氣機組，均為單軸聯合循環機組，包括兩臺SGT5-4000F（X）燃氣輪機及與之相配的汽輪發電機組和兩臺上海鍋爐廠生產的無補燃三壓、再熱蒸汽循環余熱鍋爐和相關的輔助設備。該燃機以空氣及燃料為工質，每臺燃機配置進氣系統，壓氣機將經過處理的外界空氣通過進氣道送入燃燒器中，供給燃燒所需空氣。

進氣系統為整個系統提供燃燒所需氧氣的重要組成部分，為確保進氣系統的安全可靠運行，9F燃機為其設置多重保護。自投運以來，發現長興燃機防喘放氣閥的誤動作和燃機壓氣機模塊保護用壓力開關誤動作，是影響燃機進氣模塊安全可靠運行的主要問題。

1 防喘放氣系統改造

1.1系統簡介

機組啟動過程中，空氣量逐漸增大，壓氣機轉速也逐漸上升。研究證明，當壓氣機在低轉速區工作時，經常會出現旋轉失速現象，進而引發壓氣機喘振，導致壓氣機的轉速和功率都不穩定，整臺燃氣輪機都會出現強烈的振動，引起燃氣輪機跳閘，嚴重時甚至還可能造成燃機透平葉片及燃燒室的部件損壞，嚴重影響機組運行安全性和穩定性及設備壽命。

為防止進氣系統出現喘振，危害機組安全，每臺燃機均配置4個防喘放氣閥，在機組啟動過程中，防喘放氣閥必須可靠開啟，將壓氣機出口的部分空氣，通過放氣管路直接排至透平，防喘放氣閥的可靠動作，保障了機組運行的安全穩定性。防喘放氣系統流程圖如圖一所示

由此，在機組開啟過程中，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，降低壓氣機出現喘振的可能，機組啟動過程中設置防喘放氣閥關信號三取二保護跳閘燃機的保護。

1.2系統問題

自投運以來，長興燃機兩臺機組多個防喘放氣閥反饋信號，多次出現丟失現象，在機組啟動過程中，防喘放氣閥反饋信號丟失，將直接引起機組順停，嚴重影響了機組的安全運行。

1.3系統改造

經過硬件檢查，控制回路檢查等多項排查，我們發現引發反饋丟失的根本原因，出自很容易被忽略的一個細小環節上——航空插頭處，由接觸不良所導致。對此，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，簡單有效，消除了安全隱患。

1.4改造效果

經過1年多對燃機運行的跟蹤檢查，經改造后，防喘放氣閥反饋丟失的現象，再也沒有出現過，故障率明顯降低，提升了系統運行的可靠性。同時，大大降低了機組非停的可能性，延長設備的使用壽命。

2 燃機氣動模塊改造

2.1 系統簡介

防喘放氣閥在機組啟動過程中的可靠開啟對于機組的安全穩定運行起著舉足輕重的作用。為保證防喘放氣閥的可靠運行，西門子燃氣輪機配置了專門的氣動模塊，為燃機防喘放氣閥提供控制氣源，圖3所示：

氣動模塊各配置兩臺空壓機、干燥機，一一對應，正常情況一運一備。氣動模塊正常運行時儲氣罐壓力應在0.85～095MPa之間，當儲氣罐壓力降至0.85MPa，壓力開關4/5動作，觸發啟動空壓機A/B信號，空壓機啟動以維持儲氣罐壓力穩定。若儲氣罐壓力持續下降至0.7MPa時，壓力開關1動作---壓力L報警，壓力繼續跌至0.67MPa壓力開關2/3動作---壓力LL報警，三個壓力開關（1/2/3）信號三取二保護跳閘燃機。

2.2系統問題

長興燃機#1機自2013年7月投產，#2機自2013年12月投產，自投產以來對兩臺燃機氣動模塊故障問題進行統計，結果如下。表1所示：

表1中反映出影響燃機氣動模塊可靠運行主要有兩個問題：

1）監視存在盲區。運行人員對燃機氣動模塊的監視，依靠唯一的一個就地壓力表，監視存在盲區，可靠性程度低；

2）取樣回路存在問題。根據《防止電力生產事故的二十五項重點要求》（以下簡稱《二十五項重點要求》）第9.4.3條：所有重要的主、輔機保護都應采用“三取二”的邏輯判斷方式，保護信號應遵循“從取樣點到輸入模件全程相對獨立”的原則，確屬系統原因測點數量不夠，應有防保護誤動措施，對現場取樣回路確認，本公司實際是三個用于保護的信號取自同一壓力管路。

2.3系統改造

對此，我們有針對性地將取樣管路按照《二十五項重點要求》進行改造，充分利用儲氣罐僅有的三路壓力取樣回路，合理分配使用，使得用于跳機的三只壓力開關（1、2、3）取樣回路相對獨立，互不影響。此外，燃機氣動模塊儲氣罐未設置壓力變送器，運行人員對氣動模塊是否正常工作存在監視盲區，無法及時預判風險。因此，我們在儲氣罐上引出一路取樣管路，安裝一壓力變送器將參數遠傳至CRT，以便運行人員實時監視。

2.4 改造效果

設備改造后，消除了運行人員監視盲區的問題，給運行人員進行風險預判提供實時監視依據。取樣回路的相對獨立，提升了主保護動作的可靠性，降低了保護誤動的可能性。經過持續的跟蹤檢查，燃機氣動模塊的故障率由改造前的1年數次，減少到改造后至今未出現過類似缺陷，故障率明顯降低。從而，進氣系統運行的可靠性得到有效提升。

3 結束語

通過對進氣系統相關設備的改造，降低了我公司燃機進氣系統的故障率，提升了系統運行的可靠性，改造效果顯著。同時，也提高了進氣系統主保護動作的可靠性，為機組的安全可靠運行提供了保障，為9F型燃機進氣系統相關問題的解決，具有較好地借鑒作用。

參考文獻：

[1] 盧廣法.西門子F級燃氣-蒸汽聯合循環發電機組培訓教材[M].浙江：浙江大學出版社，2014.3

[2]韓超，靳江波，李曉鵬.9F燃氣輪機進氣系統優化設計與應用[A].西門子F級燃機（中國）用戶協會第八屆年會論文集[C].浙江浙能電力股份有限公司蕭山發電廠，2015.10，346-351

[3]提高燃氣輪機氣動模塊系統安全可靠性[A].西門子F級燃機（中國）用戶協會第八屆年會論文集[C].浙江浙能電力股份有限公司蕭山發電廠，2015.10，352-355

作者簡介：

周芬芬（1978-），女，浙江湖州人，熱能動力工學學士，從事燃機發電熱工自動化工作，助理工程師。

李昕（1991-），女，四川成都人，自動化工學學士，從事燃機發電熱工檢修工作，助理工程師。