SGT6-5000F型燃气轮机进气系统研究及运行注意事项

SGT6-5000F型燃气轮机进气系统研究及运行注意事项

刘宗根

山东青岛华丰伟业电力科技工程有限公司 青岛 266000

摘要：干净的空气进入燃机后，不仅能提高机组的输出功率，而且能延长机组的使用寿命，保证机组安全可靠的运行。本文针对沙特扎瓦尔项目西门子SGT6-5000F新型机组的进气系统进行分析，对进气系统主要部件的功能展开了详细的介绍，对运行中的常见事故及注意事项进行了探讨。

关键词：SGT6-5000F；燃气轮机；进气系统、压差

1. 概述

SGT6-5000F燃气轮机是西门子最新开发的9F级重型燃气轮机，单机的额定功率为230MW。本工程总装机容量3041MW，共有12台燃。SGT6机组延续了SGT5机组的优良设计及先进工艺，在进气系统方面也是大同小异，针对不同的地区,不同的气候，在设计方面也略有不同。本文将从进行系统的布置、结构功能及运行注意事项等方面对SGT6-5000F燃气轮机进行详细的阐述。

2. 燃机进气系统的工艺流程及主要功能

外界空气通过进气口进入过滤器室，过滤室包括防风雨罩壳、防鸟网、粗过滤层、精过滤层；过滤后的空气经消音器、压气机进口挡板、进气通道进入压气机进口锥形区。

该系统的主要作用是对从外界进入的空气进行过滤除去杂质、除湿、降温等，以改善压气机进口的空气质量，将进口压降控制在允许的范围，连续不断的向燃气轮机提供满足要求的清洁空气，保证燃机的正常运行。

3. SGT6-5000F型燃气轮机进气系统结构及主要设备介绍

该机型的进气系统由Donaldson公司设计制造，针对沙特地区独特的气候条件，该套进气过滤系统包括第一级防风雨罩壳、第二级防鸟网、第三级过滤器室、蒸发冷却器、进气通道等。过滤器含粗过滤层和精过滤层，其中粗滤为聚结式玻璃纤维结构，共357块；精滤为两个直筒的组装式滤芯，共700套，精滤带脉冲反吹自清洁系统，粗滤和精滤均分五层布置。

1. 过滤室

过滤室主要由防雨罩、防鸟网、粗过滤器、精过滤器等部件组成。

⑴、防雨罩：布置在过滤室的顶部，百叶呈倾斜方式布置，阻止雨雪进入进气系统中。

⑵、防鸟网：在空气入口处防雨罩的下方布置，采用金属的钢丝网结构，用于阻止昆虫、鸟类被吸入进气系统。

⑶、粗过滤器：布置在过滤框架内，由聚结式玻璃纤维、双层的钢丝网组成，共357块。

⑷、精过滤器：采用自清洁式过滤器，又称脉冲过滤器。

⑸、灰尘收集器：由灰尘收集管道、螺杆输送机、旋风分离器、吸风机、灰尘收集箱等部件组成。

2、蒸发冷却器：由蒸发冷却介质、储水槽、补充水分配母管、管道和泵组成。

3. 进气通道

1. 、消音器

由两排消音板组成，消音板的外壁为穿孔板结构，内部填充高质量的防潮吸音棉，在吸音棉的表面附有一层玻璃纤维材料阻止吸音棉移动。

2. 、压气机进口挡板

位于压气机进口锥形管道上游, 挡板门通过电动马达执行器进行驱动 ,配套装有限位开关 ,以方便进行远程控制和监视。

3. 、除湿干燥器

由除湿转轮组、再生加热系统、处理风机、再生风机、控制系统、进出口风阀及机壳组合而成箱式结构。

4. 、压气机进口锥形区

在压气机进气锥形区域安装有水洗用的12个雾化喷嘴， 所有喷嘴分布于压气机进气导叶前进气管道的圆周面上。

4. 保护及测量元件

为保护机组的正常运行，需要对进气系统的一些运行参数进行实时测量与监控，主要包括以下功能

1. 监视进气过滤室的压差

主要用于测量过滤器室内粗滤、精滤的压差以及过滤器室总的压差。系统设计在粗滤后有压力测点、精滤后有压力测点，还有大气压力测点，通过各点测得的压力值进行压差计算，得出粗滤、精滤及过滤器室总的压差。进气过滤室总的压差大于6.8mbar，自动投入脉冲反吹系统；总压差大于14mbar，系统压差高报警；总压差大于18mbar，向控制系统发停机令。

2. 压气机进气总压差的监视及保护

在压气机进口处安装有两个压力变送器和一个压差开关。两个压力变送器将测量的压力送入DCS系统，用于监视； 一个压差开关用于保护机组的安全，当压差达24.9mbar，压差开关将动作，系统会自动降负荷运行直到报警消除。

3. 压气机进气挡板门的驱动、控制及监视

挡板门上设有6个限位开关，其中3个限位开关用于挡板门的打开信号，1个限位开关用于挡板门的关闭信号，2个单独的限位开关用于马达驱动装置的就地控制，当挡板门的3个限位开关信号中的2个不在打开位置，燃机将不允许启动。

5. SGT6-5000F型燃气轮机进气系统运行及常见故障处理

扎瓦尔项目位于沙特东部、波斯湾西海岸，地处热带沙漠。空气湿度较大，夜间可达到85%，且常年伴有风沙天气。

10月23日连续4天出现沙尘暴天气，导致四台燃机压气机进气压差同时升高，GT11压差从5.6mbar上升到8.4mbar，GT12压差从6.2mbar上升到7.4mbar，GT21压差从5.9mbar上升到9.3mbar，GT22压差从5.8mbar上升到7.9mbar。

10月30日09:47 GT11压气机进气压差开关动作（11MBA10CP083开关动作值是24.9mbar）、压差开关高报警触发燃机自动降负荷。由于负荷下降后，进气压差降低，2秒后报警恢复正常，机组停止降负荷稳定运行。组织相关人员进行检查，热控人员对此压差开关进行校验，校验动作值正常。确认为进气滤过脏导致，在运行中多次出现进气压差开关动作引起降负荷，GT11被迫降负荷运行。组织人员对四台燃机进气滤进行检查，发现GT11进气粗滤已非常脏，大量的灰尘吸附在粗滤上，严重堵塞了进气通道，且有3块粗滤已被吹掉。另外三台机组的粗滤也都比较脏，GT22也有2块粗滤被吹掉。11月5日GT11申请停机处理，GT21和GT22也被迫降负荷运行。

综合分析进气压差高形成的原因是沙尘暴天气引起，每次遇到恶劣天气时，因空气中含尘量高，且空气湿度大，导致燃机运行时进气粗滤堵塞过快，压差升高，影响机制的负荷及安全稳定运行。

针对上述故障采取的预防措施：

1. 、检查过滤室总的压差和粗滤、精滤分压差与就地压差表的读数是否一致，必要时对变送器进行校验。

2. 、根据各压差表的读数，判断是进口粗滤、精滤中的哪一部分压差高引起，若压差高是由于过滤器脏原因造成，则考虑计划性停机更换。

3. 、机组运行期间定时投入反吹系统运行，调整好螺杆输送机闸板门的开度，保证积灰斗里的灰尘及时进入灰尘收集器中；如遇沙尘暴等天气时建议投入反吹系统运行。

4. 、如采取以上措施无效，应根据压差降低负荷运行，减少进气量。

5. 、机组停运期间定时投入反吹系统运行，并组织人员对粗滤及进气室进行清理。

进气系统的维护和保养主要包括过滤器的定期检查、更换和进气通道的清洁检查。过滤器的定期检查主要查看过滤器有无破损、过滤器安装有无松动以及滤网的清洁程度等。过滤器出现破损或者在压差达到更换值后需及时更换。在安装新的过滤器之前，应检查过滤器是否有损伤，安装后应检查现场无异物，满足运行条件等。另外，粗滤及精滤属于易燃品，在正常运行及维护和保养时应注意防火，以防过滤器室着火进而危害整个机组。

六、结束语

燃气轮机进气系统是燃气轮机系统的重要组成部分，燃气轮机的性能和可靠运行与进入机组的空气质量和清洁程度有密切的关系。空气过滤器对进入机组的空气进行过滤，让干净的空气从进气系统进入燃机，保证机组安全可靠地运行发电。如果空气过滤器质量不好，造成堵塞，就会减少燃机的进气量，甚至使压气机叶片结垢，缩短机组使用寿命，降低燃气轮发电机组的输出功率和热效率。因此，我们要加强对燃气轮机进气系统的运行监视、保养及维护工作，确保燃气轮发电机组运行所需的空气量和空气质量，以提高燃气轮发电机组的输出功率，提高发电运行的经济效益。

参考文献：

［1］卢广法主编.西门子F级燃气-蒸汽联合循环发电机组培训教材.杭州：浙江大学出版

社，2014.3

［2］张楹，王文霖.西门子SGT5-4000F型燃气轮机进气系统简介.上海 200240

［3］西门子设备资料

【作者简介】

刘宗根，山东青岛华丰伟业电力科技工程有限公司

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