9FA燃气轮机压气机隐患分析及升级改造
- 格式:pdf
- 大小:999.79 KB
- 文档页数:4
9FA燃气轮机压气机首级动叶改造分析金大力;孙涛;王晓放【摘要】由于部分使用9FA重型燃气轮机的燃气-蒸汽联合循环电厂在检修过程中发现部分压气机首级动叶存在刮缸现象,设计制造单位对压气机首级动叶进行了更换.本文利用ANSYS软件对其压气机首级动叶片进行数值模拟,发现原有的叶片在工作转速下由于离心力引起的变形能够引起刮缸现象,而改造后的叶片不会产生大的变形.然后采用NUMECA软件对改造前后的压气机首级动叶进行了流场数值模拟,对比了改造前后的叶片的气动性能.本文从强度方面和气动方面对叶片的改造进行了分析,尽管改造后叶片的气动性能有所下降,但是安全性得到了很大的提高.【期刊名称】《燃气轮机技术》【年(卷),期】2011(024)004【总页数】4页(P40-43)【关键词】燃气轮机;压气机;动叶片;数值模拟【作者】金大力;孙涛;王晓放【作者单位】哈电集团(秦皇岛)重型装备有限公司,河北秦皇岛066206;大连理工大学能源与动力学院,辽宁大连116030;大连理工大学能源与动力学院,辽宁大连116030【正文语种】中文【中图分类】TK474.8燃气—蒸汽联合循环发电装置作为一种高效、环保和先进的发电设备,在我国东南沿海的多个大型发电公司得到了应用。
2005年我国组装制造的首台F级重型燃气轮机点火成功。
重型燃气轮机制造技术国产化率已经逐渐提高,但时至今日仍有诸多制造关键技术尚未解决。
对于重型燃气轮机而言,由于整机功率高、进气流量大,所以轴流压气机的设计十分关键,尤其是压气机首级动叶长叶片的设计十分重要。
既要考虑压气机的总体性能,又要考虑安全性。
虽然9FA燃气轮机在设计方面已经十分的成熟,但在实际运行的燃气轮机中发现个别燃气轮机压气机首级动叶存在轻微刮缸现象,对燃气轮机的运行安全造成了极大的风险。
针对这种情况,本文对燃气轮机压气机首级动叶工作条件下的变形情况进行数值计算,以了解产生问题的原因。
1 分析9FA燃气轮机的压气机包括1列进口可转导叶,18级叶片,出口整流导叶2列。
9FA燃气轮机的运行维修检查过程分析摘要:GE公司的9FA燃气轮机是当今世界上正式投入商业运行且技术成熟度最高的燃气轮机机组之一。
文章对其维护特点以及燃气轮机的维修检查过程进行分析论述。
关键词:燃气轮机;维护特点;检查;20世纪80年代,美国的GE公司花费巨资来研制F型燃气轮机。
GE公司在燃气轮机的动力系统中引进了航空发动机系统的功能,使航空发动机中的性能优越的冷却技术以及高质量的材料用于所研制的重型燃气轮机的结构中,这样改造提升了透平进气温度约167℃,使得改造后的燃气轮机的性能得到了大幅度提高,同时也为 F 型大型燃气轮机的研发提供了良好的技术基础。
20世纪90年代初期,GE公司对先期研发的PG9281(F)型燃气轮机进行了升级改造,制造出了PG9301(F)型燃气轮机。
1年后,GE公司又在PG9301(F)型燃气轮机的基础上,于1992年将其升级改造为PG9331(FA)(简称9FA)型燃气轮机。
一、9FA 燃气轮机的维护特点GE重型燃机被设计成可承受严酷的工作状态并能进行现场维护,只有特定的燃烧部件、热通道部件及转子部件需要专门的车间维修。
下面是燃机便于现场维修的特点。
(1)所有缸体、壳体沿水平中分线剖分,上半部均可单独起吊以便于进入内部。
进气缸上半移走后,VIGV可沿径向拆卸,不移动转子来检查或替换,压气机上半部分缸体被移走后,所有定子叶片可沿周边滑出缸体。
(2)透平缸上半起吊后,无需移走转子,第一级喷嘴装置可拆卸以便检查、修理或替换。
有些机组,后面级的喷嘴组件可以与透平缸体一起吊卸,从而能进行透平动叶的检查和域拆卸。
(3)所有轮机动叶片均经过力矩称量并由电脑按转子部套编号成组,这样,不需要拆卸或对转子重新找平衡就可以替换叶片。
(4)所有轴承座和轴瓦均沿水平中心线剖分,必要时它们可进行检查并替换。
不需要移动转子,轴瓦的下半部就可以移出。
(5)所有气封、轴封与主轴承座和缸体结构分开,这样容易拆卸或替换。
9FA燃气轮机停机过程中压气机防喘放气阀故障分析及应对措施摘要:文章介绍了9FA燃气轮机压气机防喘放气系统的作用、工作过程及相关逻辑保护;分析了停机中出现的异常情况,并提出相应的应对措施,为同类型电厂提供借鉴。
关键词:燃气轮机;压气机;喘振;防喘放气阀;故障分析;应对措施引言福建晋江燃气电厂一期建有4台S109FA 350MW单轴燃气-蒸汽联合循环发电机组,燃机采用GE技术哈动力生产的PG9351FA型燃气轮机。
机组从投运至今发生过多起因防喘放气阀故障而自动降负荷,甚至跳机的事故。
本文通过介绍防喘放气系统的重要性及工作过程和相关保护,结合具体的故障案例,提出相应的应对措施。
1 9FA燃气轮机防喘阀介绍1.1 压气机喘振所谓喘振,是压气机的一种不稳定工作状态。
通常认为喘振发生与压气机通流部分中出现的气流脱离现象有密切关系。
机组转速不同时,压气机发生喘振现象时所对应的最小流量的数值也是不同的,假如把这些不同转速下的这些喘振点连接成一条虚线,那么这条虚线就是压气机能否进行稳定工作的边界线,通常称之为“喘振边界线”,位于喘振边界线右侧的任何工况点都是可以稳定工作的,而在喘振线的左侧则不能稳定工作,在机组的实际运行中,绝不容许压气机运行在喘振工况,因为当压气机发生严重喘振时,压气机流量和压力就会发生大幅度的低频周期性波动,并伴随有怒吼似的喘振声响,甚至会有气流从压气机处倒流出来,使整台机组都产生强烈振动,往往会引起压气机叶片断裂现象发生,从而可能会进一步导致灾难性事故的发生。
1.2 防喘系统组成机组在启动工况和低转速工况下,流经压气机前几级的空气流量过小,以致会产生较大的正冲角,从而使压气机进入喘振工况,于是就设想在最容易进入喘振工况的某些级的后面,开启一个或几个旁通放气阀,迫使更多的空气流过放气阀之前的那些级,这样就可能避免在这些级中产生过大的正冲角,从而达到防喘的目的。
如图1所示:PG9351FA机组配备有气动控制的防喘阀(VA2-1,2,3,4),将从第9级和第13级的抽气排放掉,这些阀能自动打开和关闭。
探究9FA燃气轮机进气过滤系统的运行及改进摘要:针对GE公司生产的9FA燃气轮机,本文结合机组进气过滤系统运行原理,对机组运行问题展开了分析,然后提出了改进进气过滤系统的方案。
从方案实施效果来看,可以有效延长过滤器使用寿命,为机组运行带来可观经济效益。
关键词:9FA燃气轮机;进气过滤系统;粗滤网1 9FA燃气轮机进气过滤系统运行分析燃气轮机使用的工质为空气和燃气,机组性能和可靠性将受到进口空气质量和纯净度的影响,如果空气滤网出现脏污或堵塞情况将导致进气压力损失过大,导致机组消耗更多出力用于带动气压机。
因此在燃气轮机内部,包含有进气过滤系统,可用于提高进口空气质量和纯净度,确保燃气轮机维持较高的功率和效率。
1.1系统运行方式9F燃气轮机通常采用脉冲空气自清洗过滤装置,在进气过滤系统中使用密实的滤材,其表面粉尘将结痂。
利用反向脉冲气流,则能促使结痂脱落,促使滤芯气流阻力回落。
该种装置通常采用两种进气方式,即立式二面迎风进气方式和悬吊灯笼式底部进气方式。
9F机组进气过滤系统通常拥有多个滤层,第一层包含百叶窗,第二层为粗过滤器,第三层则为精过滤器[1]。
对于三级过滤装置来讲,通常采用前一种进气方式,可以利用二面迎风结构进行空气介质交换,需要进行惯性分离器的安装。
但是采用该种进气方式,将导致灰尘从上部滤芯吹出时对下部进行污染,造成脉冲效果不足。
采用悬吊灯笼式底部进气方式,可以获得较好的清灰效果,但是存在占地面积较大的问题。
作为9F机组的一种,9FA燃气轮机为保证机组运行的安全性和经济性,采用立式二面迎风进气方式的同时,进行了过滤脉冲清洗系统的配置,从而对过滤器的滤芯进行清洗。
采用该结构,可用于进行压缩空气脉冲的提供,确保空气能够在短时间内流过滤芯,将进气侧的积灰驱除掉,达到延长滤芯使用寿命的目的,从而使过滤器的效率得到提高。
如图1所示,进气过滤系统由隔离电磁阀、双塔干燥器、凝聚过滤器、除尘过滤器、反吹调节阀、空冷器、分离器等多个部件构成。
9FA燃气轮机交流润滑油泵工作异常分析燃气轮机交流润滑油泵的工作异常可能会导致润滑油供应不足或者完全停止,对轴承的润滑效果产生影响,进而引发轴承损坏等严重故障。
因此,对燃气轮机交流润滑油泵的工作异常进行分析和处理显得尤为重要。
1.泵的振动异常:如果交流润滑油泵工作时出现明显的振动,说明泵运行不稳定,可能是由于轴与轴套不匹配、轴承损坏、叶片破损或不平衡等问题引起的。
解决方法包括更换不合格的轴套和轴承,或进行动平衡处理,使泵轴运行平稳。
2.泵的噪音异常:如果交流润滑油泵工作时出现异常的噪音,可能是由于泵叶片磨损严重、叶轮与静态环的间隙过大或发生变形等问题所致。
解决方法包括更换磨损严重的叶片,调整叶轮与静态环之间的间隙,或更换变形的叶轮。
3.泵的密封故障:如果交流润滑油泵出现泄漏现象,可能是由于密封件老化、密封面破损或密封环安装不当等原因导致。
应该及时更换老化的密封件,修复或更换破损的密封面,并确保密封环正确安装。
4.泵的排气异常:如果交流润滑油泵工作时无法正常排气,可能是由于进气阀门堵塞、排气阀门密封不良或阀门弹簧损坏等问题引起的。
解决方法包括清洗或更换堵塞的进气阀门,修复或更换密封不良的排气阀门,以及更换损坏的阀门弹簧。
5.泵的流量异常:如果交流润滑油泵供给润滑系统的流量异常,可能是由于进口管道堵塞、出口阀门未完全打开、泵叶片磨损或泵齿轮故障等问题所致。
应当清洗堵塞的进口管道,确保完全打开出口阀门,更换磨损的泵叶片,或修复泵齿轮故障。
6.泵的电机异常:如果交流润滑油泵的电机无法正常启动或持续运行,可能是由于电源故障、电机绕组断路或电机过载等问题引起的。
应仔细检查和排除电源故障,修复电机绕组的断路问题,或调整电机的负荷以确保正常运行。
总之,燃气轮机交流润滑油泵的工作异常可能涉及泵的振动、噪音、密封、排气、流量以及电机等方面的问题。
通过仔细分析异常现象的原因,并采取相应的解决方法,可以保证燃气轮机的润滑油供应正常,提高设备的可靠性和工作效率。
9FA燃气轮机压气机叶片运行风险的防范措施发表时间:2018-10-17T10:09:54.833Z 来源:《电力设备》2018年第19期作者:吴寅琛[导读] 摘要:本文介绍了在燃气轮机压气机叶片故障高发的情况下,作为电厂如何从运行,维护,和检修几个环节采取相应的措施,来提高机组运行的安全性。
(江苏华电戚墅堰发电有限公司江苏常州 213011)摘要:本文介绍了在燃气轮机压气机叶片故障高发的情况下,作为电厂如何从运行,维护,和检修几个环节采取相应的措施,来提高机组运行的安全性。
关键词:9FA燃气轮机;叶片;疲劳;运行;维护;检修 1 燃气轮机压气机运行概述自20世纪90年代以来,燃气轮机凭借热效率高、排放污染少、启停速度快、调峰性能好等突出优点,在我国发电行业开始得到广泛应用,至2017年,我国燃机发电装机容量已达到7600万千瓦,尤其在沿海发达地区更是发展迅猛。
燃机压气机、燃烧器和透平三大系统在国内燃机电厂均发生过设备严重损坏的事故,但其中压气机事故占了绝对多数。
纵观国内外发生的压气机事故,有静叶断裂,也有动叶断裂;有运行时间长的,也有运行时间短的机组;有频繁启停调峰机组,也有连续运行的机组。
2 压气机发生事故的危险因素分析燃机各个部件的工作环境十分恶劣,压气机叶片工作时承受的载荷主要有离心应力、弯曲应力和交变应力。
综合分析国内多家燃机电厂压气机的事故成因,引起压气机叶片损伤事故的原因较多,其中振动为主要原因,称为振动损伤或疲劳损伤,其主要特征为叶片断口呈疲劳损伤特征。
叶片振动损伤一般分为强迫振动损伤和颤动损伤,而不管是强迫振动损伤,还是颤动损伤,其都与振动力、频率阵型和振幅有关系,造成压气机叶片疲劳失效的主要因素是叶片工作中受交变应力(振动)的作用。
但发生疲劳失效还需满足一个条件,即叶片表面有缺口性损伤,形成疲劳源。
压气机运行时如进入异物,大的异物打击可马上引发压气机叶片断裂损毁事故的发生,小的异物打击可造成叶片表面损伤,长期运行后形成疲劳源。
电气工程与自动化!Di)*qi Gongcheng yu Zidonghua9FA燃气蒸汽联合循环发电机组防喘放气阀检修维护故障分析及处理周军(杭州华电半山发电有限公司,浙江杭州310015)摘要:杭州华电半山发电有限公司现有6台S109FA重型燃气!蒸汽联合循环机组,总功率2340MW,使用18级轴流式压气机将进气系统吸入的满足系统需要的空气进行压缩。
在达到一定压力的同时,空气温度也相应提高,并连续不断地供应给燃烧室供燃烧使用。
在第9级和第13级抽气管道上设有直通燃气轮机排气端的防喘放气阀#),在机组时压气机发。
现针对一些发生的故障案例进行分析,并提相应的预,以供同型机组。
关键词:9FA燃气轮机气预0引言杭州华电半山发电有限公司共有6台GE公司生产的9FA轴燃气蒸汽联合循环机组,燃机用DLN2.6+燃烧室和MARK Vie控制系统。
半山燃机一直以来的运行式开夜停,作为调峰机组用。
在该种运行方式下,机组的损耗较大,故障发生率高。
现行的电力现机组的一要高。
一些发机组行的进行预进重点。
一些防气故障预式率,提高了工作效率,且可应用于国内同类型机组。
1防喘放气阀介绍9FA燃气蒸汽联合循环发电机组使用18级轴流式压气机将进气系统吸入的满足系统需要的空气进行压缩。
在达到一定压力的同时空气温度也相应提高,并连续不断地供应给燃烧室供燃烧使用。
在第9级和第13级抽气管道上设有直通燃气轮机排气端的气,在机组时压气机发Z压气机流时,空气在压气机发,压缩压气机排气压力压气机。
机组,GE通进行,机组行发生异常情况触发主机组减负荷解列。
为保障机组正常启停,防喘放气阀检查是热工的重。
2防喘放气阀工作原理防喘放气阀为两位式气动阀,由电磁阀控制气源通断使阀门和关闭。
反馈信号由门自带行程开关触点发出,传输至Mark Vie控制系统作为逻辑判断依据。
在机组启机时,程控发出指令,同时打开4只气。
若指令发出后,控制系统未接收到防喘阀开到位信号,即会触发RUNBACK,导致机组启动失败。
提高9FA燃机压气机可靠运行的措施【摘要】燃机作为发电机组重要的组成部分,在电力供应方面发挥着重要的角色,燃机主要指往复活塞式发动机,通过压气机的不断运动,与其他部分协作,最终实现电力的传输。
而在燃机中,9FA作为典型的代表,在我国国内燃机方面得到广泛的应用。
本文结合实际工作经验,对9FA燃机进行分析,对燃机中的压气机存在的问题进行解析,并依据经验提出了一些可靠的运行措施,有利于9FA燃机更好的运行,促进电力事业的更好发展。
【关键词】燃机;压气机;可靠;措施一、燃机压气机压气机的主要核心作用,就是在燃机工作中,通过不断的旋转自身叶片,提高工作效率,加大空气压力,进而使得燃机涡轮发动机可以更好的工作。
燃机作为电力发电的重要设备,在电力供应发电发明占据着重要的作用,而压气机依靠不断的提高空气压力,使得燃机可以更好的工作。
因此,为了确保9FA燃机更好的工作,需要对压气机做好分析工作。
9FA燃机中的压气机主要性能参数为空气流量比,增压率以及增压效率等等,对压气机的主要性能参数分析,可以更好的提高压气机工作效率,保障9FA燃机更好的工作。
二、9FA燃机压气机在运行中存在的问题1、9FA燃机压气机叶片疲劳断裂压气机作为燃机的重要组成部分,在工作运行时,经常处于高负荷、高速率工作状态,而压气机经常性工作会导致其内部叶片的严重失效,长久导致叶片发生疲劳断裂,对于9FA燃机压气机的叶片而言,其断裂很大程度与叶片的震动有关,叶片自身缺陷与叶片的震动极易导致叶片发生断裂。
9FA燃机压气机叶片断裂直接导致燃机工作效率降低,迫使燃机无法正常工作。
9FA燃机压气机叶片经常性工作,会由于受到某种物质的腐蚀,使得其叶片局部发生腐蚀现象,如果在此时,叶片运行中,9FA燃机压气机发生较大的交变震动力,这时候,会由于受力不均匀等特点,导致9FA燃机压气机裂纹的产生,严重时会直接导致叶片断裂,因此,为了确保9FA燃机压气机正常运行,需要加强叶片工作性能。
9FA燃气轮机进气加热系统跳机故障分析与处理措施摘要:针对9FA燃气轮机进气加热系统跳机故障案例,本文结合9FA机组进气加热控制阀的动作特性对故障展开了分析,发现进气加热控制阀出现了指令与反馈偏差超出15%的条件限制,以至于引起了机组主保护的发生。
而故障产生与控制阀传动杆位置螺栓松动有关,还应通过加强日常检修维护防止类似故障的发生,为机组的环保、稳定运行提供保障。
关键词:9FA燃气轮机;进气加热系统;跳机故障引言:在环境污染问题日渐突出的背景下,燃气轮机的环保运行问题引起了人们的关注。
而采用9FA燃气轮机进行发电,可以通过配备进气加热系统实现机组环保运行。
但从实践生产情况来看,机组配备的加热系统容易发生跳机故障,导致机组运行效率下降。
因此,还应加强9FA燃气轮机进气加热系统跳机故障分析,从而实现故障有效处理。
1 9FA燃气轮机进气加热系统跳机故障分析1.1故障现象某厂在2018年引进F级燃气轮机联合循环机组,配备有进气加热系统等辅助系统能够保证机组安全、环保运行。
通过为9FA机组配备进气加热系统,能够使机组DLN2.0燃烧器预混燃烧范围得到扩大,以免压气机进口出现结冰问题。
但机组投运后,出现了进气加热系统跳机故障。
2018年3月,机组并网后负荷达18MW,进气加热系统控制阀反馈偏差超出15%,发出报警信号,使控制阀电磁阀跳指令被触发,导致机组火焰探测信号丢失,随后发电机逆功率动作跳闸,燃机全速空载运行,发生燃烧分散度高跳机故障。
1.2故障分析结合机组进气加热系统运行原理可知,在系统从压气机排气缸完成部分高温、高压空气抽出后,将利用手动阀和燃气轮机MARK VI控制的气动控制阀将这部分气体引入系统,使加热压气机进气[1]。
在系统正常运行的情况下,需要利用气动控制阀VA20-1进行进气调节,实现系统入口位置压气机排气量控制。
从控制基准上来看,气动控制阀需要满足压气机进口防冰、预混燃烧扩展和压气机运行保护三种标准,从中选取最大值实现控制阀位置命令的发送。