9E燃气轮机的压气机控制和保护
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9E燃气轮机压气机振动原因及防喘放气阀的控制逻辑技术优化摘要:压气机担负着空气压缩循环输送的任务,压气机在运行过程中,由于某些原因,易造成机组的振动,严重时会造成机组的损坏,影响生产。
如何能快速准确的找到振动故障成为大家关注的课题,本文通过介绍几种振动的影响因素,对振动进行分析,通过有效的方法进行综合分析找到振动的真正原因。
另外,对燃气轮机的防喘放气阀控制逻辑进行了优化,更能保证机组的稳定运行。
关键词:燃气轮机;压气机;防喘放气阀;控制逻辑1引言早在上世纪80年代,国际上就出现了以天然气为原料的燃气发电机组,经过多年的改进和发展,为降低氮氧化物排放、保护环境、提高能源利用效率,采用天然气作为燃料的燃气—蒸汽联合循环发电供热机组得到广泛利用。
压气机、燃烧器、透平是燃气轮机的三大部件。
轴流式压气机是一种高转速、高功率,并且是精密度极高的动力机械,它旋转运行时将空气压缩送入燃烧器,与天然气混合后燃烧,高温烟气在透平内膨胀做功,使燃气轮机旋转带动发电机发电,其稳定高效运行对于发电企业来说至关重要。
但由于某些原因,压气机很容易引发振动,给设备和生产运行带来危害。
因此,准确快速诊断故障原因是很重要的,对保证压气机的可靠平稳运转具有重要的意义。
2压气机发生振动的原因分析压气机的汽缸的总体结构可以分为三部分,进气缸、气缸和排气缸。
在压气机的入口部位安装导叶,设置的导叶的主要目的是调整透平机排汽的温度、预防压气机的喘振发生。
压气机发生振动的因素主要有以下几个方面:2.1转子不平衡造成转子不平衡的原因主要有以下原因:设计问题,几何形状设计不对称导致重心不在旋转中心线上,存在偏移量;材料缺陷,材料内部结构不均一、厚薄不一致,运行过程中磨损程度不一等;加工与装配误差;压气机进口空气过滤器的效果差,叶片出现积灰、锈蚀、结垢等,导致叶轮不平衡。
2.2转子不对中转子不对中主要分为三种:平行不对中、角度不对中、组合不对中。
造成转子不对中的因素有:设计因素,关于热膨胀的设计与实际存在误差;检修过程或者安装过程的对中误差。
9E燃机的IGV控制及常见故障分析摘要本文主要介绍了格尔木300 MW燃气电站燃气轮机进口可调导叶(IGV)系统。
从理论的角度分析了该系统的工作原理,说明了在机组中的作用,介绍了该系统容易出现的故障及解决方法。
关键词燃气轮机;IGV系统;控制1 概述早期的IGV控制方式与缺点。
早期的压气机进口导叶被控制在两个固定位置上,称为双位置控制方式。
在启动和停机的过程中,为了避免压气机在低转速下发生喘振,IGV处在关小的位置,当机组达到运行转速时,IGV调整到全开角度(86°),改善燃气轮机的热效率。
IGV的角度检测一般使用了33TV限位开关(只能指示开位置和关位置),控制方式简单。
这种方式在联合运行时,降负荷运行能力较差,部分负荷时整体热效率下降较多,不具备IGV温控功能。
2 系统的控制作用与原理2.1 系统的控制作用1)处于启机或停机的过程中,燃气轮机转子以部分转速旋转,为了避免压气机出现喘振而调节IGV角度。
IGV的调节范围是34°-57°。
2)IGV温控。
为了充分的利用高温烟气的热量节约能源,我厂采用联合循环方式,在部分负荷运行时适当关小IGV,维持较高的排气温度,提高了锅炉和汽轮机的效率,使联合循环的总效率得到提高。
IGV的调节范围是57°-86°。
3)燃气轮机启动时,IGV处于最小开度,将减小流经压气机的空气流量,降低启动功率。
4)在燃气轮机正常运行时,压气机的耗功大约占到了透平输出功率的2/3。
在机组甩负荷时,控制系统通过开大IGV的角度来增加进气量,以增大压气机耗功,抑制转速飞升,防止超速。
2.2 系统的工作油源IGV系统的工作油源取自两路:第一路是来自液压油母管,主要是作为电液伺服阀90TV-1的控制油以及IGV动作油缸的工作压力油;第二路是来自润滑油系统经20TV-1电磁阀控制,作为IGV跳闸放油切换阀VH3的工作压力油。
运行中要求滑油母管压力不能低于2.8 bar,低于2.8 bar发滑油压力低报警;要求液压油母管压力不能低于93 bar,低于93 bar发液压油供油压力低报警。
PG9171E燃气轮机压气机一概述压气机是燃气轮机装置中的重要组成部份。
它的作用是在透平的拖动下高速旋转,连续不断地压缩空气,并将升压和升温后的空气送入燃烧室参与燃烧和冷却。
燃气轮机装置中的压气机有轴流式和离心式两种。
离心式压气机一般应用在中、小流量和高压头的场合,轴流式压气机应用于大流量、低压头的场合。
除了小功率的燃气轮机装置外,其他的燃气轮机装置大都采用轴流式压气机,而且是多级的。
轴流式压气机由压气机转子和静子气缸组成,在气缸上安装17级静叶、进气导叶(IGV)和排气导叶(EGV)。
压气机内的空气,由动叶(转子)和静叶(静子)一级一级地压缩。
压气机抽气用于透平喷嘴和动叶的冷却、轴瓦的密封和燃机起动时压气机的控制。
箱体外的马达驱动风机用于透平缸体和排气框架的冷却。
可调导叶(IGV)限制起机过程中的空气流量和提高联合循环时部分负荷的效率压气机转子。
前短轴-安装着压气机第一级动叶,#1轴瓦轴颈。
15级动叶和轮盘组件(包括2-16级转子)。
后短轴-压气机的第17级动叶,#2轴瓦轴颈。
压气机每级均是带有叶片的轮盘,各级轮盘通过沿圆周均布的16根拉杆螺栓连接,各级轮盘通过位于轮盘中心附近榫槽直口径向定位且轮缘互不接触。
扭距的传递是通过螺栓连接法兰的表面摩擦力完成的。
各级轮盘和前、后短轴轮盘的外圆周,都具有拉削的榫槽,动叶插入这些榫槽内且在榫槽的末端样冲固定。
压气机缸体压气机进气缸压气机前缸压气机后缸压气机排气缸(包括排气内缸)二压气机进气缸位于燃机的前端,将来自进气室的空气均匀导入压气机。
进气缸分别支撑#1推力轴瓦/轴瓦组件,IGV位于进气缸的后端。
三压气机前缸(前机匣)包含压气机第一级到第四级。
前挠性支板的一端通过螺栓和定位销与压气机前机匣的前垂直法兰连接,支板的另一端通过螺栓和定位销与燃机基础相连。
燃机前机匣装有用于燃机与其基础分离的两个整体大起重吊耳。
四压气机后缸(后机匣)包含压气机第五级到第十级,气缸上配置第五级和第十一级压气机抽气口,第五级抽气用于冷却和密封功能,第十一级抽气用于起机和停机过程中的防喘。
9E燃机压气机防喘设备及其故障检修措施探析9E燃机压气机是常见的轴流式燃气轮机之一,具有大规模、高效率、高可靠性等特点,但由于其工作环境恶劣,容易受到外界因素干扰,可能引发喘振现象,并对设备造成严重影响。
为了避免喘振现象的发生,需要采取一系列的防喘措施并进行故障检修。
1. 防喘设备1.1 强制注油系统强制注油系统是9E燃机压气机的基本防喘措施之一,其主要作用是建立一定压力差,使机油进入到轴承及各个接触面,减少摩擦和产生热量,从而降低机械振动幅度。
1.2 减震器减震器是通过减少燃机部件振动幅度和频率,从而抑制了机器的共振现象,有效地改善了机器的运行状态。
在运行时会产生大量振动,对机身及其它结构物造成破坏,可以用传感器监测振动情况,从而控制振动。
1.3 振幅限制器振幅限制器是一种用于限制机械振动产生的设备。
通过控制机械振动的振幅,有效地抑制了机器的喘振现象。
其通过传感器获取到机器振动数据,并与预设阈值相比较,对超出阈值的振动进行处理,从而将其维护在安全范围内。
1.4 配重装置配重装置是通过增加或减少机器的重量来改变机器的振动特性,从而有效地控制机器的喘振现象。
通过分析机器的结构和运行状态,选择适当的配重方式和位置,可以达到抑制振动的目的。
2. 故障检修由于强制注油系统是防喘措施的基础,因此需要密切关注其工作状况。
在检查过程中,可以通过观察连接管路和油泵状态、测量油压和油温等方式来进行验证。
如果存在故障或异常状况,需要及时对其进行维修或更换。
在检查减震器时,需要对其弹簧、阻尼和特定附件进行检测。
通过观察减震器的运行状态、测量其驻波频率及振动幅度等参数,可以对减震器的工作状况进行评估,并进一步调整或更换减震器。
在检查振幅限制器时,需要检测成像装置、信号处理和控制等部件的工作状态。
通过分析振动数据、测量振动频率和幅度等参数,可以进行故障定位并评估其影响。
在检查配重装置时,需要对其重量、数量、位置和运行状态进行设计建模。
282008年第3期9E 型燃气轮机燃烧事故分析及预防A n al y si s a n d P r ev e n t i on M e a s u r e s f o r C o m b u s t i on E v e n to f 9E G a s T ur bi n e摘要:针对一起9E 燃气轮机组的燃烧事故,详细分析了事故的起因与过程,对9E 机组的火焰监测保护存在的问题进行了探讨,并提出防止燃烧事故的技术措施,对运行与维护提出了建议。
关键词:燃气轮机;分散度;燃烧;监测中图分类号:TK 477文献标识码:B文章编号:1007-1881(2008)03-0026-03叶仁杰(台州电厂龙湾发电,浙江台州318016)图18号火焰筒烧灼情况温州300M W 燃气—蒸汽联合循环发电工程有3台100M W 联合循环机组。
在一次运行巡检中发现1号燃气轮机冒黑烟,即手动停机。
经检查,2只火焰筒、1只过渡段完全烧毁,其余4只火焰筒和7只过渡段经修复后可以使用。
事故造成直接经济损失约150万元,抢修时间3天,企业损失电量约900万k W h 。
虽然燃烧部件局部已严重损坏,但G E 燃烧监测保护并未动作切断燃料,围绕该起事故进行深入分析,探讨事故发生的原因,可为今后的运行提供借鉴。
1事故经过事故发生在当日23时45分,因电气原因,1号燃机满负荷跳机。
在其后重新启动过程中,因机务、控制等各方面原因历经了4次高速清吹、点火,直至次日3时28分并列。
3时52分机组负荷80M W ,排气分散度(通常默认是第一分散度)26.7℃。
22时54分负荷100M W ,排气分散度升至38.3℃,约1h 后升至50℃,减负荷至90M W ,第2日0时54分分散度升至59℃,运行人员再次减负荷至85M W ,排气分散度降至40℃,此后机组一直维持该负荷运行,排气分散度基本稳定在40.5℃。
凌晨6时20分运行人员巡回检查时发现烟囱冒黑烟,立即停运机组。
9E.03燃气轮机压气机水洗系统论述王为伟;王曙光【摘要】通过对燃气轮机压气机性能下降的分析,介绍了通过水洗方法提高压气机性能的主要理论依据、操作步骤及注意事项,并且通过对9E.03燃气轮机压气机水洗模块系统构成的解析,向使用者提供了日常维护和运行工作中较为有价值的参考依据.【期刊名称】《燃气轮机技术》【年(卷),期】2017(030)004【总页数】4页(P38-41)【关键词】9E.03;燃气轮机;压气机;水洗模块【作者】王为伟;王曙光【作者单位】南京燃气轮机研究所,南京 210037;南京燃气轮机研究所,南京210037【正文语种】中文【中图分类】TK472燃气轮机性能的下降主要表现为热耗率的增加及出力的降低。
通常情况下机组性能的下降是压气机受到污染的直接结果。
当压气机受到污染时,空气流量会不同程度的降低,最终导致压气机效率降低和压比下降。
燃气轮机压气机污染的快慢程度和类别,主要取决于机组运行的周围环境和进气系统过滤的效果。
试验表明,压气机的污染积垢是由各种颗粒物组成的,其中包括油脂类、积炭类、水溶性物质、难溶性尘埃颗粒以及叶片材料受到腐蚀后的部分产物,这种情况下污垢非常容易被油类和水汽积聚起来,一旦叶片受到腐蚀,这些腐蚀后的产物将会促进污垢的滋生并会使它更加牢固地附着在表面[1]。
通过控制漏油和降低油类生成物的吸收(如:润滑油油烟)可以一定程度上减少污染生成物,较好的进气过滤系统也可以较大地降低压气机的污染,但是在湿度较大的环境中想要减少水蒸汽的形成却很难,比如,在压气机进口处,当气流被加速到一定速率时,潮湿的空气就会被冷却到露点以下,进而产生水汽。
因此压气机的污染是不可避免的,必须采取附加手段用以清除积垢等污染物以在一定程度上恢复机组的性能。
水洗则是最常用也是最有效的方法[2]。
压气机水清洗包括在线和离线两种模式,其主要硬件包含水洗模块、水洗喷嘴和母管(两种模式分为两组不同的管路)、控制系统及相应的管道互联系统。
图1邯钢9E燃机电厂工艺系统图
化燃机及煤压机的控制方式,消除机组在投产初期的设计燃机正常运行时,排烟温度调节主要靠冷却空气风,
燃机经空压机压缩后的空气较为富裕,为使排烟温度达到合理的设计值范围,就必须设计抽气系统,使多余的空气直接排入烟道,同时考虑到存在压气机喘振等原对抽气系统的控制阀增加保护控制,同时使保护控制
又不影响机组的稳定运行。
因钢铁企业所用的主要燃料高炉煤气热值较低,采用了两级离心式煤压机对煤气进行加压,在煤气加压冷却再制P为0.05保持不变,积分控制I由原来的初始值
为“7”,从而使机组运行相对稳定。
在机组低负荷运行时,煤压机出口通常为压控模式,修改第二级煤压机防喘振阀的压力控制模式下的
数,使机组在压力控制时调整趋于相对稳定,
由原来的初始值“1.1”改为“1”不变,
初始值“10”改为“9.2”。
从而使机组运行相对稳定。
2.4自主调试投入压气机在线水洗,
定运行周期。
批准人:生效日期年月日总则1.为确保燃机发电机组的安全经济运行,提高运行人员的运行管理水平,规范各项运行操作,特制定本规程。
2.本燃机发电机组运行规程(试行版)是根据南京汽轮电机(集团)有限责任公司提供的PG9171E型燃机-发电机组的图纸、资料,并经过对图纸、资料的消化吸收后,以二十五项反措为依据,结合同类9E燃机-发电机组的运行经验编写的,试用于我公司燃气轮机及其发电机组。
3.我公司机组是从南京汽轮电机(集团)有限责任公司购买的全新设备,该规程的内容还需经过机组的实践运行检验,热情欢迎各专业技术人员及生产运行人员在生产实践中提出补充及修改意见,以便我们及时进行改版修订,进一步完善本规程。
4.本公司热机岗位运行人员、值班工程师、专业工程师、燃机检修人员、调试人员及主管生产的各级领导必须熟悉本规程。
5.本公司热控、电气、热机运行人员应熟悉本规程的有关部分。
6.运行人员在独立担任岗位工作前,必须熟悉与自己业务有关的各项规程,并通过考试合格后方能上岗。
7.运行人员在工作中应按本规程的要求进行各项相关操作,除保证设备安全经济运行,正确处理各项异常现象外还应遵守下列各项规定:1) 服从值班工程师的命令,正确执行各项指示,未得到值班工程师许可,不得离开工作岗位。
2) 禁止未经许可的非工作人员接近或操作设备。
3) 严密监护运行中的设备,在未得到值班工程师的通知、许可和办妥安全文件前,不应许可检修人员在设备上进行工作。
在特殊情况下经值班工程师同意后,并做好完善的安全措施和有监护人的情况下,允许进行紧急检修工作,值班工程师及相关岗位人员应做好详细记录,并要求检修人员在紧急工作结束后及时补办安全文件。
8.运行部领导及专业工程师、值班工程师应负责监督本规程的贯彻执行。
热机岗位人员除自己严格遵守执行本规程外,还应督促其他人员遵守本规程,如发现有违反本规程者,应予以及时制止。
9.本规程的解释权属公司运行总监。
10.本规程自下发之日起试行,在新版规程下发之后,本规程自动作废。