加熱爐燃控系統(tǒng)優(yōu)化與應(yīng)用范文

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摘要：本文以河北鋼鐵集團(tuán)邯鋼公司（簡稱河鋼邯鋼）能源中心150MWCCPP發(fā)電機(jī)組中燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)在運(yùn)行中發(fā)生的問題為切入點(diǎn)，說明9E燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)的空氣過濾器改造的可行性并提出改造方案，對比方案實(shí)施后的效果，為今后解決同類型問題提供參照。

關(guān)鍵詞：9E燃?xì)廨啓C(jī)；進(jìn)氣系統(tǒng)；過濾器改造

1概述

河北鋼鐵集團(tuán)邯鋼公司（簡稱河鋼邯鋼）能源中心150MWC－CPP發(fā)電機(jī)組是目前河鋼邯鋼最大裝機(jī)負(fù)荷的發(fā)電機(jī)組，機(jī)組主要配置1臺9E型燃?xì)廨啓C(jī)、1臺自然循環(huán)雙壓余熱鍋爐、1套汽輪發(fā)電機(jī)及其他配套設(shè)備，燃?xì)廨啓C(jī)由美國GE公司生產(chǎn)制造，型號為PG9171E，其進(jìn)氣系統(tǒng)的空氣過濾器在線安裝有5組模塊，460套濾芯組（型號H23-L4X5），每套濾芯組由1個(gè)圓筒形濾芯和1個(gè)圓錐形濾芯組成，為脈沖式反吹自清式結(jié)構(gòu)，其作用是過濾空氣中的塵土等雜質(zhì)，初步分離空氣中的液滴，將過濾后的潔凈空氣供應(yīng)至燃?xì)廨啓C(jī)壓氣機(jī)，以保證燃?xì)廨啓C(jī)正常、穩(wěn)定運(yùn)行。脈沖式反吹自清過濾器的工作原理是當(dāng)過濾下來的雜質(zhì)附著在濾芯表面，使濾芯的進(jìn)氣阻力增大，達(dá)到報(bào)警值時(shí)，脈沖壓縮空氣反吹系統(tǒng)自動啟動，形成一次瞬間反向氣流沖擊，將濾芯表面的附著物吹掉，附著物受重力作用集中落在灰斗。當(dāng)濾芯阻力回落達(dá)到某一定值時(shí)，反吹自動結(jié)束。

2進(jìn)氣系統(tǒng)空氣過濾器運(yùn)行現(xiàn)狀

隨著運(yùn)行時(shí)間的推移，我們發(fā)現(xiàn)：燃?xì)廨啓C(jī)機(jī)組在惡劣天氣（雨、雪、霧、霾）及春季楊柳絮多發(fā)時(shí)間段運(yùn)行，易觸發(fā)機(jī)組保護(hù)聯(lián)鎖引起自動降負(fù)荷甚至跳機(jī)；在定期的檢修維護(hù)中也發(fā)現(xiàn)，過濾室地面昆蟲尸體等異物堆積，濾芯積灰嚴(yán)重，甚至結(jié)塊，同時(shí)發(fā)現(xiàn)有較大的顆粒通過濾芯進(jìn)入通流對機(jī)組部件造成沖擊損傷的情況；實(shí)際上的進(jìn)氣系統(tǒng)空氣過濾器濾芯在冬季霧霾期僅僅在線運(yùn)行3個(gè)月，其過濾壓差就會急劇升高達(dá)到報(bào)警值，濾芯的使用壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于預(yù)期的一年或6000運(yùn)行小時(shí)。以上這些對機(jī)組在長周期運(yùn)行中的經(jīng)濟(jì)效益和運(yùn)行安全都十分不利。

3影響進(jìn)氣過濾系統(tǒng)的因素

理論上，一個(gè)良好的進(jìn)氣過濾系統(tǒng)，應(yīng)能在各種溫度，濕度和污染的環(huán)境中，改善進(jìn)入機(jī)組的空氣質(zhì)量。但是，由于燃機(jī)制造多以歐美的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)和運(yùn)行條件為依據(jù)，與國內(nèi)實(shí)際使用條件存在不小的差異，主要表現(xiàn)在地理環(huán)境、投資、運(yùn)行小時(shí)數(shù)、年平均負(fù)荷、檢修頻率等方面，這些都會影響過濾系統(tǒng)的過濾效率和使用壽命。

4進(jìn)氣過濾系統(tǒng)故障的危害

進(jìn)氣過濾系統(tǒng)故障，首先，對壓氣機(jī)進(jìn)氣通道及葉片的污染，造成通流面積減少，降低級間壓縮效率，機(jī)組能耗升高。嚴(yán)重時(shí)，甚至引起壓氣機(jī)“喘振”，危及燃?xì)廨啓C(jī)的運(yùn)行安全。其次,空氣中的各種有機(jī)物與無機(jī)物顆粒雜質(zhì)，在燃機(jī)通流部位因高溫作用產(chǎn)生結(jié)垢和腐蝕，堵塞透平葉片冷卻孔,削弱冷卻效果，易造成金屬超溫。

5造成進(jìn)氣系統(tǒng)現(xiàn)狀的原因分析如下

5.1鋼廠灰塵多、顆粒細(xì)小，春季楊柳絮多，且隨著近年廠區(qū)綠化率的逐年提高，為昆蟲的棲息提供條件，而現(xiàn)有反吹裝置無法完全清除濾芯內(nèi)部污染物。

5.2同等壓比下，供應(yīng)燃燒的空氣量減少，控制系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)減少燃料供應(yīng)與之相適應(yīng)。供應(yīng)燃燒的空氣量減少,導(dǎo)致隨著污染物累積，濾芯內(nèi)部的濾紙吸水、透氣性變差，使得濾紙強(qiáng)度變差，易被反吹的壓縮空氣打破，形成漏點(diǎn)。

5.3濾芯更換費(fèi)用高(進(jìn)口110萬/套，國產(chǎn)60～70萬/套)，而使用壽命一直偏低，平均在6個(gè)月，且隨著壓差增大影響機(jī)組負(fù)荷及安全運(yùn)行。

5.4不同地區(qū)空氣中顆粒的污染特性各有差異,并受大氣環(huán)境和地理因素的影響。9E燃機(jī)空氣過濾器系統(tǒng)是GE公司按照歐美環(huán)境進(jìn)行的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)與本地實(shí)際環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)存在差異，這種差異最終表現(xiàn)為濾芯使用壽命一直偏低，其根本原因是過濾器元件配置過少，抵抗環(huán)境差異的能力低。

6改造方案

從運(yùn)行和檢修狀況分析論證得出：其一，環(huán)境污染源多，要使進(jìn)氣系統(tǒng)運(yùn)行良好，應(yīng)清除濾芯污染物或更換新濾芯，并采取措施降低濾芯污染程度；其二，要延長濾筒壽命，就要盡可能的增加過濾器元件數(shù)量。由此，為保證燃機(jī)正常高效運(yùn)行，避免進(jìn)氣系統(tǒng)空氣過濾器對設(shè)備運(yùn)行的影響，我們對進(jìn)氣系統(tǒng)空氣過濾器做了如下改造：

6.1經(jīng)過現(xiàn)場測量后，在原空氣過濾器前新上一套過濾器，與原過濾器并聯(lián)。這樣布置既能最大化的增加濾芯數(shù)量，又不與其他設(shè)備產(chǎn)生干涉。

6.2新增過濾器主要由G4粗效過濾器和F9精濾濾芯組組成的過濾房和過渡段管道組成。過濾房進(jìn)風(fēng)口上部是擋雨板，進(jìn)風(fēng)口設(shè)置防鳥網(wǎng)，能有效防止鳥及樹葉的吸入，過濾房底部設(shè)計(jì)有灰塵收集裝置，過濾房到原過濾器之間增加穩(wěn)定和均勻空氣流場的過渡段管道，過渡段內(nèi)設(shè)置有導(dǎo)流板。

6.3新增過濾器過濾房內(nèi)精濾濾芯布置26排（南北）*11套（東西），共計(jì)286套濾芯（與原濾芯相同），由美國HV公司生產(chǎn)的燃機(jī)專用濾芯，F(xiàn)9過濾等級，此濾芯豎直擺放。為提高精濾的使用壽命，在周圍進(jìn)風(fēng)處增加一級粗效過濾器，型式為口袋式，效率為G4，濾材使用加厚無紡布材料，每個(gè)袋式過濾器尺寸為592*592*450，共189套。G4粗濾容塵量高，除水、除塵效果好，有效過濾飛蟲、柳絮等雜質(zhì)，起預(yù)過濾作用，降低后部濾芯負(fù)載，保護(hù)濾筒過濾器。通過5000mm*4000mm的風(fēng)道接入原進(jìn)氣風(fēng)道。工作時(shí)，在燃?xì)廨啓C(jī)的作用下，環(huán)境空氣分別通過兩套空氣過濾系統(tǒng)的過濾元件進(jìn)入下游風(fēng)道，并最終匯集在一起進(jìn)入燃?xì)廨啓C(jī)，空氣中的雜質(zhì)在經(jīng)過過濾元件時(shí)被濾除。

7改造后效果

7.1改造后完全滿足使用條件，在改造中保持了原控制系統(tǒng)和反吹系統(tǒng)，所有易損件和備品備件同原系統(tǒng)保持了一致，便于后期使用和維護(hù)。

7.2沒有改造之前換上全新濾筒空氣過濾器壓差即升至800至900Pa，改造以后空氣過濾器壓差可以在500至600Pa之間保持4至5個(gè)月，濾芯使用壽命完全達(dá)到預(yù)期，與改造前相比降低了更換周期和人工成本，年節(jié)約濾芯費(fèi)用43萬元。

7.3新增286套精濾和189套粗濾，比原系統(tǒng)過濾面積增加60%，有效降低進(jìn)氣系統(tǒng)的壓損，提高了燃機(jī)的效率。

7.4延長了空氣過濾器濾芯的使用壽命，節(jié)省停機(jī)更換濾芯時(shí)間2次/年，2天/次，可多發(fā)電4天*300萬千瓦時(shí)/天=1200萬千瓦時(shí)，年可創(chuàng)效電費(fèi)600萬元/年。

8結(jié)論

8.1通過對燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)空氣過濾器的改造，有效降低了空氣過濾器壓差，延長了空氣過濾器濾芯的使用壽命，縮短了燃?xì)廨啓C(jī)停機(jī)檢修時(shí)間，提高了發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行效率。

8.2通過改造前的問題分析和調(diào)研，進(jìn)一步了解了燃汽輪機(jī)空氣過濾器的運(yùn)行原理，對不同地區(qū)空氣中顆粒的污染特性差異與大氣環(huán)境和地理因素的影響有較為全面的了解，在燃機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)空氣過濾形式的搭配選擇上應(yīng)注意適應(yīng)地區(qū)多樣性的問題。

8.3我國燃機(jī)制造還嚴(yán)重依賴國外，如燃機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)空氣過濾器濾芯這樣的重要輔機(jī)部件和耗材的國產(chǎn)化水平還較低，有待大家進(jìn)一步深入研究并加快各部件和耗材的國產(chǎn)化，降低維護(hù)費(fèi)用。

參考文獻(xiàn)

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作者：賀夏；夏長樂 單位：河北鋼鐵集團(tuán)邯鋼公司能源中心