燃机空气进气系统课件.ppt

1、 燃气轮机的性能和运行可靠性，与进入机组的空气质量和清洁程度有密切的关系。因此为了保证机组高效率地可靠运行，必须配置良好的进气系统，对进入机组的空气进行过滤，滤掉其中的杂质。一个好的进气系统，应能在各种温度，湿度和污染的环境中，改善进入机组的空气质量，确保机组高效率可靠地运行。进气系统的重要性进气系统的重要性 燃气轮机对空气的洁净度要求非常高，作为外界空气进入燃机的唯一一道防线，进气系统通过过滤、除湿等措施为燃气轮机提供满足要求的洁净空气，保证燃机的正常运行。进气系统作用 燃机进气系统由一个封闭的进气室和进气管道组成。进气管道中有消音设备。进气管道下游与压气机进气道相连接。进气系统的功能可慨括

2、为：对进入机组的空气进行过滤，消音，并将气源引到压气机的入口。系统组成系统组成 进气防雨雾筛网 圆筒型及圆锥型组合过滤器（多组）滤器安装架及隔板 空滤反清洗管路 进气导流罩 膨胀节 消音器 压气机入口连结弯管进气滤网与进气室图进气过滤系统 包括：1、进气防雨雾筛网 2、圆筒型及圆锥型组合过滤器（多组）一级滤网 可在线更换，小面积清理不影响燃机安全运行。二级滤网 不可在线更换，使用寿命（几个月至一年不等）取决于空气质量和天气因素，运行维护也很重要。进气防雨雾筛网 也叫一级滤网也叫一级滤网：用来防止象小鸟、树枝、纸片：用来防止象小鸟、树枝、纸片、塑料袋塑料袋之类的物体进入机组。同时，通过筛网中之类

3、的物体进入机组。同时，通过筛网中填充料的弯曲布置形式，对湿度较大的空气（雨、填充料的弯曲布置形式，对湿度较大的空气（雨、雾天气）中的水蒸气雾天气）中的水蒸气也也能起到一定的凝结的作用，能起到一定的凝结的作用，保证进气保证进气有有一定的干燥性。一定的干燥性。也叫二级滤网，能过滤掉空气中更细的杂质（直径大于5微米），保证压气机进气的洁净度。圆筒型及圆锥型组合过滤器圆筒型及圆锥型组合过滤器滤网图片 滤器安装架及隔板：用来固定空气过滤器，同时隔离滤前及滤后的气流。进气导流罩：平顺地改变气流地方向，使得压损在近可能小的情况下导入消音器及压气机入口。膨胀节：膨胀接头是用螺栓连接到进气室和进气管道上，用来补

4、偿进气室和进气系统的热膨胀。压气机入口连结弯管（90度）：它由一个经过声学处理的弯头组成，也起到一定的消音作用。消音器：消音器是几块竖直平行布置的隔板，隔板由多孔吸音板做成，里面装着低密度的吸音材料。此外，管道的内壁加装有用同样方式处理过的里衬。消音器专门设计成消除压气机所产生的基调噪声，对其他频率的噪声也有消弱作用。消音板对洁净度要求比较高，加工好的消音板一般都是真空除尘并密封包装后运到现场。空滤反清洗管路：提供空滤的反吹管路，对积聚在空滤进气侧的杂质灰尘进行反吹，机组运行时能防止杂质灰尘在空滤表面聚成饼状而难以清除，在停机后反清洗能吹掉空滤表面的积灰，提高滤器的通透性，降低进气压力损失提高

5、机组效率。防爆门 为防止过滤器上杂质过多而导致过滤器室内外压差过高造成过滤器的损坏，在过滤室洁净空气侧设置有配重式防爆门。当内外压差达到一定极限值时，在压力的作用下防爆门自动开启，布置在防爆门上的限位开关将开信号传到控制室，随后燃机跳闸，防爆门上需装有防雨罩和鸟网，以避免打开后大颗粒物进入。寒冷地区，四周布置有伴热电缆，防止结冰而造成防爆门无法开启。系统功能过滤空气中的杂质 防结冰 降噪音 导流空气过滤空气中的杂质 通过一级或者多级过滤器，防止空气中的灰尘颗粒对叶片产生磨损。避免微粒堵塞透平叶片冷却空气孔，防止叶片表面局部温度过热。防结冰 在进气系统中布置热气源，防止在外界环境温度较低的情况下

6、，进入系统的空气出现结冰而影响过滤效率（在滤芯上结冰）或影响压气机工作特性（在压气机入口叶片上结冰）。降噪音在进气道中布置消音板，有效降低压气机进气道中的噪音。消音器是几块竖直平行布置的隔板，隔板由多孔吸音板做成，里面装着低密度的吸音材料。此外，管道的内壁加装有用同样方式处理过的衬里。消音器专门设计成消除压气机所产生的基调噪声，对其他频率的噪声也有消弱作用。导流空气 进气道采用保温密封结构，保证过滤、除湿后的空气以清洁干燥的状态输送至压气机，通过进气导流罩实现。进气导流罩：平顺地改变气流方向，使得压损在尽量小的情况下导入消音器及压气机入口。进气系统布置方式（了解）进气系统布置主要有两种分类方法

7、，一是根据进气系统的布置位置进行分类，一是根据联合循环机组轴系布置方式进行分类。自清洗进气滤网系统主要设备过滤元件；控制压力开关；计时/程序器；压差计；报警开关；控制电路等。整个进气系统共448个圆筒形高效过滤元件；每个过滤元件的上方有一个文托利流量喷嘴；每四个喷嘴上方有一根脉冲空气清洗管；每根脉冲空气清洗管都经过一个空气阀与压缩空气母管相连；空气阀受时间/程序器控制。当时间/程序器打开某根脉冲清洗管空气阀时，压缩空气从脉冲空气清洗管的四个喷口向下喷出压缩空气，经过文托利喷管对四个过滤元件进行清洗。自清洗进气滤网系统 进口滤网自清洗系统的主要参数 1、设计流量6796立方米/分；每个过滤元件在

8、气流阻力为50.876.2毫米水柱时，可过滤16.08标米/分空气。每个模块可提供的清洁空气是514.69标米/分。当压差超过76.2毫米水柱，压差开关报警，起动时间/程序器，发出脉冲信号，按顺序打开每个脉冲清洗空气管路的空气阀清洗过滤元件，每次清洗四个过滤元件，主气流量不会在清洗时受影响。清洗时被中断的气流量小于3，时间为0.1秒,损失1立方米，进气室的容量为40立米以上，可忽略其影响。自清洗进气滤网系统 进气滤网模块图燃机进气滤网反吹运行方式规定 允许模式:只有在滤网压差达到或空气湿度达到时反吹扫自动投运。如平时运行滤网压差超过反吹扫压力的定值，在每次停机后连续吹扫3小时，启机后恢复到允许

9、模式，或投入连续反吹。如进气滤网压差超过0.8kpa，停机后一直连续吹扫。进气滤网压差达到0.6kpa，延时30秒，燃机进气系统防爆门开；应经常检查自清洁空压机有无跳闸，如跳闸，则先复归报警，再按启动按钮。反吹气源为厂用压缩空气时，应监视压缩空气压力及空压机运行情况。防结冰系统防结冰系统 为防止在温度较低、湿度较大时，由于空气中水为防止在温度较低、湿度较大时，由于空气中水汽会处于一种冰水混合物的状态，附着在燃气轮汽会处于一种冰水混合物的状态，附着在燃气轮机的压气机进口可转导叶（机的压气机进口可转导叶（IGV）上造成进口可）上造成进口可转导叶（转导叶（IGV）结冰冻住，会使进口可转导叶）结冰冻住

10、，会使进口可转导叶（IGV）无法正常动作而造成燃机跳闸（当）无法正常动作而造成燃机跳闸（当IGV输输出指令和反馈值相差超过出指令和反馈值相差超过5%且超过且超过10秒钟时，秒钟时，IGV异常保护会动作跳闸），而且进口可转导叶异常保护会动作跳闸），而且进口可转导叶（IGV）结冰后会改变叶形，改变进气冲角，可）结冰后会改变叶形，改变进气冲角，可能靠近压气机的喘振边界，当然也可能造成进入能靠近压气机的喘振边界，当然也可能造成进入的空气流量变化。而且进口可转导叶（的空气流量变化。而且进口可转导叶（IGV）上）上结的冰一旦脱落进入压气机会造成压气机叶片损结的冰一旦脱落进入压气机会造成压气机叶片损坏。坏。

11、燃气轮机运行时对压气机进口空气温度也有严格的限制，以保护燃气轮机压气机不超过这个极限，或者进口不能结冰。在低环境温度下不限制进口导叶角度运行的燃气轮机有可能进口结冰，降低压气机的运行范围。在这样的设计指导下，通过设计进口加热确保完整的燃气轮机运行区域。防结冰系统防结冰系统除冰系统 在压气机出口引一路压缩空气到进气系统入口位置，对进入进气系统的空气进行加热。除冰系统的工作原理就是当压气机入口处空气的温度低于露点仪采集到的空气露点温度时，除冰控制柜发出指令，控制除冰管道上的阀门开启，压气机出口高温、高压气体通过管路、阀门在进气系统入口与冷空气混合，提高进入系统及机组的空气温度，从而避免结冰现象。整

12、个系统由防结冰平衡阀、防结冰疏水阀、防结冰供气阀、防结冰控制阀A和防结冰控制阀B组成，整个系统在投入自动的情况下，满足防结冰系统的动作条件时，整个系统投入运行达到化冰的目的。具体阀门布置见下图。系统组成系统组成防结冰供气阀防结冰平衡阀I/PDDCZTPS防结冰空气控制阀BE/H入口空气过滤器I/PDDCZTPSPTTESFCUS燃机进气通道压气机轴承燃机进口可道叶片(IGV）执行机构燃机透平透平轴承膨胀节燃气排气临时滤网防结冰空气控制阀A防结冰疏水阀S压气机排气通道燃烧室防结冰系统的运行防结冰系统的运行 防结冰系统自动启动条件防结冰系统自动启动条件 防结冰系统投入的逻辑条件主要受以下几防结冰系

13、统投入的逻辑条件主要受以下几条影响：条影响：1、环境温度与压气机入口温度差在（环境温度与压气机入口温度差在（-3至至3）之间）之间 2、环境温度在（环境温度在（-1至至5）之间）之间 3、环境湿度在（环境湿度在（85%）以上）以上 4、防结冰保护系统投入自动防结冰保护系统投入自动 上述条件第二点：原始理论条件应该是：上述条件第二点：原始理论条件应该是：室外降温过程压气机入口温度在室外降温过程压气机入口温度在-到到+范围之内；室外升温过程压气机入口范围之内；室外升温过程压气机入口温度在温度在-到到+范围之内，都可以触范围之内，都可以触发温度条件建立。但是根据实际天气状况，发温度条件建立。但是根据

14、实际天气状况，当室外温度（或压气机入口温度）当室外温度（或压气机入口温度）以以下，室外湿度不能达到以上，所以下，室外湿度不能达到以上，所以在这里控制系统设定经验值是室外温度在：在这里控制系统设定经验值是室外温度在：-1到到+5范围之内触发温度条件建立范围之内触发温度条件建立。上述条件第三点：室外湿度是根据室上述条件第三点：室外湿度是根据室外温度推算得出的设定数值。室外湿外温度推算得出的设定数值。室外湿度度85%以上触发湿度条件建立。以上触发湿度条件建立。燃机防结冰控制系统对应值有明确曲燃机防结冰控制系统对应值有明确曲线设计，如表线设计，如表1。表表1 燃机防结冰控制系统室外温燃机防结冰控制系统

15、室外温度度与室外湿度对应值与室外湿度对应值 当以上的逻辑条件满足时，防结冰系统开当以上的逻辑条件满足时，防结冰系统开始准备投入运行。首先在正式投入运行前，始准备投入运行。首先在正式投入运行前，进行暖管，防结冰疏水阀门打开进行暖管，防结冰疏水阀门打开20秒后关秒后关闭，防结冰平衡阀打开，引入少量高压、闭，防结冰平衡阀打开，引入少量高压、高温的压缩空气进入防结冰管道暖管、升高温的压缩空气进入防结冰管道暖管、升压，此时当防结冰管道压力建立完成（标压，此时当防结冰管道压力建立完成（标准是压气机排气压力减去防结冰管道压力准是压气机排气压力减去防结冰管道压力大于大于0.05MPa）时，暖管升压完毕。）时，

16、暖管升压完毕。从防结冰平衡阀打开开始计时从防结冰平衡阀打开开始计时120秒后，防秒后，防结冰管道压力建立没有完成，会触发防结结冰管道压力建立没有完成，会触发防结冰平衡压力异常的报警。如果逻辑运行正冰平衡压力异常的报警。如果逻辑运行正常，在防结冰平衡阀打开常，在防结冰平衡阀打开180秒后，防结冰秒后，防结冰疏水阀门打开，打开疏水阀门打开，打开10秒后关闭，当防结秒后关闭，当防结冰疏水阀门关闭后，防结冰供气阀门打开，冰疏水阀门关闭后，防结冰供气阀门打开，同时防结冰平衡阀关闭，开始正式进行防同时防结冰平衡阀关闭，开始正式进行防结冰系统的气体供气。此时，防结冰控制结冰系统的气体供气。此时，防结冰控制阀

17、阀B/A逐渐打开，进入暖吹预热阶段。逐渐打开，进入暖吹预热阶段。预热阶段防结冰控制阀预热阶段防结冰控制阀B开度逐渐开大，防结冰开度逐渐开大，防结冰控制阀控制阀A的开度相对较小在的开度相对较小在5%左右，当压气机入左右，当压气机入口温度比防结冰控制阀打开前的温度提高口温度比防结冰控制阀打开前的温度提高2或者或者从防结冰供气阀打开开始计时从防结冰供气阀打开开始计时30分钟后，暖吹预分钟后，暖吹预热阶段结束，进入正式防结冰系统控制阶段。热阶段结束，进入正式防结冰系统控制阶段。防结冰系统正式控制阶段，防结冰控制阀防结冰系统正式控制阶段，防结冰控制阀B逐渐逐渐到全开位置，防结冰控制阀到全开位置，防结冰控

18、制阀A也逐渐开大，从而也逐渐开大，从而提供高温（温度为压气机排气温度）空气进入压提供高温（温度为压气机排气温度）空气进入压力机入口起到化冰作用力机入口起到化冰作用 防结冰系统自动启动流程图防结冰系统自动启动流程图 防冰系统自动停止条件包括：防冰系统自动停止条件包括：1室外温度温度小于室外温度温度小于或者温度大于或者温度大于。2室外湿度下降到以下。室外湿度下降到以下。3室外温度测量装置故障。室外温度测量装置故障。4燃气轮机跳闸。燃气轮机跳闸。5燃机压气机出口压力高于防冰系统管路压燃机压气机出口压力高于防冰系统管路压力力0.04，系统管路异常。，系统管路异常。防结冰系统的停止防结冰系统的停止 防结

19、冰系统的退出逻辑，主要有：防结冰系统的退出逻辑，主要有：1当环境温度低于当环境温度低于-1或高于或高于5时；时；2环境湿度低于环境湿度低于85%时；时；3手动退出防结冰系统手动退出防结冰系统 当以上当以上3个条件之一满足时，防结冰系统开始退个条件之一满足时，防结冰系统开始退出运行，首先防结冰控制阀门（出运行，首先防结冰控制阀门（A/B）开始关小，）开始关小，防结冰供气阀门关闭防结冰供气阀门关闭10秒后，防结冰供气管道开秒后，防结冰供气管道开始泄压，此时，防结冰控制阀门始泄压，此时，防结冰控制阀门B还留有一定开还留有一定开度用于管道泄压，当管道压力降低到度用于管道泄压，当管道压力降低到0.11M

20、Pa以以下，延时下，延时60秒钟打开防结冰疏水阀门，此时防结秒钟打开防结冰疏水阀门，此时防结冰控制阀冰控制阀B也关闭，防结冰疏水阀门打开也关闭，防结冰疏水阀门打开3600秒秒后自动关闭，防结冰系统彻底退出运行，见图后自动关闭，防结冰系统彻底退出运行，见图程序停止信号程序停止信号防冰空气控制阀、关闭防冰空气控制阀、关闭防冰空气控制阀动作快，防冰空气控制阀动作慢防冰空气控制阀动作快，防冰空气控制阀动作慢防冰空气供气阀门关闭秒后，防结冰系统泄压程序启动防冰空气供气阀门关闭秒后，防结冰系统泄压程序启动防结冰系统泄压程防结冰系统泄压程序启动序启动防冰空气控制阀、温控门设定动作防冰空气控制阀、温控门设定动

21、作参数开度参数开度%防结冰系统管路压力在防结冰系统管路压力在180秒内达到秒内达到0.11Mpa以下，否则防冰系以下，否则防冰系统发统发“系统泄压异常系统泄压异常”报警报警60秒后，防冰空气排汽阀打开，秒后，防冰空气排汽阀打开，3600秒后关闭秒后关闭程序结束程序结束系统泄压结束系统泄压结束防结冰系统自动停止流程图防结冰系统自动停止流程图 防结冰系统的投入一般只有在温度低，防结冰系统的投入一般只有在温度低，湿度大的条件下才会投入运行，防结冰系湿度大的条件下才会投入运行，防结冰系统的抽气是从压气机排气抽走的，它的投统的抽气是从压气机排气抽走的，它的投入势必会影响进入燃机的空气量，必然降入势必会影

22、响进入燃机的空气量，必然降低了压气机的效率，进而影响到燃烧，从低了压气机的效率，进而影响到燃烧，从而降低燃气轮机的效率。而降低燃气轮机的效率。防结冰系统对于燃气轮机运防结冰系统对于燃气轮机运行的影响行的影响 系统投入虽然影响燃烧，降低机组效率，系统投入虽然影响燃烧，降低机组效率，但是可以通过添加补偿来稳定燃烧。具体但是可以通过添加补偿来稳定燃烧。具体方法是，在防结冰系统投入运行时，给它方法是，在防结冰系统投入运行时，给它增加一个补偿量增加一个补偿量-增大压气机入口可转导增大压气机入口可转导叶（叶（IGV）的开度，增加压气机的入口空气）的开度，增加压气机的入口空气量来解决压气机排气的减少量，量来

23、解决压气机排气的减少量，用以用以补偿补偿防结冰系统的用气量，来达到稳定燃烧的防结冰系统的用气量，来达到稳定燃烧的目的。目的。防结冰系统的燃烧补偿是否设定，防结冰系统的燃烧补偿是否设定，具体应具体应根据机组所处地理位置，防结冰系统全年根据机组所处地理位置，防结冰系统全年投入率，每次投入时间长短，投入时防结投入率，每次投入时间长短，投入时防结冰系统的控制阀门开度大小决定。对于全冰系统的控制阀门开度大小决定。对于全国其他同类型机组，地处不同区域，如果国其他同类型机组，地处不同区域，如果全面防结冰系统投入率较高时，建议修改全面防结冰系统投入率较高时，建议修改此逻辑补偿，用于优化和稳定燃气轮机的此逻辑补

24、偿，用于优化和稳定燃气轮机的燃烧。燃烧。2019年年11月月30日日04时，时，某某厂联合循环机组出厂联合循环机组出力力350MW，环境温度，环境温度-2.5、环境湿度、环境湿度91.3%，达到防结冰系统投入条件，防结冰，达到防结冰系统投入条件，防结冰系统自动启动运行。系统自动启动运行。当防冰空气平衡阀打开后，防结冰系统管当防冰空气平衡阀打开后，防结冰系统管道压力上升至道压力上升至1.56MPa后不再变化，此时后不再变化，此时燃机压气机出口压力为燃机压气机出口压力为1.63MPa，两个压，两个压力值相差大于力值相差大于0.05MPa。防结冰系统发出。防结冰系统发出报警，自动启动程序暂停，防冰空

25、气供气报警，自动启动程序暂停，防冰空气供气阀不能正常打开。阀不能正常打开。除冰系统事故案例除冰系统事故案例 运行人员依次关闭防冰空气排气阀前手动运行人员依次关闭防冰空气排气阀前手动门、防冰空气控制阀门、防冰空气控制阀A前手动门，防结冰系前手动门，防结冰系统管路压力统管路压力1.56MPa无明显变化，遂将两无明显变化，遂将两个手动门恢复原开启状态。个手动门恢复原开启状态。当运行人员就地手动关闭防冰空气控制阀当运行人员就地手动关闭防冰空气控制阀B前手动门后，防结冰系统管道压力上升至前手动门后，防结冰系统管道压力上升至1.63MPa。防结冰系统报警复位，自动启。防结冰系统报警复位，自动启动程序继续执

26、行，防冰空气供气阀打开，动程序继续执行，防冰空气供气阀打开，防冰空气平衡阀关闭。防结冰系统按程序防冰空气平衡阀关闭。防结冰系统按程序将防冰空气控制阀将防冰空气控制阀B阀打开后，运行人员就阀打开后，运行人员就地缓慢打开防冰空气控制阀地缓慢打开防冰空气控制阀B前手动门。由前手动门。由现场操作结果判断：防冰空气控制阀现场操作结果判断：防冰空气控制阀B阀内阀内漏，造成防冰系统供气管线泄压致使自动漏，造成防冰系统供气管线泄压致使自动程序无法正常执行。程序无法正常执行。2019年年12月检修人员对防冰空气控制阀月检修人员对防冰空气控制阀B阀维修后，阀门内漏消除。此后防结冰系阀维修后，阀门内漏消除。此后防结

27、冰系统未见异常报警。统未见异常报警。系统主要监测点 过滤系统压差检测:主要用于测量过滤室内除湿装置、过滤器前后的压差以及过滤器总的压差。这些测量值可以在就地仪表上读取，同时通过压力变送器传入控制室进行远程监控。通过对数据的跟踪可以及时对除湿装置或过滤器进行监测或更换。防爆门的监测：每个防爆门上设有3个限位开关，各门的每一组限位开关串联成一个回路。这3个回路分别向主控室输入一个信号，当3个信号中的2个未能显示关闭信号时，机组会在若干秒内跳机。常见事故 进气系统进入异物事故原因 1、空滤器滤芯滤纸粘合面开裂。2、空滤器滤芯外捆扎线或热熔胶脱开，滤芯松散。3、空滤器滤芯上部的密封条失效，或者金属密封

28、压条未完全闭锁，空滤器密封面出现缝隙。4、空滤器个别滤芯安装工艺问题，滤芯运行中松脱甚至掉落。5、空滤器滤芯滤纸被异物击穿，形成孔洞。6、空滤器滤芯滤纸碎裂，或者滤纸意外着火，碎裂滤纸进入进气系统。滤网差压高 空滤器滤芯滤纸在高湿度环境和水浸渍环境下与已有的外部积尘融合，堵塞滤纸，空滤器阻力急剧上升。空滤器反吹长期不投用，滤芯使用时间过长，空气中粉尘含量偏高，致使空滤器压差在短期内快速上升，保护系统启动停机或者紧急停机程序。预防处理 减负荷，保证燃机安全运行。更换压气机空气入口滤网二级滤芯，选用更好的滤芯。更换压气机空气入口滤网后，会对进入燃机的空气流量造成一定影响：应联系厂家重新进行燃烧调整，对相关参数设置进行优化。搭设阻雪棚，既能防止雨雪天气对空滤器的影响，又能对较大的颗粒物起到一定的阻拦作用，进一步延长滤芯使用寿命。外加阻雪棚外加阻雪棚谢谢！