(浙江大唐国际江山新城热电有限责任公司324100)
摘要:浙江大唐国际江山新城热电有限责任公司是大唐国际首个燃气--蒸汽联合循环项目,燃气--蒸汽联合循环技术具有热效率高、建设周期短、用地用水少、污染物排放量少等优点,在世界上得到了广泛应用。燃气轮机防喘放气阀主要是在燃气轮机启动、停机时动作防止燃气轮机压气机发生喘振现象。文章简述防喘放气阀在PG6111FA燃气轮机发电机组中的应用。
关键词:燃机;喘振;防喘放气阀
0前言
PG6111FA燃气轮机发电机组是一种驱动发电机的热力发动机。燃气轮机部分包括一个轴流式压气机,6个燃烧器和3级透平,主要的部件如下:
(1)18级轴流式压气机
可调进口导叶用于机组启停和部分负荷时控制空气流量,防喘放气阀用于机组启停时的防喘。
(2)燃烧器
安装在燃烧室盖子上的燃料喷嘴;6个燃烧室、联焰管和过渡段;2个火花塞,1套火焰检测装置。
(3)3级透平
燃气轮机运行时,经过滤的空气被吸入进气蜗壳,进入18级轴流式压气机压缩。压缩后的空气进入围绕6个燃烧室的环形空间,然后进入燃烧室外壳和火焰筒之间的空间,经火焰筒上的空气孔进入火焰筒内部。
天然气从燃料喷嘴喷入6个燃烧室的火焰筒,与空气混合并燃烧。
从燃烧室出来的燃气经过渡段进入透平部分。在每一级喷嘴部分,气体的压力能减少,动能增加,进入透平动叶后气体的部分动能变为有用的机械能做功。经过3级透平,乏气经排气扩压段进入排气道,最后进入余热锅炉。
1PG6111FA燃气轮机防喘放气阀
PG6111FA燃气轮机配备有启动控制的防喘阀(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,启动时,三通电磁阀(20CB-1和20CB-2)处于失电状态,各自的气路不通,防喘阀的启动执行机构与大气相通,它们是全开的,当需要关闭时只要使电磁阀得电,打开各自的气路,从压气机排气抽气口AD—1获得气压(有的机组从仪表气获得气压),接通防喘阀的气动执行机构,关闭防喘阀。VA2-1/2从压气机第9级抽气,排入燃气轮机扩压段,由20CB-1电磁阀控制,VA2-3/4从压气机第13级抽气,排入燃气轮机扩压段,由20CB-2电磁阀控制。并网成功时防喘阀关闭。停机过程中,当解列时防喘阀打开。防喘阀的限位开关33CB-1/2/3/4,提供启动程序的允许逻辑和保证在启动时是全开的,并且提供报警。
1.1启动程序时防喘放气阀的应用
启动前检查压气机各级抽气阀门在开启状态;检查压气机各防喘放气阀在全开位置。启动装置运行时,IGV在最小位置,防喘放气阀在打开位置,机组在启动装置扭矩的作用下到达点火转速。燃料喷入燃烧室,2个火花塞点燃相应的燃烧室火焰,火焰经联焰管依次传递到其余燃烧室。火焰探测器检测到火焰并将信号传到控制系统。启动装置继续将燃气轮机加速到自持转速后停止运行,燃气轮机继续加速,直到额定转速,IGV开到运行位置,防喘放气阀关闭。
1.2在冷却密封系统中防喘放气阀的应用
燃气轮机组有许多高温部件,这些零件在高温下长期工作,必然会对其寿命有着很大的不利影响。为延长使用寿命,改善工作条件,减少热应力、热变形,使燃气轮机组能长期稳定工作,从压气机抽出适量的空气,向燃气轮机转子和静子的各个部件提供必需的冷却空气,通过抽气也能防止压气机喘振。
PG6111FA机组运行时,从轴流压气机的第9级和第13级以及压气机出口抽取空气。利用外界离心风机将空气送入透平排气框架和#2轴承区进行冷却。
整个冷却密封空气包括下列设备:
(1)20CB-1,2,防喘放气阀电磁阀
(2)23BN-1,2,88BN-1,2风机电机防潮加热器
(3)23TK-1,2,88TK-1,2风机电机防潮加热器
(4)33CB-1,9级左侧(顺气流方向)防喘放气阀位置开关
(5)33CB-2,9级右侧(顺气流方向)防喘放气阀位置开关
(6)33CB-3,13级左侧(顺气流方向)防喘放气阀位置开关
(7)33CB-4,13级右侧(顺气流方向)防喘放气阀位置开关
(8)63BN-1,2,#2轴承冷却风机出口压力开关,设定值15±3英寸水柱
(9)63TK-1,2,透平框架冷却风机出口压力开关,设定值15±3英寸水柱
(10)88BN-1,2,#2轴承冷却风机马达,功率11KW
(11)88TK-1,2,透平框架冷却风机马达,功率30KW
(12)96CD-1A,1B,1C,压气机排气压力变送器
(13)FA6-1,压气机排气至防喘放气阀控制气源过滤器
(14)VA2-1,2,9级防喘放气阀
(15)VA2-3,4,13级防喘放气阀
(16)VCK7-1,2,透平框架冷却风机出口单向阀
(17)VCK7-3,4,#2轴承冷却风机出口单向阀
系统提供的冷却和密封功能如下:
(1)压气机防喘保护
(2)冷却受高温影响的内部零件
(3)冷却透平排气框架
(4)冷却#2轴承区
(5)为防喘放气阀提供操作空气源
1.3停机过程中防喘放气阀的应用
停机过程中,主控发出停机指令,燃气轮机减负荷,负荷按照控制系统定义的斜率下降全速空载,防喘放气阀打开。然后燃气轮机降转速,排气框架冷却风机停止运行,燃烧室熄火执行天然气泄露检测程序,透平间通风机停止,天然气模块间通风机停止,负荷齿轮间通风机停止,盘车电机运行,发电机间通风机停止,主液压油泵停止。
2压气机防喘放气阀最常见故障
压气机防喘放气阀位置故障CompressorBleedValvePosTrouble
条件:L86CBT=1(TRUE)→L4POST=1→L4T=1→Trip
原因:燃机并网前,或在燃机发电机52G解列后,四个防喘放气阀中任何一个阀未打开,为保护压气机不被损伤,燃机跳闸。并网后,防喘放气阀位置故障,不会导致燃机跳闸。
措施:在燃机启动前应检查四个防喘放气阀位置是否处于打开状态。
结束语
本文介绍了防喘放气阀在PG6111FA燃气轮机发电机组中的应用,随着机组运行时间的不断增加,防喘放气阀本身金属材料趋向老化、锈蚀,防喘放气阀故障问题将成为影响机组运行的重要因素,因此要加强维护工作中,对防喘放气阀的缺陷及隐患及时分析、处理,对燃机防喘放气阀进行定期检查。检查线圈电阻符合厂家出厂指标;绝缘测试仪500V档位测电磁阀线圈对外壳绝缘电阻≥20MΩ。断电情况下检查接线牢固、正确,送电情况下电磁阀动作正确可靠、灵活无卡涩,吸合无异响,行程开关动作可靠,阀门开关方向正确。做好周期性更换工作,以确保防喘放气阀安全稳定的运行。
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