摘 要:我国电力事业快速发展,水电厂过滤系统配置出现故障的次数也在不断增多,给电厂和整个电力系统的安全运行造成巨大冲击。为了保证燃气轮机进气过滤系统的正常运转,必须保证燃气轮机进气过滤系统配置符合要求,同时积极加强对过滤系统的正常运行维护,从而有效减少燃气轮机过滤系统发生故障的几率。
关键词:燃气轮机;进气过滤系统;配置;运行维护
引言
燃气轮机过滤系统能够确保燃气轮机高速安全稳定运行,对燃气轮机的转速和负荷具有直接影响,而且对整个机组的安全运行起到决定性作用,本文针对燃气轮机在特定工况下过滤系统出现严重摆动的原因,进行深入探究,并且给出相应的解决方案。没有及时处理,很容易造成发动机过热损毁,给发电厂造成巨大的经济损失,严重的还会导致电力系统运行受到干扰。为此,燃气轮机运维人员必须掌握非全相故障处理策略,做好预防措施,避免事故发生,确保燃气轮机组稳定运行。
1燃气轮机过滤系统故障产生的原因
进气过滤装置一般采用强度高、密实的滤材,当大量粉尘在滤材表面结痂(这种痂状物俗称“滤饼”)时,使用反向脉冲气流能使“滤饼”脱落,使滤芯的气流阻力随之回落。这种带有脉冲反吹系统的过滤装置称为“自洁式过滤器”。过滤元件一般为刚性滤筒,圆筒式过滤器采用高效木桨纤维滤纸,耐破度较好,因此可以直接采用一级过滤系统。燃气轮机调节保安系统能够对燃气轮机启动停机带负荷运行进行自动化控制,从而满足各种工况运行的需要,及时调节燃气轮机的运行功率,满足外界负荷的实际变化情况,确保电网保持在50赫兹左右。当机组出现异常故障时,也能够自动改变工况,直至停机,从而提高机组安全稳定运行的水平。从目前来看,燃气轮机转速和功率控制主要由调节机组进气量大小决定,当燃气轮机组进气量大小发生变化时,必须要对阀门开度进行调节,而通过对油动机开度,大小控制燃气轮机进汽门开度,这样就能够对机组的整体进气量进行合理调节,保证燃气轮机转速负荷得到有效控制,由于调门运行周期过长,关键部位受到磨损严重,燃气轮机组故障非常频繁,造成机组的安全性与稳定性受到干扰,燃气轮机过滤系统是目前燃气轮机常见的故障类型,而且过滤系统与多个因素具有密切关联。有关的任何设备部件都可能造成机组异常振动,所以必须针对过滤系统的具体原因进行分析。
2燃气轮机过滤系统故障的主要危害
2.1过滤系统故障对燃气轮机的影响
在燃气轮机正常运行时,出现负序电流,导致负磁场旋转,可能会造成燃气轮机转子发热,机组振动增大,还有定子绕组,受到负荷不平衡的影响而出现绕组过热的情况,燃气轮机负序电流超过额定值8%以上,则会使燃气轮机局部温度异常升高,给燃气轮机的运行造成严重干扰。燃气轮机进气过滤系统可靠运行是提高燃气轮机性能和可靠性的前提。该系统为进入的大气滤除杂质,以改善供给压气机进口的空气质量;并将进口压降保持在允许的范围,保证燃气轮机的性能,对燃气轮机的经济性有较大影响。
目前大多数燃气轮机转子绕组主要采用氢冷方式,出现过滤系统配置容易造成燃气轮机漏氢现相,异步运行加剧燃气轮机的异常振动。当振动摩擦时可能会与燃气轮机泄漏的氢气发生接触,产生氢气爆炸的危害,严重威胁人身安全。燃气轮机损坏维修时间非常长,给电厂的经济造成影响,对电网系统也会造成安全隐患。
2.2过滤系统故障系统的危害
在过滤系统故障时,很容易导致负序电流和零序电流在非全相系统中快速,与相连的线路流通影响继电保护工作状态,无法触发继电保护装置。长时间处于过滤系统故障还可能发生短路的问题,引起系统继电保护误动作,当电力系统处于不均衡过滤系统故障状态时,零序电流过大。接地装置快速升高,也会使电力系统消耗增大,使电力系统的经济受到影响。
3燃气轮机过滤系统维护的主要策略
3.1及时针对电力设计问题排除故障
在过滤系统设计时,没有根据当地的自然条件、地形地势特征进行分析,缺乏长远规划,导致过滤系统无法应对突发的自然情况。应该积极针对可能出现的电力设计问题做出故障排除。过滤系统设计还要严格遵守国家颁布的法律法规,规范体系和制度要求,确保过滤系统设计符合规范,安全稳定运行。
3.2提升过滤系统运行维护人员的综合素质
运营维修人员的素质直接决定了线路运营维修的整体质量,及时针对运行维护人员进行考核与培训,不符合要求则要及时替换,确保维修团队的综合实力全面提高。电力企业还积极招聘具有专业技能型的人才,吸引更多优秀的人才进入到电力企业之中,确保过滤系统运行维护的整体效果。
在过滤系统建设时,过滤系统与人员安全问题会直接影响过滤系统的运行效果,为此必须要积极加强安全管理,将故障的危险系数降至最低。在遇到过滤系统永久故障时,必须对故障进行快速识别,并且隔离故障发生的位置,从而形成新的配电系统,保证电网安全稳定运行。还应该利用馈线断路器跳闸对故障进行正确处置,线路运行中因为某一部位而引发故障,则馈电线路会自动跳闸,直至故障恢复之后再次重合,保证线路出现问题之后还能够顺利运行,避免出现过滤系统瘫痪。
3.3深入探究过滤系统故障来源
在过滤系统运行故障检修时,深入分析故障的根源,为处理故障提供充足的理论支持,例如:在对过滤系统接地故障分析时,很可能是因为过滤系统自身故障或者绝缘层被破坏,在处理接地故障时,加强对过滤系统测量,控制线路对地面的绝缘,过滤系统出现接地故障,绝缘电阻会明显下降,必须对绝缘电表准确测量进行分析。过滤系统分支众多,接地故障对其余分支线路造成影响,则必须对开关的区段进行划分,直至找出最故障的位置。对绝缘子和瓷瓶进行定期清理,保证无污染无破损。建议机组每次停机时都要进行手动反吹。目的是利用干燥、温度较高的反吹气源吹干受潮的过滤器滤纸,降低进气阻力,提高滤芯强度,降低灰尘的附着力。但由于燃气轮机在电网中主要以调峰为主,往往是日开夜停,晚间反吹会产生一定的噪音,从环保角度考虑,反吹时间不能太长。 最后,还要特别注意防止因空气湿度增加而使灰尘吸附力增加。要根据天气的湿度情况检查原反吹系统是否启动,及时地将过滤器表面的灰尘反吹掉。对停机时间较长的机组,在开机前也要进行1-2个周期的压缩空气反吹,这样可清除因长期停运而附着在过滤器表面的灰尘。
3.4建立健全过滤系统检修制度
电力运行检修制度能够对过滤系统起到良好维护效果,根据国家发布的《电业生产安全工作流程》《送电专业生产工作制度》等,确保过滤系统运行检修符合相关的法律政策。还要对各项规范条例内容进行合理设计,保证过滤系统运行检修的整体效果。过滤系统检修时,必须对过滤系统运行的过程中产生的具体流程数据进行分析总结归纳,确保在正常的数据范围中,完成各项检修工作,为运行维护人员提供相应的数据参考信息。
结语
燃气轮机过滤系统故障不仅会对系统机组造成严重威胁,还可能导致人身安全事故,必须要及时采取有效措施积极应对,有效避免燃气轮机损坏。本文针对燃气轮机过滤系统配置进行详细介绍,为过滤系统配置处理提供重要参考。日常运维时应该加强人员培训和事故演习,了解过滤系统故障机制,在过滤系统故障出现时才能够准确处理,确保电力系统的安全稳定。
参考文献
[1] 张涛,刘志坦,付忠广,郝洪亮,朱鸿飞,严志远.燃气轮机进气系统湿堵分析及对策[J]. 中国电力. 2018(12)
[2] 高涌,田鑫,吴寅琛.燃气轮机空气过滤系统预过滤器改造效果评估[J]. 华电技术. 2020(06)
[3] 白云山,田鑫,刘志敏.燃气轮机进气过滤系统滤网更换周期优化模型研究[J]. 华电技术. 2019(08)
[4] 吴文健,应光耀,毛志伟,包劲松,吕浩,陈坚红.燃气轮机进气过滤系统研究综述及在当前我国雾霾天气下的优化策略[J]. 燃气轮机技术. 2018(04)
作者简介:师岳强(1989.8-), 男 ,羌,四川北川羌族自治县 ,本科 助理工程师,研究方向:燃气轮机.