梁宝永 刘伟
青岛华丰伟业电力科技工程有限公司，山东青岛， 266100
Introduction of Siemens SGT6-5000F gas turbine instrument air system and fault analysis
Liang Baoyong Liu Wei
摘要：本文主要对西门子SGT6-5000F型燃机仪用空气系统进行简单介绍，并对常见故障进行分析及经验总结。燃机仪用空气系统作为燃机重要辅助系统之一，在燃机启停机及运行调整中起着至关重要的作用，仪用空气运行不稳或压力骤变，对机组的安全运行将构成极大的威胁，压力低甚至中断虽然没有直接保护引起机组跳闸，但是很有可能造成由于设备控制失灵使机组跳闸，往往还会造成事故扩大损坏设备，通过本文的介绍与分析使读者对该系统有个初步的了解。
关键字：燃气轮机；仪用空气；故障分析；防范措施；
Abstract: This article mainly introduces Siemens SGT6-5000F gas turbine instrument air system, and analyzes common faults and summarizes experience. As one of the important auxiliary systems of the gas turbine, the instrument air system of the gas turbine plays a vital role in the startup and shutdown of the gas turbine and the operation adjustment. The unstable operation of the instrument air or the sudden pressure change will constitute the safe operation of the unit A great threat, low pressure or even interruption. Although there is no direct protection to cause the unit to trip, it is very likely to cause the unit to trip due to equipment control failure, and often cause accidents to expand and damage the equipment. Have a preliminary understanding.
引言
随着时代的日益发展，在现代用电结构中，由于燃气轮机启动速度快，负荷升降迅速，对环境污染少而越来越被受到重视和广泛的应用，同时随着燃机技术的发展，以及国家能源结构的变化和对环保要求的提高，燃机电厂的发展势必会大大加速。某燃气-蒸汽联合循环电厂由12台燃汽轮机机，10台余热锅炉及5台蒸汽轮机组成。其中燃机是西门子公司生产的SGT6-5000F型燃气轮机。燃机由一个13级的高效率轴流式压气机（有一级入口可调导叶IGV及三级可调导叶VGV）、一个由16个燃烧器组成的环管形燃烧系统、一个4级透平转子组成。轴流式压气机转子和透平转子由中空的扭矩管连接，双轴承支撑，冷端驱动。标准状况下额定出力为232MW。
1.仪用空气系统介绍
1.1 仪用空气的作用
通常指加压的空气压缩机生产出的压缩空气，为电厂气动控制装置和仪表用气等提供气源，使用压缩空气作为它们的动力源。仪用空气通常要求过滤及干燥，保证仪用空气无杂质、无油，以防止控制系统卡涩。
1.2仪用空气气源及用户
燃机仪用压缩空气设计了两路供气管线，一路来源于燃机本体压气机排气的抽气，另一路是燃机自带两个空压机和全厂仪用空气母管供气，两路气源为一用一备，如图1：
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1.3仪用空气压力低对机组的不利影响
1)仪用空气压力作为燃机启动允许条件之一，如果压力低会闭锁启动指令，防止在启动时不能满足各用户压力导致启动失败，所以在启动前必须对仪用空气系统做全面检查，防止空压机故障或者仪用空气系统有泄漏导致仪用气压力不正常；
2)在正常运行时仪用空气是燃机多个重要阀门的动力来源，如仪用空气压力低时将直接影响机组安全稳定运行，甚至被迫停机、跳闸，造成负荷损失。
1.4仪用空气压力低时对用户直接影响
在仪用空气压力低至一定程度时，系统用户将受到直接影响：滑油罩壳百叶窗关闭，高、低压防喘阀关闭，空气注入控制阀关闭，转子冷却空气分离器泄放排泄阀打开，盘腔2/3温控阀打开，天然气系统OST阀关闭，OST阀后排气放散阀打开，燃烧室外壳疏水阀打开。
2.仪用空气系统常见故障
2.1仪用空气系统带水
1)由于燃机压气机排气抽气管线上油水过滤器长时间运行且滤芯已破损，但因备件供应不足，导致更换不及时，导致整个仪用空气系统带水，因此个别燃机压气机排气抽气供仪用气管线被隔离，仪用气供气可靠性大大降低。在检修过程中通过对多个气动阀的仪用气调压阀进行拆解，发现调压阀内部老化腐蚀严重，密封部件破损，失去密封效果。
2)储气罐自动疏水器故障导致疏水不及时造成压缩空气带水。
3)厂仪用空气干燥器故障无法有效进行空气干燥或储气罐疏水不及时。
4)空压机设备老化，特别是后部冷却器达不到冷却效果，致使空压机产生压缩空气进入干燥器前温度过高，空气中所含水分得不到冷却凝结。
2.2仪用空气系统存在漏点
1)现场设备长时间运行，气动阀上的电磁阀密封垫圈硬化，如图2所示，密封圈硬化断裂，密封部件易于老化失去弹性或损坏造成密封效果变差。
2)防喘放散阀仪用空气储气罐安全阀故障或安全阀密封件、气缸内气囊老化损坏漏气。
3)盘腔温控阀滤网密封件老化损坏漏气。
4)电磁阀长期处于高温环境，内部橡胶、塑料等密封配件老化。
5)仪用空气供气管线接口或活结松动导致仪用空气泄漏。
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2.3仪用空压机或启停空压机故障
1)启停空压机泄压电磁阀及疏水电磁阀故障。
2)仪用空压机或启停空压机出力不足、进气滤网脏污压差高或空压机冷却风扇故障。
3)燃机仪用空压机压力开关故障。
4)仪用空压机或启停空压机电动机故障或发生机械故障。
5)空压机控制面板、急停按钮故障或控制线路接线松动。
2.4燃机仪用空气系统调压阀或逆止阀故障
1)燃机仪用空气系统调压阀故障或压力开关故障，如图3所示，导致压力调节失灵，导致燃机仪用空压机联启，造成储气罐安全阀频繁动作。
2)厂用压缩空气至仪用空气系统逆止阀不严，仪用空气回流补充至厂用气管道。
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2.5仪用空气管道堵塞
1)仪用空气管道堵塞，有油污水等杂质，可能由于转子冷却风扇冷却后空气分离器故障导致油污水杂质前移，进入仪用气管道和燃机内，有可能造成叶片温度不均匀。
2)鳍形翅片冷却器出口自动疏水器故障导致疏水进入仪用空气管造成堵塞。
3)厂仪用空气系统过滤器故障，不能有效过滤掉空气中的杂质，使杂质进入仪用空气供气管道。
3.防范与整改措施
1)利用机组停机机会，检查所有电磁阀运行状态，对存在老化和长时间运行的设备进行更换。
2)定期检查、梳理机组运行存在的隐患，及时解决。在夏季高温湿热的恶劣环境下，加强检查与定期维护相应的设备。
3)过滤器堵塞未处理正常之前可以暂时开启过滤器旁路运行，保证机组运行。
4)排查仪用空气管路是否有漏点，疏水器是否故障一直排气，安全阀是否动作，对泄漏点及时处理，确保管路无泄压点。如果经检查未发现漏点，且疏水器没有泄压。需要重新检查整个仪用空气系统，必要时可申请停机处理。
5)尽量将仪用空气系统中的干燥装置投入正常运行，并对各仪用空气储气罐定期进行疏水，提高仪用气的干燥性。
6)对具备条件的仪用空气用户，如盘腔温控阀、水洗模块的仪用空气管道加装隔离阀，在发生泄漏时可以提高检修处理的机会，避免被迫停机。
7)对空压机进行定期检查维护，检查空压机的运转部件润滑充分和间隙适当，排除润滑油中的杂质，及时更换新的润滑油和油系统滤网并保证油路畅通。
8)机组停运期间对仪用空气系统压力开关进行校验，预防压力开关故障导致仪用空气压力低报警信号误发，使仪用空压机联启，导致仪用空气系统压力超出正常范围而损坏设备。
4.结语
仪用空气系统是燃气轮机中一个简单但非常重要的系统，该系统的任何一个故障都可能导致燃气轮机无法启动或设备损坏的故障。仪用空气系统故障的出现与定期检查的周期、大小修的质量有关。因此，及时发现系统异常进行检修，把好质量关，做到彻底、全面的检查和修复，是避免故障的重要方法。本文通过对西门子SGT6-5000F型燃机仪用空气系统的介绍和一些常见故障分与处理经验总结，在出现相同问题时，同类机组的电厂可以相互借鉴。
【参考文献】
[1] 《沙特扎瓦尔燃机电厂燃机O/M手册》
[2] 《沙特扎瓦尔联合循环电站SGT6-5000F型燃机运行规程》
【作者简介】
姓名：梁宝永 公司单位：青岛华丰伟业电力科技工程有限公司 职称：助理工程师
姓名：刘伟 公司单位：青岛华丰伟业电力科技工程有限公司 职称：助理工程师