燃机进气加热系统改造工程研究

Electric Power System EquipmentElectric System电力系统

2019年第3期

2019 No.3

燃机进气加热系统改造工程研究

李润丰

（东莞深能源樟洋电力有限公司，广东东莞 523617）

［摘 要］燃机进气加热系统目前在我国应用于很多个领域，尤其是在我国一些北方地区，在寒冷的天气里，燃机进气加热系统可以有效防止压气机的进口部位结冰，这样一来就可以切实保障压气机能够安全稳定地工作运行。为了解决燃机进气加热系统存在的缺陷，降低在恶劣天气环境对压气机进气系统所能够造成的危害性，本文对燃机进气加热系统进行了详细的研究分析，包括燃机进气加热系统的安全性、经济性以及对燃机进气加热系统进行适当的改造来保障系统的稳定运行。［关键词］燃机；进气加热系统；改造［中图分类号］TM611.3　　　　　［文献标志码］B　　　　　［文章编号］1001–523X（2019）03–0069–02

Research on Retrofit Engineering of Gas Engine Intake Heating System

Li Run-feng

［Abstract］Gas engine intake heating system is currently used in many fields in China, especially in some northern regions of China. In cold weather, the gas engine intake heating system can effectively prevent the compressor from freezing at the inlet, so that the compressor can work safely and steadily. In order to solve the defects of gas turbine intake heating system and reduce the harmfulness to the compressor intake system caused by bad weather, this paper makes a detailed study and analysis of the gas turbine intake heating system, including the safety, economy of the gas turbine intake heating system and the appropriate modification of the gas turbine intake heating system to ensure the stable operation of the system.

［Keywords］gas turbine; intake heating system; modification1 燃机进气加热系统概述

燃机进气加热系统是通过抽出一部分压气机排气，向压气机进口输送，对压气机进行进气加热，气动执行机构可以提供气动的压力条件以及帮助转换电流，并且该气动执行机

构还能用来控制驱动加热装置。燃机中有一个系统叫做仪用空气系统，它是用来为系统提供充足的气源，根据控制系统给出的输出电流高地，经过一系列的转换，实现在不同的气压环境下，控制阀门的张开大小不同。

4 电气设备的选择与优势

高质量的金属铠装开关柜作为10 kV高压柜是一个很好的选择，首先其抽出式设计很好地提升了使用的便捷性。同时在其内部配有真空断路器，使供配电系统工作节省了工作复杂度。由于供配电系统涉及到高压电，对工作人员具有很大的威胁性，因此，电气设备的安全性非常重要。金属铠装抽出式开关柜具有很好的绝缘性，保障了工作过程与工作环境的安全性。而且其材质坚固，更为耐用，相较于其它高压柜使用寿命更长，综合条件均符合国家相关标准。

为了更好地控制及保护供电系统，变电站综合自动化技术的支撑非常重要，可以采用CSC系列的微机综合保护设施。通过对其模块化技术的应用，实现无需人为介入，完全自动工作的目标，经济实惠的同时保障了供电系统的安全性。5 电气计量

智能化供配电系统工程的电气计量方式采用高压计量方式来进行无疑是当前最科学有效的。在运用高压计量方式过程中，需要在所有的10 kV电源进线处安置专用的计量设备，为了保障计量设备对智能化供配电系统工程的需求，计量装置的获取途径应建立在供电部门上，这样可以在实验计量装置时与供电部门相协商与探讨，彼此对计量装置的情况与应用有一个明确的认知和了解。为了方便物业内部管理人员使用，将计量装置安排在各低压电源进线处及景观照明等馈线回路处是非常有必要的。

6 结语

随着我国经济的高速发展，建筑领域有了很大的突破，特别在建筑规模以及功能上都有了更大的提升。建筑工程向智能化发展已成为世界的共识，对人类文明的发展与推动有着重要意义。然而智能化建筑要想实现其智能性，除了在建筑设计上用心之外，更重要的是需要完善的智能化供配电系统来支撑。鉴于我国智能化供配电系统工程发展起步较晚，所以在应用技术和经验上依然有待完善。为此，本文特围绕智能化供配电系统工程设计进行了论述，并结合当前智能建筑需求提出了供配电系统工程设计方案，相信随着实践经验与技术的提升，我国智能化供配电系统工程设计会更加完善，为更多智能化需求领域做出贡献。

参考文献

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2019.3 电力系统装备丨69

2019年第3期

2019 No.3

Electric System电力系统

Electric Power System Equipment电力系统装备

2 压气机进气过滤系统存在的问题

燃气轮机、压气机、加热装置是燃机结构主要的三部分。压气机的进气过滤系统通常分为两部分，最外层是百叶窗和防鸟网，防止雨雪以及大型昆虫鸟类等进入进气系统。过滤装置分为两个级别，分别是粗滤和精滤，粗滤网可以隔绝直径较大的尘埃或杂质，精滤网对于直径很小的颗粒物也有过滤作用，这些装置联合作用起到过滤空气的作用。由于进气过滤系统的构造比较精密，在工作时可能会出现以下问题。（1）入口滤网堵塞

随着地球生态地理环境的恶化，空气质量变得越来越差，可靠性和运行安全性大大提高，尽量减小对机组负荷的影响并防止污染物进入机组内部。

（3）对进气粗滤网的结构进行改造

考虑到单层粗滤网已经不能满足燃机工作需要，在过滤仓内部增加一层粗滤网，检测到某个粗滤网压差过大时，可以及时更换，并且不会对燃机的工作和人们的生活造成过于严重的影响，同时减轻精过滤器的工作负担，保护了精过滤器的滤芯，延长其使用寿命，实现燃机连续稳定高效的运行。除此之外，将粗滤网做成折叠结构并更换精过滤器的滤芯材料也是一个很好的办法，将滤芯材质换为水性玻璃纤维后，尤其是近些年，几乎全国各地尤其是北方城市的污染指数不断上升，空气中的颗粒污染物对于燃机压气系统的破坏是显而易见的，滤网污染程度增加，尤其是风沙、霾雪等大颗粒污染物，在超过滤网自洁功能之后，更容易堵塞入口滤网，而压气机工作的前后压差也由此受到影响，从而降低燃机工作效率，严重时会对燃机的正常工作造成毁灭性破坏，使整个燃机系统瘫痪。

（2）机组热耗率增加

当入口滤网被大颗粒污染物堵塞时，只有少量空气能通过滤网进入燃烧室，燃料不能与充足的氧气接触便不能燃烧或燃烧不充分，造成热效率非常低，排烟量的不断下降也会导致机组的热耗增加，且燃料燃烧不充分很可能生成有毒有害的污染物进一步破坏大气。当滤网堵塞严重时，污染物的直径大于滤网直径，则会造成滤网破损，污染燃机内部零件，甚至发生安全事故。在雾霾天气下，空气湿度在恒定值附近上下波动，到午夜时分开始下降，而滤网压差在一天中的晚上八点左右达到最大，经历了先上升后下降的环节，机组负荷则在上午八点到次日两点之间保持较低水准，其余时间负荷较高。根据对冬季雾霾天气下京西热电压气机入口压差的表述可知，颗粒物堵塞滤网后，给燃机负荷带来了不利影响。（3）滤网维护困难

压气机过滤系统的过滤装置分为粗滤网和细滤网，粗滤网分布在过滤仓层，且滤芯为一次性产品。由于不能随时取下清洗，在选用进口粗滤网的时候，还会面临价格昂贵、供货周期长，造成机组维护费用占据支出的一大部分，使收益下降。当颗粒物污染滤网后，存在进气压差问题，给维护人员的工作带来麻烦，因为其不能进入过滤仓更换滤网，若遇到压差问题过于严重时，必须停下机组的运行进行维护，此时会给人们生活带来巨大影响，且燃机工作效率极大降低造成严重经济损失。

3 压气机进气过滤系统改造

燃机现有的压气机进气系统普适性比较强，进气过滤系统进行适当改造后，使已经定型的基础框架变得更加具有环境适应性和优良的过滤性。针对压气机进气过滤系统实际运行中出现的问题从以下方面进行改造。（1）增加粗过滤网的面积

现有的粗过滤网在过滤大颗粒污染物方面作用显著，但是使用周期短并且不能循环使用，可以考虑增大其面积同时增加精过滤器的滤芯数量，在雾霾天气中一部分过滤网被堵塞，仍然有剩余部分可以起到良好的过滤作用，使空气正常进入。这样改进之后延长了粗过滤网的使用寿命，其更换周期也适当延长，机组的运行维护费用大幅降低。（2）增设一层防尘过滤网

在现有两级过滤网结构上再加一层过滤度较高的过滤网，罩在百叶窗外部，这样雾霾、风雪及沙尘就不能直接与百叶窗接触，其防尘过滤网就起到了较好的防护作用。但是增设防滤网可能对机组负荷造成影响，因而在空气质量优良时可以去掉增设的防滤网，使更多的空气进入燃烧室，给燃料燃烧提供足够的氧气。在恶劣天气条件下盖上防滤网，使过滤

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过滤精度提高，燃机工作效果更好。还可以将粗滤网做成模块化可供拆卸结构，清洗难度将会大大降低。保证了机组有效运行的时间，节约了成本，维护时间缩短，收益增加。4 改进效果

经过对进气系统改造前后的效果分析可知，不仅延长了过滤系统的使用寿命，机组日常维护的工作量也不断下降，提高了其应对雾霾等恶劣天气的能力，主要改进效果可分为以下部分：

（1）压气机进口滤网压差明显降低

无论是增加粗滤网的面积、增设防尘过滤网还是将粗滤网做成模块化结构，其根本目的都是增加粗滤网的更换周期，大约是原先周期的近两倍，使其经济利益最大化。改造完成后的粗滤网，过滤效果达到了令人满意的目的，降低了进气口压差，使用寿命大大提升，日常维护工作量简单且容易进行。一旦出现问题，更换粗滤网的时间也相比之前较短，热耗有所降低，机组的平稳安全运行得到有效保障。（2）经济效益的提升

针对改造完成的燃机取得的经济效应进行数据分析，由于燃机进气系统故障而停机更换滤芯折损的效益，在改造后大部分成为燃机可视化经济效益，每次更换滤网的直接经济损失的上百万元被节省下来作为收益的一部分。除去压气机过滤系统改造投入的资金，进口粗滤网的使用时限延长，使得昂贵的进口花费节约下来。滤芯的更换周期有所延长，精过滤器的滤芯使用寿命提高，并且由于粗滤网破损造成污染物损坏机组内部零件的情况也被杜绝。综合来看，燃机工作有效时间有所保障，维护和修复故障次数减少，从而带来的是经济利益的有效提升。5 结语

通过对燃机进气加热系统充分研究和深入的了解，熟知其系统存在的相关问题以及各个方面的细节，对燃机进气加热系统进行有效改造，然后投入生产，能够大大提高部分情况下燃联合循环系统的运行热效率，保障燃机工作系统的高效和稳定运行，同时也具备相当高的安全性，提升了整个企业的经济效益和社会效益。虽然本文对燃机进气加热系统进行了一些改造研究，但是还有很大的提升空间，相关部门和工作人员可以继续致力于改进工作，以得到更大的进步和提升。

参考文献

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