西門子SGT6-5000F燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)氣濾脈沖反吹系統(tǒng)邏輯優(yōu)化

李金澤

摘 要：西門子SGT6-5000F（5）燃?xì)廨啓C(jī)壓氣機(jī)和發(fā)電機(jī)對進(jìn)氣空氣質(zhì)量有嚴(yán)格要求。文章介紹了沙特阿拉伯扎瓦爾電廠SGT6-5000F（5）燃?xì)廨啓C(jī)壓氣機(jī)和發(fā)電機(jī)進(jìn)氣濾脈沖反吹系統(tǒng)及其運(yùn)行方式，結(jié)合機(jī)組運(yùn)行實(shí)踐，并對發(fā)電機(jī)進(jìn)氣濾脈沖反吹系統(tǒng)邏輯進(jìn)行了優(yōu)化，提高了設(shè)備使用壽命。

關(guān)鍵詞：燃?xì)廨啓C(jī);進(jìn)氣濾脈沖反吹系統(tǒng);灰塵收集器;邏輯優(yōu)化

中圖分類號：TK477 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-1064（2021）01-025-03

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.01.010

西門子SGT6-5000F（5）燃?xì)廨啓C(jī)以空氣及燃?xì)鉃楣べ|(zhì)，其進(jìn)口空氣質(zhì)量和純凈度是提高燃?xì)廨啓C(jī)性能和可靠性的前提。當(dāng)進(jìn)口空氣濾網(wǎng)因污臟被堵塞時，進(jìn)氣濾網(wǎng)壓差大，進(jìn)氣壓力損失將顯著增大。進(jìn)氣壓力降低后，在保持燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)最高壓力（即壓氣機(jī)出口壓力）不變時，壓氣機(jī)的比功必須增加，這時出力將更多地消耗于帶動壓氣機(jī)，導(dǎo)致燃?xì)廨啓C(jī)的功率和效率降低。另外，進(jìn)口壓力降低會使空氣的比容增加，空氣質(zhì)量流量減少，也將導(dǎo)致機(jī)組輸出功率降低。因此，燃機(jī)進(jìn)氣濾網(wǎng)壓差大會從兩方面引起燃?xì)廨啓C(jī)輸出功率的降低，進(jìn)氣過濾系統(tǒng)對燃?xì)廨啓C(jī)電廠的經(jīng)濟(jì)性有較大影響。

西門子SGEN6-1000A燃機(jī)發(fā)電機(jī)冷卻采用空冷方式。大氣環(huán)境中的空氣經(jīng)過發(fā)電機(jī)進(jìn)氣濾網(wǎng)進(jìn)入發(fā)電機(jī)罩殼，冷卻發(fā)電機(jī)內(nèi)部，然后經(jīng)排氣管道排出。該系統(tǒng)是由發(fā)電機(jī)自身旋轉(zhuǎn)而為空氣流通提供動力源。機(jī)組長時間穩(wěn)定運(yùn)行，空氣中大部分灰塵、異物等會吸附在濾網(wǎng)上，降低冷卻空氣流量，影響發(fā)電機(jī)冷卻效果。那么，就需要進(jìn)氣脈沖反吹裝置來清理濾網(wǎng)上的灰塵、異物。

為了保持燃機(jī)進(jìn)氣濾網(wǎng)和發(fā)電機(jī)進(jìn)氣濾網(wǎng)清潔，降低濾網(wǎng)壓差，扎瓦爾燃機(jī)電廠的燃機(jī)和燃機(jī)發(fā)電機(jī)均設(shè)計(jì)了濾網(wǎng)脈沖反吹系統(tǒng)。

1 進(jìn)氣濾脈沖反吹系統(tǒng)工作流程

壓氣機(jī)進(jìn)氣濾和發(fā)電機(jī)進(jìn)氣濾都有兩臺脈沖空壓機(jī)，脈沖空壓機(jī)產(chǎn)生的壓縮空氣進(jìn)入反吹母管，再經(jīng)反吹電磁閥組的得電失電（一個電磁閥控制脈沖反吹的兩個噴嘴），瞬間釋放壓縮空氣，使壓縮空氣以脈沖形式經(jīng)噴嘴依次反吹每個脈沖濾網(wǎng)，將附著在濾網(wǎng)上的灰塵吹落。吹落的灰塵經(jīng)除灰管道進(jìn)入灰塵收集器除灰，最終達(dá)到清理進(jìn)氣濾網(wǎng)的目的。

2 燃?xì)廨啓C(jī)壓氣機(jī)進(jìn)氣濾脈沖反吹系統(tǒng)

對燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)氣過濾系統(tǒng)的基本要求是：進(jìn)入燃?xì)廨啓C(jī)的空氣必須進(jìn)行處理，濾除雜質(zhì)，以改善燃?xì)廨啓C(jī)壓氣機(jī)進(jìn)口的空氣質(zhì)量，并將進(jìn)口壓降保持在允許范圍內(nèi)，確保燃?xì)廨啓C(jī)的性能。

沙特阿拉伯扎瓦爾電廠燃?xì)廨啓C(jī)由德國西門子公司提供，型號為SGT6-5000F（5），燃機(jī)壓氣機(jī)進(jìn)氣濾及脈沖反吹系統(tǒng)主要包括：進(jìn)氣室、脈沖濾、精濾、兩臺脈沖空壓機(jī)、除灰螺桿風(fēng)機(jī)、灰塵收集系統(tǒng)等。

沙特阿拉伯扎瓦爾電廠燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)采用立式二面迎風(fēng)進(jìn)氣裝置，由唐納森（Donaldson）公司提供，設(shè)計(jì)額定流量為31.598m3/min，最大進(jìn)氣溫度80℃，有728對濾筒。立式過濾室上配置了脈沖反吹系統(tǒng)，用來清潔脈沖濾網(wǎng)。壓氣機(jī)進(jìn)氣濾脈沖反吹系統(tǒng)有兩臺脈沖空壓機(jī)（MBL20AN001，MBL21AN001），一臺運(yùn)行，另一臺備用，脈沖反吹系統(tǒng)提供壓縮空氣脈沖，使空氣暫時反向流過濾芯，驅(qū)除積聚在濾芯進(jìn)氣側(cè)的積灰，從而延長濾芯的使用壽命，有助于保持過濾器效率[1]。脈沖清洗系統(tǒng)使用的純凈干燥空氣，由兩臺脈沖空壓機(jī)提供，空氣經(jīng)脈沖空壓機(jī)壓縮后，經(jīng)過干燥器和過濾器進(jìn)行干燥過濾，進(jìn)入儲氣罐，再經(jīng)儲氣罐進(jìn)入反吹母管，儲氣罐出口壓力105psi～115psi。

燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)氣濾脈沖反吹有兩種模式，自動模式和手動模式。

當(dāng)脈沖空壓機(jī)正常運(yùn)行時，燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)氣濾可以在自動模式下按以下三種情況進(jìn)行自動反吹：

定時模式反吹。由操作員設(shè)置每天的反吹時間，每天8時和20時各反吹1h，控制器能夠使進(jìn)氣濾脈沖反吹系統(tǒng)執(zhí)行正常的清洗循環(huán)[2]。

進(jìn)入壓氣機(jī)的空氣相對濕度超過80%，進(jìn)氣濾脈沖反吹系統(tǒng)將啟動脈沖清洗，不管是否在回避脈沖時段，進(jìn)氣濾脈沖反吹系統(tǒng)都將啟動，直至相對濕度下降至設(shè)定值70%，反吹停止[3]。

壓氣機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)脈沖濾網(wǎng)壓差大于6.8mbar，將觸發(fā)差壓開關(guān)，不管是否在回避脈沖時段，進(jìn)氣濾脈沖反吹系統(tǒng)都將啟動進(jìn)行反吹，直至差壓降到5.6mbar以下，反吹停止。否則，進(jìn)氣濾脈沖反吹系統(tǒng)在機(jī)組停機(jī)更換進(jìn)氣濾網(wǎng)前，將一直保持在連續(xù)脈沖反吹模式。

當(dāng)脈沖空壓機(jī)正常運(yùn)行時，燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)氣濾在手動模式下，進(jìn)氣濾脈沖反吹系統(tǒng)會一直啟動進(jìn)行反吹，直至手動模式退出。建議機(jī)組在每次停機(jī)時，都要投入手動模式進(jìn)行反吹，因?yàn)橥C(jī)后壓氣機(jī)無進(jìn)氣，進(jìn)氣空氣流速為0，反吹效果更好[4]。

3 燃機(jī)發(fā)電機(jī)進(jìn)氣濾脈沖反吹系統(tǒng)

沙特阿拉伯扎瓦爾電廠燃機(jī)發(fā)電機(jī)由德國西門子公司提供，型號為SGEN6-1000A，發(fā)電機(jī)進(jìn)氣濾脈沖反吹系統(tǒng)主要包括：進(jìn)氣室、脈沖濾網(wǎng)、靜態(tài)濾網(wǎng)、兩臺脈沖空壓機(jī)、灰塵收集系統(tǒng)等。發(fā)電機(jī)自身旋轉(zhuǎn)為冷卻空氣流通提供動力源。

發(fā)電機(jī)進(jìn)氣濾脈沖反吹系統(tǒng)有兩臺脈沖空壓機(jī)（MKA30AN001 ，MKA31AN001），一臺運(yùn)行，另一臺備用，脈沖空壓機(jī)把脈沖空氣壓縮至145psi～175psi存入儲氣罐中。后經(jīng)干燥器干燥，調(diào)壓閥調(diào)節(jié)至90psi，再經(jīng)反吹電磁閥組的得電失電，使壓縮后的空氣以脈沖形式依次吹掃每個脈沖濾網(wǎng)。吹落的灰塵經(jīng)除灰管道被灰塵收集器收集清除，最終達(dá)到清理脈沖濾網(wǎng)的目的，使進(jìn)入到發(fā)電機(jī)內(nèi)部的冷卻空氣更加純凈，提高冷卻效果。發(fā)電機(jī)進(jìn)氣濾脈沖反吹系統(tǒng)能使機(jī)組可以長時間穩(wěn)定運(yùn)行，不致因?yàn)闉V網(wǎng)壓差高而停機(jī)處理。

4 發(fā)電機(jī)進(jìn)氣濾脈沖反吹系統(tǒng)存在的問題及修改建議

當(dāng)壓氣機(jī)進(jìn)氣濾或發(fā)電機(jī)進(jìn)氣濾反吹系統(tǒng)運(yùn)行時，灰塵收集器會自動啟動運(yùn)行，及時將反吹下來的灰塵從除灰管道吸出，防止除灰管道因灰塵過多而堵塞。

查詢邏輯可知：壓氣機(jī)進(jìn)氣濾反吹投入或發(fā)電機(jī)脈沖濾壓差達(dá)到反吹值（2.25英寸水柱），都會觸發(fā)灰塵收集器自動運(yùn)行。邏輯圖如圖1所示。

由于現(xiàn)機(jī)組大部分發(fā)電機(jī)進(jìn)氣濾脈沖反吹系統(tǒng)存在問題無法及時停機(jī)處理（如脈沖空壓機(jī)故障、反吹電磁閥等故障缺少備件），在壓氣機(jī)進(jìn)氣濾反吹未投入時，當(dāng)發(fā)電機(jī)脈沖濾壓差達(dá)到反吹值而反吹未投入，灰塵收集器仍然啟動。此時，灰塵收集器沒有發(fā)揮到作用，長期運(yùn)行會影響其性能及使用壽命。

建議將觸發(fā)灰塵收集器自動運(yùn)行的其中一個條件，即“發(fā)電機(jī)脈沖濾壓差達(dá)到反吹值（2.25英寸水柱）”改為“發(fā)電機(jī)脈沖濾壓差達(dá)到反吹值（2.25英寸水柱）和脈沖濾反吹已投入”共同觸發(fā)。

脈沖濾反吹投入時，發(fā)電機(jī)脈沖空壓機(jī)必須在運(yùn)行狀態(tài)，但是發(fā)電機(jī)脈沖空壓機(jī)運(yùn)行狀態(tài)無通訊信號，只有脈沖儲氣罐壓力低信號。經(jīng)過試驗(yàn)得出，可根據(jù)脈沖儲氣罐壓力低信號判斷發(fā)電機(jī)脈沖空壓機(jī)是否運(yùn)行（當(dāng)脈沖儲氣罐壓力低信號變?yōu)?時，發(fā)電機(jī)脈沖空壓機(jī)肯定在運(yùn)行狀態(tài);當(dāng)脈沖儲氣罐壓力低信號變?yōu)?時，發(fā)電機(jī)脈沖空壓機(jī)在停運(yùn)狀態(tài)）。因此，“脈沖濾反吹已投入”等同于“脈沖儲氣罐壓力正常”。

修改后的邏輯如圖2所示。邏輯修改后，當(dāng)發(fā)電機(jī)進(jìn)氣濾壓差達(dá)到反吹值（2.25英寸水柱）且發(fā)電機(jī)脈沖空壓機(jī)正常運(yùn)行，脈沖濾反吹系統(tǒng)投入，灰塵收集器運(yùn)行。當(dāng)發(fā)電機(jī)進(jìn)氣濾壓差達(dá)到反吹值（2.25英寸水柱），發(fā)電機(jī)脈沖空壓機(jī)未能正常運(yùn)行，脈沖濾反吹系統(tǒng)未投入，灰塵收集器不運(yùn)行。這樣，灰塵收集器才能發(fā)揮到作用。

5 結(jié)語

發(fā)電機(jī)進(jìn)氣濾脈沖反吹系統(tǒng)邏輯修改后，避免了因發(fā)電機(jī)反吹系統(tǒng)問題造成的灰塵收集器長時間空轉(zhuǎn)，延長灰塵收集器使用壽命，節(jié)省材料消耗，提高了機(jī)組經(jīng)濟(jì)性。

參考文獻(xiàn)

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