9F燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)氣過濾系統(tǒng)的優(yōu)化改造

楊環(huán)宇++李晶+++陳志鑫+++胡志勇+++雷震+++朱建華

摘 要：介紹了北京京橋熱電有限責(zé)任公司9F型燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)氣過濾系統(tǒng)的構(gòu)造和組成，分析了進(jìn)氣過濾系統(tǒng)存在的問題，指出了惡劣天氣，如霧霾、沙塵暴等對燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)過濾器造成的嚴(yán)重影響，制定出了高效的改造方案，通過兩臺(tái)機(jī)組運(yùn)行參數(shù)和改造效果的對比，改造后的機(jī)組性能得到了明顯改善，增強(qiáng)機(jī)組的安全性和穩(wěn)定性，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

關(guān)鍵詞：燃?xì)廨啓C(jī)；進(jìn)氣過濾系統(tǒng)；過濾改造；袋式粗濾

燃機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)的作用在于將空氣中的塵土過濾掉，并對空氣中的液滴進(jìn)行初步分離，得到過濾后的潔凈空氣，最后將其供應(yīng)到燃機(jī)壓氣機(jī)中，從而為燃機(jī)運(yùn)行提供條件。由此可見，燃?xì)廨啓C(jī)的進(jìn)氣過濾系統(tǒng)對于機(jī)組整體性能起著至關(guān)重要的作用，而外界環(huán)境及天氣則直接影響著燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)氣過濾系統(tǒng)運(yùn)行。

1 燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)氣過濾系統(tǒng)介紹

北京草橋燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)熱電廠二期工程，應(yīng)用2×350MW級燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)二拖一多軸機(jī)組。全廠的配置包括：2臺(tái)SGT5-4000F（4）型燃機(jī)、2臺(tái)300MW燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)、2臺(tái)余熱鍋爐、1臺(tái)供熱蒸汽輪機(jī)和1臺(tái)300MW汽輪發(fā)電機(jī)。燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)組與蒸汽輪發(fā)電機(jī)組都屬于分軸布置。燃機(jī)是由德國西門子公司所生產(chǎn)的，型號為：SGT5-4000F（4），燃機(jī)是由15級的軸流式壓氣機(jī)、24個(gè)低NOx燃燒器所組成的環(huán)形燃燒系統(tǒng)、燃機(jī)輔助系統(tǒng)以及4級透平所組成。根據(jù)西門子公司的要求，對9F級燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)行典型布置。將燃?xì)廨啓C(jī)的進(jìn)氣系統(tǒng)放置在發(fā)電機(jī)房的屋頂位置時(shí)，可以起到對空氣中塵土進(jìn)行過濾，并分離空氣液滴，為燃?xì)廨啓C(jī)提供潔凈空氣的作用。這套進(jìn)氣系統(tǒng)最開始是由德國康菲爾公司所設(shè)計(jì)和制造的，后又通過京橋熱電進(jìn)行改造，從而形成了現(xiàn)在的進(jìn)氣過濾系統(tǒng)。進(jìn)氣過濾系統(tǒng)屬于2級多層設(shè)計(jì)，第1級是防凍倉，從內(nèi)到外依次為風(fēng)雨百葉窗除濕器、防冰凍系統(tǒng)、防柳絮網(wǎng)和風(fēng)雨防護(hù)罩。第2級是過濾器倉，主要包括精濾層和折疊式板式粗濾層，其中，精濾層是有2個(gè)直筒的組裝式濾芯，一共768套，折疊式板式粗濾則是由玻璃纖維無紡布折疊好并用金屬骨架固定在1個(gè)不銹鋼框架內(nèi)制作而成，共256塊。精濾層中還帶有脈沖反吹自清潔系統(tǒng)。精濾層和粗濾層都是分為4個(gè)層次進(jìn)行布置。

2 燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)氣過濾系統(tǒng)存在的問題

2014年2-4月以及10-12月，北京出現(xiàn)長時(shí)間霧霾天氣，空氣質(zhì)量非常差，京橋熱電#1、#2燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)氣過濾系統(tǒng)壓差增長較快，造成機(jī)組處于低負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，熱網(wǎng)供暖情況緊張，為了提高機(jī)組的發(fā)電和供熱效率，當(dāng)霧霾頻發(fā)的時(shí)期，可以經(jīng)常更換進(jìn)氣過濾系統(tǒng)中的防凍倉G4級粗濾及過濾倉板式G4粗濾，同時(shí)結(jié)合壓差的形成原因，筆者認(rèn)為燃機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)存在以下問題：

（1）由于北京市空氣含塵量偏高，而且近年來頻繁出現(xiàn)霧霾、沙塵暴等惡劣天氣，導(dǎo)致短時(shí)間內(nèi)，空氣中的灰塵、濕度大大增加，而經(jīng)過2013年改造后的兩層粗濾設(shè)計(jì)，即外層防凍倉G4級粗濾及內(nèi)層過濾倉板式G4粗濾，雖然吸塵量有較大提升，但是仍然不能應(yīng)對北京的霧霾頻發(fā)天氣，導(dǎo)致燃?xì)廨啓C(jī)運(yùn)行時(shí)進(jìn)氣過濾系統(tǒng)壓差增長較快，影響燃?xì)廨啓C(jī)供電負(fù)荷及熱網(wǎng)供熱。

（2）燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)氣過濾系統(tǒng)粗濾在霧霾頻發(fā)天氣時(shí)更換頻次較多，由于經(jīng)常更換粗濾造成粗濾上灰塵掉落污染了燃機(jī)精濾，致使燃機(jī)精濾壓差增長較快，燃機(jī)進(jìn)氣過濾系統(tǒng)總體壓差維持在較高水平，嚴(yán)重影響了機(jī)組發(fā)電及熱網(wǎng)供熱，造成很大的經(jīng)濟(jì)損失，而且影響民生。

（3）由于進(jìn)氣過濾系統(tǒng)粗濾容塵量較低，在應(yīng)對北京這種霧霾頻發(fā)天氣時(shí)很快達(dá)到飽和狀態(tài)，因此在冬季霧霾天氣時(shí)需要頻繁更換燃機(jī)進(jìn)氣粗濾，維護(hù)費(fèi)用較高，影響機(jī)組效率。

3 燃機(jī)進(jìn)氣過濾系統(tǒng)改造

本次檢修只對京橋熱電#2燃機(jī)進(jìn)氣過濾系統(tǒng)進(jìn)行改造，#1燃機(jī)進(jìn)氣過濾系統(tǒng)保持原樣，這樣更能比較粗濾改造的實(shí)際效果。經(jīng)過與燃機(jī)進(jìn)氣粗濾廠家的進(jìn)行探討，結(jié)合機(jī)組進(jìn)氣過濾系統(tǒng)已經(jīng)定型的基礎(chǔ)框架，在現(xiàn)有結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上只對#2燃機(jī)進(jìn)氣過濾系統(tǒng)過濾倉板式G4粗濾模塊進(jìn)行改造。

原過濾倉板式G4粗濾設(shè)計(jì)參數(shù)：板式G4粗濾模塊由兩種規(guī)格板框式粗濾組成，第一種將寬500mm長7500mm厚80mm的玻璃纖維無紡布折疊好，雙面用鍍鋅網(wǎng)支撐固定在一個(gè)497*1593*50mm不銹鋼框架內(nèi)，第二種將寬500mm長5500mm厚80mm的玻璃纖維無紡布折疊好，雙面用鍍鋅網(wǎng)支撐固定在一個(gè)497*1073*50mm不銹鋼框架內(nèi)。兩種板框式粗濾各128塊/臺(tái)，初始壓降86Pa。改造后的粗濾為袋式粗濾，袋式過濾器結(jié)構(gòu)：單個(gè)過濾外形尺寸為497×531×500-10D，每個(gè)過濾器由10個(gè)袋組成，滿足EN779-2012[5]標(biāo)準(zhǔn)M6，濾袋與濾袋之間的間隔均勻，濾袋的進(jìn)風(fēng)通道平滑通暢，避免了多余的濾料阻塞通道或者造成紊流現(xiàn)象，初始壓差62Pa，每套640塊。

4 經(jīng)濟(jì)效益分析

根據(jù)西門子燃?xì)廨啓C(jī)的運(yùn)行特點(diǎn)，其中進(jìn)氣過濾系統(tǒng)的壓差會(huì)對燃?xì)廨啓C(jī)機(jī)組的整體負(fù)荷產(chǎn)生直接影響，根據(jù)西門子公司所提供的數(shù)據(jù)可知，當(dāng)出現(xiàn)500Pa的壓差時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致機(jī)組出現(xiàn)2MW功率的損失。根據(jù)機(jī)組年發(fā)電4500h進(jìn)行計(jì)算可知，在機(jī)組運(yùn)行時(shí)，根據(jù)袋式粗濾平均壓差相較于板框式粗濾的平均壓差低100Pa進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果顯示，其所增加的發(fā)電量大約有1800MW·h（單臺(tái)機(jī)），上網(wǎng)電價(jià)按照0.80元/（kW·h）進(jìn)行核算，則能夠直接增加經(jīng)濟(jì)收益高達(dá)144萬元。

5 結(jié)束語

通過對京橋熱電#2燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)氣過濾系統(tǒng)的改造，有效的降低了進(jìn)氣過濾其系統(tǒng)壓差，使過濾倉袋式粗濾的更換周期延長，減少了粗濾更換頻次，避免了對精濾的污染，保證了精濾的潔凈，更是提高了機(jī)組應(yīng)對霧霾、沙塵等惡劣天氣的能力，通過這樣有針對性的改進(jìn)，使機(jī)組的整體運(yùn)行水平有了明顯的改善，機(jī)組的經(jīng)濟(jì)效益有了提升。對于其余電廠燃?xì)廨啓C(jī)組過濾系統(tǒng)改造提供了參考，結(jié)合自身實(shí)際出發(fā)，找到合適的優(yōu)化解決方案。

參考文獻(xiàn)

[1]俞立凡，方煒.9F燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)氣過濾系統(tǒng)的運(yùn)行及改進(jìn)[J].浙江電力，2007（6）：36-38.

[2]謝亞軍.燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)氣過濾系統(tǒng)的改造[J].華電技術(shù)，2013，35（7）：64-65.