关键词：燃机电厂；保温加热；防冻
0.引言
燃气轮机热力循环为布雷顿循环，属于开式循环，燃机轮机对天然气和进气空气都有一定要求。应燃机燃烧室设计要求，天然气温度通常是燃机的一项启动点火条件。除此之外，天然气温度过低，仪表管道可能会被冻阻塞，管道上的表计和变送器无法工作，对机组安全产生威胁。燃机进气系统也有冰冻困扰，对于在高寒高湿的地区，燃气轮机进气系统在冬季常常会结冰堵塞，甚至“吞冰”而打坏机组叶片[1]。燃机进气系统前一般加装了过滤装置，若在湿度较大地区或是雾霾天气，滤网可能结霜[2]，如图1，造成进气系统压差过大，威胁机组运行安全。同时，滤网结霜时，更易粘附空气中杂质，影响滤网使用寿命。因此天然气、进气系统都需进行防冻处理。
1.天然气防冻
1.1 天然气电加热器防冻
某些型号燃机为了满足天然气华表指数，会放置天然气性能加热器。若性能加热器热源来自于本机组，性能加热器在启动点火时则无法投用，此时电加热器就尤为重要。虽然电加热器能把天然气加热到机组启动点火要求的温度，但加热器前天然气管理没有被加热到，天然气仪表管依然会被冻阻塞。
1.2 管道电伴热带防冻
天然气管道上缠上电伴热带能有效防止仪表管冻阻塞，其工作原理是通过电热带散发的热量，间接加热被伴管道内的天然气，避免天然气温度过低被动阻塞仪表管道，以达到防冻保温的目的。伴热带安装简便，但经济性、热效率不高。
1.3 水浴、辅汽防冻
铺设管道向天然气调压站提供蒸汽或热水，能显著提高天然气温度。作用与伴热带防冻类似，但此加热方式，效率更高，也更为节能，不过另外需要供热源。因为存在供热管道施工、保温等工作，在未有防冻措施的机组加装水浴加热装置，要比电伴热需要更高的改造成本。
2.进气空气防冻
2.1 热水换热器防冻
某电厂处于京津冀地区，冬季雾霾天较多，进气滤网因结霜导致积垢严重，如图2，机组进气系统差压长期处在报警值，随时有跳机的风险。针对此问题，电厂从厂用生活热水取一路水源至进气系统入口，加热进气空气。最终结果是有效降低了滤网压差，不仅保证了机组在雾霾、高湿度天气下安全运行，而且使燃机压气机有了更好的工作效率，从而整个联合循环效率得以提高。并且，进气系统的初级滤网不结霜后，空气中杂质布艺附着，滤芯的使用寿命显著提高。
2.2 IBH（进气加热）防冻
某些燃机会设置IBH，此装置会从燃机透平后抽气（温度约为400℃～600℃之间）至压气机进气系统入口。在带有DLN2.0+燃料喷嘴的燃气轮机中，IBH有扩大DLN2.0+燃烧室预混燃烧工作范围和限制压比超限的作用。与此同时，他还有给进气系统防冰的作用。不考虑进气系统压损的情况下，提高进气温度，会降低压气机效率，但在冬天滤网因结霜差压过高时，IBH提高了进气温度，但减少了进气系统的压损。
3.总结
1）天然气防冻方式有电加热器防冻、电伴热带防冻和水浴加热防冻，各有各的优势和局限性。
2）在特定地区，进气加热防冰能显著提高机组安全性，同时还能提高其经济效益。
3）冬天燃机防冻是重要，需根据机组和当天气候情况，选择相适应的防冰防冻措施。
参考文献：
[1] Majed Sammak. Anti-Icing in Gas Turbines Isrn Lutmdn/Tmhp－0615090－EISSN 0282 －1990:50，63.
[2] 陈仁贵，陈磊，王清亮. 燃气轮机进气防冰系统国内外技术对比分析[J]. 热能动力工程，2013,(6):570-572.
[3] 周延鹤，天然气低温运行的危害分析及应对措施[J].2013.
论文作者:王健
论文发表刊物:《中国电业》2019年第12期下
论文发表时间:2019/12/2
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