摘要:燃机正常运行的关键在于是确保其防喘系统运行的正常,并确保其防喘系统不发生喘振。本文将首先对压气机的喘振原理进行简要的介绍,然后笔者将会就机组运行的实际情况结合常见的导动作滞缓情况,对防喘气阀打开延迟等一系列设备故障的原因进行详细的分析并提出具有实际可操作性的处理方案。
关键词:燃机压气机;防喘设备;故障分析;故障处理
就燃机压气机的工作原理来讲,它是由轴压气机以从外界吸入大量空气的原理来进行增压并在这个过程中使空气温度得到上升,进而将空气加压输送至燃烧室,并使其与燃油喷嘴喷出的雾化燃油进行混合,在化学作用的推动下会进行燃烧反应形成高温高压的燃气,最终高温高压的燃气会通过涡轮机然后进行膨胀做功。在燃机的运行过程中常常会出现旋转导叶动作延迟的情况或者是防喘气阀打开延迟的情况,这些故障对燃机本身的工作带来了极大的不良影响,甚至有可能导致跳闸,针对这种情况我们应该采取相应的防范措施和及时的处理措施。
1压气机的喘振
我们都知道,一旦在压气机的运行过程中进入其中的空气流量减小到一定数值之后,它便不能再继续稳定工作了。在这种情况下,压气机中的空气就会开始强烈地脉动随之而来的是压比也会大幅度地进行上下波动,同时还会有频率较低的噪声伴随其中,这就是我们所说的喘振现象。为什么会出现喘振现象呢?在我们分析压气机的工作状态时就会了解到:当压气机的转速一定时随着流量的减少气流速度就会下降,这样就会导致冲角增大而产生正冲角,而当正冲角过大时就会引起压气机的气流分离现象也就是我们平时所说的失速现象,而在此时由于气流的转折角快速增大扭转速度也会随之增加,这就会导致叶栅中压力梯度大幅增加,这是沿气流方向的增加[1]。就在这种情况下,由于气流的拐弯,导致了叶背气流分离现象的加剧,情况严重时喘振现象也就因此而发生。
2 压气机防喘振的措施
2.1设置IGV
通过大量的实验数据我们可以得知IGV的设计可以对叶片的角度进行改变,分析可得通过改变IGV角度,速度三角形也会得到改变。在进行速度较低的转动时会在前几级出现角度过大的正冲角,而如果我们把角度减小就可以使叶栅进口的流入角减小这样就可以减小偏离设计预定值的正冲角了,通过这种方式将压气机能进行正常稳定工作的范围增大。在低速工作的情况下压气机的前几级极易出现喘振情况,针对此现象,我们可以改变压气机的第一级进口导叶的设计,将其设计成可以旋转的。然后我们还可以在每一个可以旋转的导叶根部装上小齿轮通过转动这些小齿轮来对导叶的角度进行改变,这样,液压控制油动机就可以对导叶进行操纵。
2.2中间放气
中间放气的意思是指将空气从压气机中间部分的一个或多个截面引出到大气中,或是将引出的空气重新引回到压气机的进口。在我们的压气机进入不稳定的工作状态时,我们应当将放气系统打开,在放气系统打开的状态下其截面的前后空气流量不对等,在这种情况下就会导致较为靠前的几级的容积流量不断增加和其相应的流量系数增加,除此以外压气机相应的轴向速度也会得到提升。这就会从根本上消除了冲角过大引起的失速,进而也消除了发生喘振的可能性。除此以外,这种操作会导致较为靠前的几级的压比提高,从而压气机的效率也会得到提高,而压气机的最末级由于其空气密度的增加也会优化流动条件。
就9F型燃机压气机而言,为了使压气机在启动过的过程中发生喘振情况而采用了可转导叶。除了进行采用可转导叶这一防范措施以外,9F型燃机压气机还在制造的过程中在第十级后安放了四个放气阀,这种放气阀可以有效的方式压气机的喘振[2]。在这种改良设计下,从压气机启动至升高到百分之九十五的额定转速这一段时间内,放气阀将开启。而一旦升高至额定转速的百分之九十五这四个放气阀就会关闭。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在放气阀开启的情况下燃机压气机便能够进行稳定的工作,喘振的情况便会得到避免。
3防喘设备的常见故障分析及其处理
3.1 IGV动作延迟
下面我们就9F燃机压气机来分析一下面对IGV动作延迟的处理措施。在其控制系统中有如规则:基准开度为百分之五十七,TNH大于等于百分之五十七为额定转速,当IGV的开度小于百分之二十五时燃机就会自动断电跳闸。当我们手动停止其工作时,IGV也能正常运行只是液压缸里面会有一点喘流的声音。在我们对液压缸进行更换时IGV就能恢复正常工作。在我们对被更换下来的液压缸进行解体时就会观察到液压缸内会有黑色的积油,而且黑色的积油存在于液压缸内的上下两端并混油一些金属颗粒。且缸内会有许多垂直方向的沟痕,这说明了在运行过程中活塞存在了偏离中心的现象。在这种情况下活塞的缸体和杆的摩擦就会更加激烈,再加上金属颗粒会进入其中,这就导致摩擦力会变得更大,随着时间的增加就会导致高压部分的液压流至低压的部分。在压气机达到额定转速的百分之八十五时就会有相对来说很大的进气量,而由于风的阻力和设备的摩擦力就会导致ICV开启的很缓慢。而由于IGV导叶在我们手动实验时不存在阻力所以液压缸仅需克服设备间的摩擦力,就不会导致IGC开启的很缓慢运行就会一切正常。
3.2防喘放气阀打开延迟
(1)控制阀的故障。压气机排气会对防喘气阀的开关造成一定的影响,由于经常水洗,导致压力气源的管道会进入部分水分,虽然燃机中往往会设置有隔离阀对水分进行隔离,然而由于种种外界原因导致无法隔离全部水分或者无法将管道前的积水完全清理干净。在燃机中阀芯和阀座的距离往往会很小,这样就会导致阀芯和阀座接触水分后生锈将影响燃机的正常工作。在燃机的启动过程中会影响压气机的效率,20CB一旦停机就会影响气阀的打开。
就国内而言最普遍采取的措施是在进管口底部开设一个防水装置,即开设放水堵头。在每次用水进行清洗过后将管内的积水放干净,不让内部残留有水分导致后续过程中出现生锈的问题。而由于存在水分的问题没有得到彻底的解决,我们可以将水分通过燃机内部的雾化再又经导管引出,通过这个操作就可以将20CB的水份问题进行彻底的解决了[3]。同时也可以降低燃机内气源的温度,极大程度上改善了燃机压气机的防喘问题。
(2)阀体安装位置的影响。燃机的很大一个特点就是启动迅速且停止也很迅速,每天进行一次启动和停止是没有问题的。由于阀门温度变化很频繁,且防喘气阀常常会为了日常维护和日常检修的方便而安置在燃机外,阀门会由于内外温差大导致动静间隙太小,严重的情况会导致阀门卡死。针对这种问题目前普遍采取的措施是使用专门的防护保温罩,避免周围环境带来的影响而导致冷却过快。除此以外,做好日常的润滑和定期的维护以确保阀门开关的灵活性也是关键。
4结语
在燃机工作的过程中,防喘设备起着相当重要的作用,如果没有处理好燃机的防喘问题将会对燃机的正常运行造成极大的影响。防喘设备作为燃机重要的辅助设备一旦出现故障就会导致燃机无法启动,尤其是在潮湿的地区更要注重燃机的日常维护,在出现问题时进行及时的调整以防燃机压气机出现故障延误工程进度。
参考文献:
[1]刘微.浅析燃机的防喘措施[J].求知导刊,2017(03): 48.
[2]王艳艳.关于燃机压气机出现故障的相关思考[J].国家工业,2017(08): 15-17.
[3]李伟仁.9F燃机压气机防喘设备故障探讨[J].工业导刊,2018(03):25-26.
个人简介:李俊澄,1993年2月,男,汉,吉林省吉林市人,本科,研究方向:通用电气PG9351FA型燃机.
论文作者:李俊澄
论文发表刊物:《电力设备》2018年第27期
论文发表时间:2019/3/12
标签:就会论文; 气阀论文; 液压缸论文; 也会论文; 过程中论文; 空气论文; 水分论文; 《电力设备》2018年第27期论文;