GE 9F燃氣輪機IBH系統經濟運行的分析

摘要：GE 9F燃氣輪機生產自美國通用公司，其中的進氣加熱系統具備防冰、預混燃燒等多種功能，由于IBH的有效開發，壓氣機的效率將會受到很大影響。本文根據以往工作經驗，對GE 9F機組以及IBH系統實踐情況進行總結，并從系統的具體動作、出力降低、IBH開啟后不關閉、節能方式的應用四方面，論述了GE 9F燃氣輪機IBH系統經濟運行的具體分析。

關鍵詞：燃氣輪機;IBH系統;經濟運行

前言：

在引進的汽輪機組之中，GE 9F燃氣輪機屬于是目前我國比較常見的機型之一。在進氣加熱系統設計過程中，主要包括以下幾方面：首先在環境溫度較低時，會將部分壓氣機排氣循環到壓氣機的進口處，避免在進口處出現結冰等問題。其次，如果燃氣機在工作過程中帶有燃料噴嘴等設備，此時IBH系統還會起到一個燃燒室預混燃燒作用，避免不良情況發生。

1.GE 9F機組以及IBH系統實踐情況

1.1GE 9F機組抽氣加熱系統簡介

在GE 9F機組抽氣加熱系統設計過程中，主要設備包括以下幾方面：進氣加熱控制閥、手動隔離閥和各種控制回路等等。在抽氣加熱系統工作中，主要是借助于壓氣機排氣缸，將高溫高壓空氣抽出。之后在進口消音器下游加熱管道處安裝相應裝置，實現進口空氣的循環加熱，利用手動隔離閥以及氣孔調節閥實現對流量的有效控制。

1.2IBH經濟運行實踐

在具體機組運行過程中，為了確保壓氣機之中的壓比不會大于臨界值，整個GE 9F機組會配置一些相關控制系統，如MKVI等等，之后在其他一些裝置的配合下，將會實現對IBH開度的自動計算，讓壓氣機運行得到有利保護。其次，為了實現對預混燃料方式的有效拓展，將機組經濟性能提升，該系統會通過壓氣機流量以及進口可轉導葉開度，將IBH控制開度計算出來，并促使其成為預混燃燒方式的擴展基準。另外，在IBH實際開度研究過程中，主要是根據上述幾個基準值比較而產生的，取兩者之間的較大值作為開度研究的基準點。站在實際角度來說，該過程也是IBH經濟調節的基礎所在。

2.GE 9F燃氣輪機IBH系統經濟運行的具體分析

2.1系統的具體動作

通過系統性研究，以及IBH的作用和開度設置情況，整個機組運行過程中的動作內容如下：首先，在機組啟動過程中，可以隨著IGV角度的增加而增加，而且在進氣加熱控制閥IBH處，導葉IGV開度將會高于42°。當整個機組的轉速高于95%之后，IGV便會處于開啟狀態，當開度高于63°之后，IGV將會處于關閉狀態，此時的機組負大約為265MW，環境溫度達到了23℃。其次，當整個機組處于停頓狀態時，IGV的角度也會越來越小，在此種情況之下，IBH與IGV之間的夾角為58.5°，機組負荷相應提升，在23℃時將會達到285MW，如果整個機組轉速小于95%之后，系統也會自動關閉^[1]。

2.2出力降低

從機組日常運行過程中可以看出，當整個機組負荷降低到280MW之后，燃氣輪機的出力也會降低，隨之而來的蒸汽輪機出力同樣會繼續降低，與燃氣輪機相比，蒸汽輪機出力顯得有些不足。從總負荷對比之中可以看出，整個機組的總負荷等于燃氣輪機負荷再加上蒸汽輪機負荷，此時燃氣輪機的負荷特點也會更加明顯，即先降低再增加。該表現主要體現在IGV開度問題，從88°轉移到57.5°，之后在變換到60°，此時的IBH將會逐漸開啟，只要IGV度數沒有超過63，IBH就不會出現關閉狀態。

2.3IBH開啟后不關閉

在日常工作過程中，工作人員一定要確保IBH不關閉情況出現在負荷設定的280MW左右，這也是很多地區電網負荷降低的標準所在。因此，在部分機組運行過程中，有超過一半的時間都會處于該負荷段上，從而導致IBH開啟之后再循環，降低了壓氣機的工作效率。例如，在鎮海電廠運行過程中，主要使用的機組類型為9F單軸聯合循環機組，具備負荷低等特點，也正是由于該機組的投入使用，才會讓整個IBH系統運行的經濟性更加明顯，讓機組免受各種因素干擾。除此之外，站在實踐角度來說，在低負荷階段一定要避免IBH出現開啟狀態，否則將會對整個企業的經濟效益產生嚴重影響。

2.4節能方式的應用

站在實際應用角度來說，燃氣機組之中的壓氣機耗能很大，大約在整個機組耗能總量的三分之二，耗能量過于嚴重。為了避免上述情況出現，相關企業需要根據具體實踐情況，對節能方式進行深入性探討。在炎熱的夏季，當機組的負荷降低到300MW后，或者是IGV本身開度低于59°，不應該立即進行降低負荷操作，應該先確保負荷穩定之后繼續下一步操作，具體時間應該集中在5到15min范圍內，當負荷降低到280MW以下之后，IGV開度也要保持一定要求，不能低于59°。在寒冷的冬季，由于整個機組所處的環境溫度較低，一旦IBH處于開啟狀態，其最低點負荷還要繼續上移，否則將會為后續工作帶來極大影響。總而言之，當整個GE 9F燃氣輪機系統的負荷保持在265到295MW時，工作人員需要對整個IBH工況進行詳細了解，負荷的增減調整速度也要保持在合理范圍內，避免系統運行受到影響^[2]。

總結：

綜上所述，GE 9F燃氣輪機IBH系統屬于引進產品，在最初的設計上主要是根據相應國家情況和特點來設計的。在引進之后，如果將其中的經濟性特點在我國發揮出來，需要通過不斷實踐來實現。很多企業在生產工作之中進行了不斷嘗試，確定在低負荷情況下，可以通過簡單的運行調節變化將IBH經濟性特點展示出來，實踐意義極強。

參考文獻

[1]金向陽，梁華鋒，丁智華.6FA燃氣輪機進氣加熱系統跳機故障分析處理[J].浙江電力，2018，37（10）：71-74.

[2]王曙光，朱本剛.GE公司9E燃氣輪機進氣加熱系統控制分析[J].燃氣輪機技術，2017，30（04）：47-50.

作者簡介：梁旭，1990，遼寧省北票市，漢，助理工程師，大學本科，研究方向：電廠設備運行。