AE94.3A燃机RDS运行分析

李北峰

（国家电投（中电）四会热电有限责任公司）

摘要：AE94.3A燃机为了获得更高的燃气-蒸汽联合循环发电厂效率，采用了一种间隙优化系统，这种系统在安萨尔多燃气机组上被称为RDS。RDS的应用在一定程度上提高了机组的效率，但是在实际运行当中也出现了一定的问题，本文着重从RDS的运行方式和运行中出现的问题给予介绍。

关键词：AE94.3A；RDS；燃机；燃气；效率

一、燃气轮机、压气机设备概况

我厂燃气轮机由上海电气&安萨尔多公司联合设计制造，型号为AE94.3A单轴重型燃气轮机，TETC温度（566℃）、排烟量大（2668.4t/h）。燃机单循环出力为317.1MW（ISO工况），联合循环额定出力为473MW（纯凝工况下）。安萨尔多AE94.3A型燃气轮机采用15级轴流式压气机，压比为20。压气机由压气机转子和静子（气缸）组成。其中静子（气缸）由前轴承座，1#静叶持环、2#静叶持环组成，采用水平中分面式结构。

二、RDS概况、系统组成与工作流程

RDS概况：RDS模块用于控制推动转子移动。燃机RDS系统全称转子位移优化系统，是燃气轮机重要的辅助系统之一。它是一种液压机构，通过控制燃气轮机转子的轴向位移，以优化燃机效率。

系统组成与工作流程：RDS供应单元采用模块化设计，2个100%的RDS油泵、1个蓄能器、RDS控制块及相关的仪表组装在一块地板上，便于安装、操作和维护。来自润滑油系统的润滑油进入RDS油泵，经过RDS油泵升压、过滤器过滤，分别经主推、副推进油管进入燃气轮机推力轴承工作面和非工作面的液压活塞，实现燃气轮机转子的推动，其回油回到润滑油箱。

三、保护元件介绍

1、轴向位移变送器

3个位置变送器安装在压气机轴承盖上，用以监测转子的位移和测量由RDS系统引起的转子轴向位移。当2个轴向位移变送器均故障时，RDS系统顺控不允许启动。

2、压力变送器

主推腔室和副推力腔室各配置三个压力变送器，做保护时均采用三取二的原则。正常运行即RDS在投入位置时，主推腔室压力为165bar，副推腔室压力为0.6bar。

四、RDS运行方式

RDS运行方式：RDS模块从润滑油模块中取油，并加压到工作压力，然后供到压气机轴承（带RDS功能）的主副推力腔室中，推动转子轴向移动，从而实现间隙优化。从润滑油箱过来的低压润滑油经过柱塞泵加压至工作压力，此时蓄能器填充氮气升压，低于工作压力时泵开，高于工作压力时泵关，蓄能器填充时间很短。电磁阀用于控制主副推力管路，蓄能器控制供油压力，流量控制阀控制进油回油速度，从主副推力端的回油经管路流回油箱。

RDS系统逻辑

RDS自动投入条件（与）：

1、RDS选择“RDSSEL”，

2、RDS不在65-69步，

3、RDS母管压力大于7bar，

4、位移小于1.3mm且位移两测点偏差大于0.2mm或任一位移测点故障，

5、RDS母管压力小于190bar，

6、RDS母管压力大于160bar，

7、IGV开度小于90%且燃机负荷大于120MW，

8、转速大于47.5Hz与1、2、3延时60min。

RDS自动退出条件（或）：

1、ESV阀关闭，

2、燃机负荷突降30MW，

3、火灾保护跳机，

4、转速小于3.9Hz或燃机跳闸，

5、RDS选择“RDSDSEEL”。

RDS跳闸首出：

1、RDSFAULTREVERSEPOI（与）：1.1转速大于4HZ；1.2燃机负荷突降30MW或转速大于47.5Hz维持时间小于60min；1.3（转速大于3.9Hz且RDS没有停指令）且无（两个位移均小于1.3mm或两个位移测量值相差大于0.2mm或位移1故障或位移2故障报警），

2、SECRDSLINEPRESS》MAX：副推回油压力大于230bar延时10秒，

3、RDSMONITORINGSYSTEMTRIP（与）：3.1主推回油压力大于5bar；3.2副推回油压力大于5bar。

五、RDS运行分析

1、机组效率分析：

系统工作时将转子向压气机侧移动一定距离，减少透平端叶顶间隙，透平端减少端部损失，同时会增加压气机端叶顶间隙。总体上，透平端收益大于压气机端损失，因此燃机输出功增加，通过实验得知RDS投入后燃机负荷增加6-8MW，增加了燃机的输出功率，提高了机组效率。

2、转子位移量分析：

其中转子移动多少是通过转子位移量来表示，当主推腔室油压为165bar，副推腔室油压为0.6bar时转子位移为2.9mm，副推腔室腔室油压为165bar，主推腔室油压为0.6bar时转子位移为0.7mm，当主推、副推力轴承均无油压时转子位移为1.8mm；当RDS投入时转子位移由0.7mm增至2.9mm，当RDS自动退出至副推位置时，由于压气机瞬间卸载轴向推力减小，转子的位移有一个先增大再减小至副推位置0.7mm的过程；RDS在正、副推位置时每间隔720min，进行冲洗一次，RDS油冲洗操作的目的是降低油动机中液压油的温度，并且释放油动机中的空气和杂质，避免对油动机活塞密封的损坏。

六、RDS运行中存在的问题分析：

1、RDS正推、副推压力值没有显示，后被取消。

2、RDS有时逻辑存在误判断，造成RDS不能自动投入的情况。

3、RDS在燃机负荷120MW附近来回投退，造成燃机5个轴振、轴承振动增大现象。

4、转子三个位移测点中有两个位移测点差值大于0.2mm引起机组跳闸。具体逻辑为RDSFAULTREVERSEPOI（与）：4.1转速大于4HZ；4.2燃机负荷突降30MW或转速大于47.5Hz维持时间小于60min；4.3（转速大于3.9Hz且RDS没有停指令）且无（两个位移均小于1.3mm或两个位移测量值相差大于0.2mm或位移1故障或位移2故障报警）。

5、由于外部原因导致燃机负荷突降30MW，RDS退出运行。

结束语：

通过这篇论文的介绍，希望各位同仁能够对AE94.3A燃机RDS间隙优化调整系统有一个明确的认识，了解RDS的运行方式，运行中出现的问题，原因分析，避免具有RDS系统的燃机出现类似错误，引起运维人员误判，为公司安全、经济运行服务。

参考文献：

AE94.3A燃机集控运行规程，燃气机组燃气运行规程，AE94.3A燃机机组技术协议，AE94.3A燃机RDS模块运行维护手册，AE94.3A燃机RDS模块安装调试手册，燃气—蒸汽联合循环机组安全生产典型事件汇编。

作者简介：

李北峰，汉，河南商水人，国家电投（中电）四会热电有限责任公司集控值班员，岗位为值长，职业资格为技师。