（浙江大唐国际江山新城热电公司浙江省江山市324100）
摘要：燃气轮机燃气供应系统中的终端过滤器是燃机进入燃烧系统的最后一道屏障，它的可靠性直接影响燃气轮机燃烧系统的安全。实际应用中6FA机组配套安装的终端过滤器并不可靠，固定滤芯的螺杆断裂、滤芯脱落的情况时有发生。本文从故障发生的原因分析入手，最终通过设备改造解决终端过滤器损坏问题。
关键词：燃气轮机；燃气供应系统；终端过滤器；故障分析解决
引言
联合循环发电技术日益受到我国电力行业的重视和不断发展，其天然气供应系统中的各级过滤器对保证燃料品质起到重要作用，因此保证过滤器设备的安全可靠，关系到机组的安全稳定运行。GE的6FA机组终端过滤器设计有两种，一种为“Y”型过滤器，一种为“筒”型过滤器，本文对“筒”型终端过滤器内部结构进行研究和分析，通过对内部结构进行改造，提高终端过滤器的可靠性，避免过滤器内部损坏造成重大设备损坏事故。
16FA燃气轮机燃气供应过滤系统简介
燃气轮机燃气供应过滤系统主要由调压站过滤、前置过滤和终端过滤系统组成。天然气管道公司来的天然气首先进入电厂调压站，经过进口过滤器、旋风分离器、凝聚式过滤器除去部分固体颗粒和液滴后进入前置过滤器。燃气经前置过滤器的惯性分离、聚凝过滤后再进入终端过滤器。
终端过滤器的作用是提供燃气进入燃气轮机前的最后一级过滤，过滤后的燃气通过速比阀、燃料控制阀进入燃气轮机的燃烧室。如图1所示。
图1燃料过滤器PID图
2终端过滤器故障及原因分析
2.1终端过滤器的结构
GE6FA型燃机终端过滤器是美国HILLIARD公司生产，它是一个圆筒形立式的过滤器，其过滤精度为20um，最大工作压力35BAR，试验压力50.3BAR，最高温度188℃，近似容积87L。如图2所示。
图2终端过滤器外形图
在过滤器的底部安装有出口和入口法兰，滤筒内上下重叠地安装两个圆筒形滤芯，两个滤芯用长杆螺母（下称中心柱）固定在滤筒内的托架上，托架上有内螺纹与中心柱下部螺纹旋紧后在背面焊接。燃气进入过滤器后先经过两个滤芯的外部空间，经滤芯过滤后流入圆筒滤芯内部，顺出口管道流出（如图3所示）。滤筒的材质是碳钢，内部流体部件以及中心柱均采用304/304L材质。
图3燃气过滤器结构图
2.2过滤器的故障现象
机组运行约2500h进行天然气滤网检查时，发现用于固定滤芯的螺杆断裂，滤芯在滤筒内摆动、旋转，造成滤筒内壁磨损，损坏情况较为严重，因此又对另一台燃机进行检查，发现了同样的问题。说明过滤器内部结构损坏不是个例，而是共性的设备损坏故障。
终端过滤芯的固定螺杆（中心柱）在下部断裂，滤芯在筒内发生旋转（或摆动），造成滤筒磨损。经滤筒筒壁厚度测量，原滤筒厚度为9.5mm，磨损位置平均厚度为8.4mm，最薄处为8.0mm，磨损量1.5mm，达到壁厚的15.8%。
图4过滤器损坏情况
2.3故障的原因分析
上下两滤芯组合后用一根1032mm长的固定螺杆（中心柱）紧固在滤芯托架上，再没有其它固定措施，而滤芯与筒壁存在较大间隙（如图8）。滤芯的这样组合固定形式相当于一个根部固定的弹性杆件，当受到天然气流动时产生的外力冲击后，它将在原平衡位置附近做周期性的摆动，形成一个自由振动。
图5滤芯振动形式
滤芯振动带动中心柱的摆动，在多次的往复摆动下，在应力最集中的螺杆下部与托架连接处断裂。螺杆断裂后，滤芯没有了固定，在内部旋转或摆动，滤芯与筒壁摩擦成沟痕。当磨损没有及时发现，产生火花，天然气可能发生泄漏引发爆炸，造成设备事故。
3解决方案分析及选择
3.1方案一：增加中心柱强度
对中心柱进行改造并重新加工中心柱，增强其强度使其不易断裂。将原中心柱与托架连接部位的直径由原来的Ф16增加至Ф20，增加中心柱的强度的同时增加与托架的接触面积，如图9。
a改造前b改造后
图6中心柱改造前后对比
3.1方案二：滤芯顶部加装固定装置
在上滤芯上盖位置的圆周部位加装一圈紧固环，紧固环上焊接三根调整螺栓，用于固定滤芯，如图7。为避免摩擦出火花将调整螺杆设计成铜制。这样滤芯在调整螺栓的紧力下形成固定，使滤芯不再摆动。
图7滤芯固定装置示意图
3.1方案三：滤芯上盖加装弹簧压紧装置
在滤网顶部设计安装一个弹簧压紧装置，其它结构可不作改动。（如图8）
图8弹簧压紧装置
在滤网顶部①安装一个弹簧杯座②，设计一个压紧弹簧③固定在弹簧杯座上，利用终端过滤器的上端盖的紧力，将滤芯牢牢地压紧在过滤器壳体内，最终解决滤芯振动、中心柱断裂的问题。
4结论
通过对终端过滤器内部磨损情况的分析，最终确定滤芯在外部冲击力作用下产生自由振动，引起中心柱疲劳断裂是问题的主要原因。从控制滤芯振动入手，设计和安装滤芯固定装置减少和控制滤芯振动，最终解决滤芯脱落的情况。上述的三种方法各有优缺点，方案三为最佳方案，并已经过应用检验，最终解决了终端过滤器滤芯脱落的问题。
参考文献
[1]大型燃气-蒸汽联合循环发电技术丛书.中国电力出版社，2009.
[2]OperationandMAINTERNANCEManual-GT/GEN.
作者简介
王雪东（1977－），男，辽宁省开原市，工程师，从事燃-汽联合循环机组设备管理工作。
注：作者联系方式：手机18057006911，电子信箱1136218•qq.ｃｏｍ。