9E燃气轮机透平框架冷却系统优化

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1、第34卷第S1期华电技术Vo1．34No．S12012年11月HuadianTechnologyNOV．20129E燃气轮机透平框架冷却系统优化金培君．王欢欢(上海奉贤燃机发电有限公司，上海201403)摘要：上海奉贤燃机发电有限公司9E燃气轮机原设计2台50％容量的透平框架冷却风机，若燃气轮机运行中框架冷却风机发生故障导致冷却风量瞬时失去或突然减少，会使机组排气框架及汽缸的受热工况发生变化，对热通道部件的寿命造成极大的影响。对燃气轮机透平框架冷却系统和MarkV控制系统进行了深入研究，采取了增加1台国产50％容量风机的优化

2、方案，排除了系统隐患。关键词：9E燃气轮机；透平框架冷却系统；风机；MarkV控制系统；优化中图分类号：TK477文献标志码：B文章编号：1674—1951(2012)S1—0052—041机组概述2原框架冷却系统存在的问题上海奉贤燃机发电有限公司(以下简称奉贤发2．1系统概况电公司)采用美国GE公司生产的PG9171E型燃气机组原框架冷却系统如图1所示。轮机，于2005年年底先后投产发电。机组投运以(88TK-2)来，随着对9E燃气轮机的深入了解，发现9E燃气轮机存在透平框架冷却风机设计冗余不够的缺陷，对机组的安全、稳定运

3、行构成一定的威胁。机组原设计2台50％容量的透平框架冷却风机，透平框架冷却风机的基本作用是冷却透平排气框架以及透平缸外层，在燃气轮机点火后先后投入使用。若燃气轮机运行中框架冷却风机发生故障导致冷却风量瞬时失去或者突然减少，会使机组排气图1机组原框架冷却系统机组设计有2台50％容量的透平框架冷却风框架及汽缸的受热工况发生变化，造成局部过热，对机，每台风机出口设有1个压力开关及1个逆止阀，相关零部件的寿命有较大的影响。因此，透平框架机组启动点火后，风机依次启动，当管道风压达到压冷却风机能否安全、稳定运行，对燃气轮机能否正常力开关

4、63TK设定值时，压力开关闭合，风机启动运行有重要影响。正常。奉贤发电公司是一个调峰电厂，机组启动时就燃气轮机设计有透平框架冷却风机故障保护，是电网最需要电力负荷的时候，故要求机组能随时该保护是燃气轮机的一项重要保护。风机风压低于启、停，在运行中不允许机组非计划停运，故提高机3．81kPa时，压力开关63TK动作，发出风机故障报组的安全、稳定性就显得尤为重要。一旦机组不能警。如果2台风机同时出现故障，则机组自动降负按时投运或运行中由于故障而停机，公司除需承担荷停机处理；如果1台风机故障报警，为了保障设备设备受损、机组停机检修

5、造成的重大损失外，还可能引起局部地区拉闸限电，造成恶劣的社会影响。的安全性，需手动降负荷，维持排烟温度不高于490为此，奉贤发电公司成立了“9E燃气轮机透平℃，同时密切注意燃气轮机轮间温度、振动、排烟温框架冷却系统优化研究”课题组，进行专题研究试度等，若出现异常应立即降负荷停机。验。致力于消除上述重大设备隐患的同时，也使奉2．2存在的问题贤发电公司技术人员对该机组结构设计、系统构成就设备本身而言，汽缸外层及排气框架等高温等有比较深入的认识，逐步熟悉、掌握GE的MarkV部位失去冷却风或者冷却风量骤然下降，势必会引程序和相关电

6、气设计回路。起局部过热，造成一定变形。而汽缸变形可能会导致动静摩擦异常，出现异常振动，从而使燃气轮机收稿日期：2012—07—28叶片受到损伤，诱发重大设备事故。燃气轮机热通道第S1期金培君，等：9E燃气轮机透平框架冷却系统优化·53·部件价格昂贵且修理周期较长，一旦失去冷却风或(1)原系统2台风机安装在一个隔音罩内，布者骤减冷却风可能导致重大设备损失。而透平框架置比较紧凑。扩容改造后叶片的尺寸发生变化，势冷却风机属于重要的辅机设备，2台50％容量的风必造成风机、电动机的基础发生改变，风机隔音罩也机一般都会设计有第3台风机备

7、用。为分析GE公要重新安装，这些基础的变动将带来极大的土建工司的设计思路，奉贤发电公司的技术人员仔细研读程量及较长的施工周期，代价较大。了GE公司的操作维护手册，发现在相关系统的概(2)风机改造需要进行优化设计，缺乏制造厂述中也有第3台风机的描述。同时咨询了一部分采资料使风机改造缺少了很多理论数据支持，整个改用同类型机组的燃气轮机电厂的相关人员，发现南造需进行多次试验，周期长、花费高。方的几个电厂在燃气轮机运行规程中都有关于透平因此，选择增加1台50％容量风机的方案。首框架冷却风机故障的紧急应对措施。先考虑原配flakt厂的

8、风机，但此款风机需进口，供奉贤发电公司作为一个调峰电厂，仅2台风机货周期长，价格昂贵。由风机铭牌参数可以看出，该的设计加大了机组非计划停机的可能性，降低了机型号风机参数属于常见参数，最终决定选择南方风组运行的可靠性，而调峰电厂的非计划停运可能造机股份有限公司生产的88TK—No9A型风机。