M701 F燃气轮机转子冷却系统优化改造

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1、第36卷第6期华电技术V01．36No．62014年6月HuadianTechnologyJun．2014M701F燃气轮机转子冷却系统优化改造袁野，黄发安(广东惠州天然气发电有限公司，广东惠州516082)摘要：某电厂在机组检修中发现M701F燃气轮机透平第一级动叶损坏严重，更换了压气机入口滤网，对透平冷却空气(TCA)冷却器系统进行改造并优化了运行方式，有效缓解了动叶受损情况。关键词：燃气轮机；转子冷却空气系统；透平冷却空气冷却器；透平第一级动叶中图分类号：TK478文献标志码：B文章编号：1674—1951(2014)06—005

2、4—021燃气轮机冷却系统概况某电厂采用三菱M701F型燃气蒸汽联合循环机组，满负荷工作时燃烧初温达到1400℃，为了保证热通道部件安全、可靠运行，在燃气轮机(以下简称燃机)燃烧室内的衬套、喷嘴和动叶片中采用冷却气体流量通道，控制其金属温度。日本三菱公司图2改造前TCA系统图采取了多种途径降低热通道部件与高温烟气接触的2存在的问题机会，降低热通道金属温度，同时还采用先进的冶金该型机组是广东电网主力调峰机组，为两班制铸造技术提高动、静叶片的耐高温性能及强度。燃运行方式，每天都是早启晚停，这种运行方式对燃机机冷却系统主要是给燃机热通道部件如

3、动／静叶片、热通道部件的寿命影响是非常大的，因此，为了保证叶片持环、叶顶叶根、排气框架等提供冷却空气，一运行安全，机组每年都要进行检修，主要检修工作是方面将热通道部件与高温烟气隔离，另一方面将热对热通道部件进行修理或更换。在2012年的某次通道部件吸收的热量带走，降低部件温度，因此，燃检修中发现，透平第一级动叶的冷却空气通道被一机冷却系统可为其安全可靠运行提供最基本、最关些铁锈所堵塞而出现超温受损的现象，致使透平第键的保障。燃机冷却系统包括压气机高、中、低3级一级动叶在运行期内损伤严重，有些叶片甚至提前抽气及燃机转子冷却空气，如图1所示

4、。报废。通过分析认为，来自大气的灰尘或透平冷却空气管道内的铁锈等堆积物是造成这种现象的主要原因。此次检修发现，共有24片叶片损坏严重无法再运行，需修复或报废，叶片损坏情况不容乐观。该型机组透平第一级动叶共96片，每片价值l0多万元，价格昂贵。如果叶片冷却通道堵塞问题得不到解决，机组长期运行将会对透平第一级动叶带来更大的损害，将给电厂造成不可估量的经济损失，同时也给机组的安全运行留下了巨大的隐患，因此消除图1燃机冷却系统这一现象刻不容缓。本文着重介绍燃机转子冷却空气系统。燃机转子冷却空气从压气机出口引一路高温高压空气，经3解决措施透平冷却

5、空气(TCA)冷却器冷却后，通过特定通道通过对燃机结构特点和机组运行方式的分析比送到燃机转子内部，对燃机动叶进行冷却，系统如图较，最终决定采用以下措施来解决这一问题。2所示3．1更换压气机入口滤网冷却空气来自压气机的抽气，人口空气中的污收稿日期：2014—02—13染物也可以进入冷却空气通道，如果这些污染物在第6期袁野，等：M701F燃气轮机转子冷却系统优化改造·55·冷却空气通道上积累，热传递就会恶化，温度就会上升至使其开裂的水平。这种情况在F级先进技术燃机上更加突出，因为其燃烧温度更高，冷却通道更加复杂，而煤灰、水泥灰和灰尘更易形成

6、熔渣堵塞冷却通道。因此采用由F6玻璃纤维材料(俗称玻纤)制成的高效过滤器(HEPA)，淘汰掉传统的G4，F5滤棉过滤材料。这种高效过滤器对于0．3Ixm以上图3改造后TCA系统的微粒去除率达到99．7％。该滤网的特点是空气已经进入了燃机的各个管道内；机组处于热态时不需可以通过，但细小的微粒却无法通过，可最大限度地要进行清吹，避免将压气机出口的高温、高压空气排从源头上防止冷却通道被阻；同时也保护了压气机放，可以提高燃机效率。因此，这种阀门运行方式主叶片，提高了压气机的安全性和效率，减少了压气机要是在机组冷态或温态启动时采用。的水洗次数。(

7、1)机组启动后TCA滤网清吹阀自动开启，3．2对TCA系统进行改造TCA过滤器吹扫回气阀自动关闭；当机组负荷至(1)对TCA进行自动化改造。200MW，也就是机组启动完成后，TCA滤网清吹阀(2)对TCA滤网疏水阀进行自动化改造。自动关闭，TCA过滤器吹扫回气阀自动开启。(3)对TCA过滤器排气吹扫装置进行自动化改(2)机组启动后，TCA滤网疏水阀、TCA冷却器造，将TCA过滤器排气吹扫阀与过滤器吹扫回气阀母管出口疏水阀与TCA冷却器旁路疏水阀开启，至由手动阀更换为气动阀。机组转子冷却空气温度高于130oC后关闭。(4)在TCA过滤器排

8、放管中串联安装Y形过3．3对TCA过滤器进行定期清理滤器，对管道中的杂质进行更进一步的过滤，保证过因为机组为两班制调峰机组，机组停机机会相滤效果。对较多，对TCA过滤器进行定期清理的工作很容易改造后的TCA